1.简述焊缝中裂纹的种类及其形成原因
[提示]:焊缝中裂纹有热裂纹和冷裂纹两类,热裂纹--在液态到固态的结晶过程中产生,其原因主要是焊缝金属中存在低熔点夹杂物,如硫化铁,在较大的焊接应力下发生晶间破裂而形成的裂纹;冷裂纹--为冷却时产生,存在于基体金属与焊缝交界处,其产生原因包括热影响区形成淬火组织、焊接接头的氢含量多、所受应力大等
答:焊缝在较低的温度下产生的裂纹称为焊缝的冷裂纹,一般焊接后冷却到360℃以下才会产生,多发生在焊缝热影响区熔合线附近的过热区中,主要由于焊接件热影响区的低塑性组织(淬硬组织),漆膜划格器 http://www.qimohuageqi.com 焊接接头中的氢气和焊接应力叁个因素共同作用所致,冷裂纹的发生有延迟性,可能延迟数小时才发生,也可能延迟更长的时间.预防措施包括:选用低氢型焊条并严格按照工艺规定烘干,以控制焊接过程中的氢含量,适当的焊前预热和焊接时增大焊接热量输入,以减缓冷却速度,避免淬硬组织出现,焊后及时热处理以消除内应力,注意选用碳当量低的钢材,即避免使用有冷裂倾向的钢材,减少焊缝拘束度以减少结构应力,以及焊接前注意清洁坡口以减少氢污染等.在确定无损检测方案时,对于有冷裂纹倾向的钢材的焊缝检测时机选择应根据冷裂纹可能的延迟时间,把检测时机确定在冷裂纹发生之后.
3.简述制定质量验收标准的常用方法
答:质量验收标准常用下列四种方法确定:①引用类似试件的工件的现有标准,这些标准都是经过长时间的实际使用考验,被证明是可靠的.②按一定的加工工艺试生产一批工件,进行无损探伤,对探伤发现缺陷进行拉伸,弯曲等破坏性试验,根据试验结果确定出合适的标准.③根据经验或理论的应力分析,制定出验收的标准.④将带有典型缺陷的试件进行模拟实际工作状态的试验,然后确定出验收标准.
4.奥氏体不锈钢焊接时最容易产生什么缺陷?答:最容易产生热裂纹和晶间腐蚀倾向
5.什么叫内应力?它有什么特点?内应力可以分成哪几类?
答:没有外力存在时,弹性物体内所保存的应力叫做内应力,它的特点是在物体内形成一个平衡的力系,即遵守静力学条件.按性质和范围大小可分为宏观应力,微观应力和超微观应力.按引起原因可分为热应力和组织应力.按存在时间可分为瞬时应力和残余应力.按作用方向可分为纵向应力和横向应力.
6.钢中“白点”缺陷形成的原因及白点对钢的性能的影响各是什么?
答:钢中白点形成的原因是:钢的化学成分-铬钢、铬钼钢、铬镍钢等对白点较敏感,一般称之为“白点敏感性钢”;含氢量-这是主要条件,在热加工后的钢冷却较快时,溶于钢中的氢来不及逸出扩散到空气中而聚集在钢的显微组织缺陷处,因为由氢原子结合成分子,体积扩张引起高的内应力导致撕裂;钢坯与锻件的尺寸-尺寸越大,氢的逸出扩散因路径越长而越困难,白点敏感度就越大,因此多发生在锻(轧)后冷却较快的锻件和轧制件中。白点对钢的性能的影响:使钢的机械性能大大下降,造成工件开裂、破坏或使用中严重失效,故在任何情况下,凡有白点缺陷的钢材或工件都被禁止使用。
7.什么叫做应力集中?
答:对于存在切口,螺纹,开孔,凹槽等具有截面急剧改变部位,或者因为湿度不均匀,构件承受弯曲应力等情况下,在构件的某些小范围内的应力数值较高,而离开该区域稍远,应力数值即大为降低,我们这种情况叫做该小范围区域应力集中.
8.什么叫热应力?
答:一般物体都具有热胀冷缩特性,当物体受热或受冷不均匀而导致热胀冷缩不能自由进行时,在物体中所引起的应力称为热应力.
9.什么是金属材料的机械性能?
答:金属承受外力载荷过程中所表现出来的,包括强度,硬度,弹性,塑性,韧性等能力统称为金属材料的机械性能
10.焊接质量的非破坏性检查方法有哪些?
答:外观目视检查,水压试验,致密性试验,无损检测(包括渗透检测,磁粉检测,超声检测,射线检测等,对于容器类还可进行声发射检测)
11.什么是断裂力学?它有什么应用价值?
答:断裂力学是研究带有缺陷的材料与结构抵抗缺陷扩展的能力,以及缺陷在各种承载条件下扩展的规律,它在安全设计,合理选材,指导改进工艺,提高产品质量,制定科学的检验操作,正确评价材料构件的可靠性,防止事故发生以及损伤容限设计等方面具有重大的应用价值
12.对合金钢锻件如何进行去氢处理?目的是什么?
答:为了对合金钢锻件进行去氢处理,锻造后必须进行长时间的保温退火(即在氢溶解度小、扩散系数大时的温度下长时间保温退火),去氢的目的是为了防止产生“白点”(又称“发裂”)缺陷。
13.铸件由于具有哪些特点,所以在机械制造中得到了广泛应用?
答:铸件容易获得其他方法不易获得的形状复杂的工件;铸件成本低;可以采用特殊工艺获得精密铸件,其表面不经加工即有理想的光洁度;有些铸件(如球墨铸铁)既有一定的强度和韧性,又有耐磨性,可以满足如发动机曲轴等重要部件要求,而且成形简单,比锻造价格便宜;铸件内的缺陷不敏感,在使用中缺陷不易扩展;有些特殊要求的,例如机床床身,有吸振要求,故用铸铁件制造
14.什么是金属的热处理?常用的热处理方法有哪些?
答:将金属材料通过加热,保温,冷却,使其内部组织发生变化,从而获得所需性能的工艺方法,称为热处理.常用的热处理方法有退火,正火,调质,淬火,回火,渗碳,渗氮,时效等
15.什么叫“白点”(“发裂”)?防止产生白点的措施有哪些?一般地说低碳钢能否产生白点?
答:白点是钢中氢和内应力引起的一种从横截面看是极细的裂纹,从纵向断口看是呈银白色斑点(多呈近乎椭圆形)的缺陷,故被称为白点,又称发裂。防止措施:冶炼用炉料、废钢、要加入的合金元素等均要经高温烘烤,以减少钢中水份分解出氢的含量;锻造后要立即进行除氢热处理-去氢等温退火。一般地说,低碳钢不会产生白点。
16.某些钢材在焊接后为什么要及时进行热处理?
答:①消除焊接残余应力,改善焊接接头性能,②改善焊缝及热无损检测资源网影响区组织,提高焊接接头的塑性和韧性,③使焊缝中的氢气更快逸出,④稳定结构尺寸
17.常见的焊接接头有哪几种?答:对接接头,T型接头,角接接头和搭接接头
18.有些金属材料的工件焊接前要求预热,它的作用是什么?
答:预热的目的是使工件在焊接后能缓慢冷却,防止焊缝及热影响区发生裂纹
19.什么是焊缝的热裂纹?其产生原因是什么?
答:焊接过程中,在高温(焊缝凝固)状态下,沿晶界开裂的裂纹,称为焊缝的热裂纹,其产生原因主要是由于在晶界有低熔点相析出,高温时金属的软化和脆化以及母材热影响区硫磷化合物的析出,焊接工艺不当造成焊接应力过大,以及元素烧损或偏析等.
20.焊接中碳钢时最容易出现的缺陷是什么?
答:中碳钢焊接最容易出现的缺陷主要是裂纹,包括热裂纹与冷裂纹,也容易产生气孔
21.作为一名NDT人员,为什么对于材料,冶金及加工工艺必须具备一定的基础知识?
答:无损检测技术大多采用相对测量或间接测量方法,需要由检测人员对检测结果做出解释,分析,评定和判断,而且无损检测的特点就是直接面向具体的被检测对象,为了保证能够正确实施无损检测,得到可靠准确的检测结果,而且能够做出正确的判断和评价,就要求检测人员对被检测对象的材料,冶金及加工工艺具备一定的基础知识.
22.钢焊缝常见的缺陷有那些?其中危害最大的缺陷有哪几种?答:焊缝上常见的缺陷有裂纹、气孔、夹渣、未焊透(熔入不足)、未熔合(熔入不良)、咬边、弧坑、焊瘤和烧穿等,其中危害最大的是裂纹、未焊透和未熔合。
23.不锈钢按照其显微组织形态大体上可分成哪几类?按照其耐蚀性能大体上可分成哪几类?
答:不锈钢按照其显微组织形态大体上可分为奥氏体不锈钢,马氏体不锈钢,半马氏体不锈钢和铁素体不锈钢;按照其耐蚀性能,能抵抗大气腐蚀的钢叫不锈钢,但它不一定耐酸,在某些浸蚀性强烈的介质中能抵抗腐蚀作用的钢叫做耐酸钢,也称为耐酸不锈钢,在高温环境下也能耐受腐蚀的不锈钢叫耐热不锈钢
24.消除焊接残余应力的方法主要有哪些?答:整体高温退火和局部高温退火
25.什么是金属的可焊性?
答:金属材料在一定工艺条件下可通过焊接形成优质接头的性能,不同的金属其可焊性能是有区别的
26.钢铁的可焊性能与什么因素有关?答:钢铁的可焊性决定于它的化学成分,特别是它的含碳量,一般来说,含碳量越高,可焊性越差,而且焊缝越容易产生裂纹等缺陷,因此一般低碳钢具有优良的可焊性,中碳钢的可焊性较差,高碳钢的可焊性最差
27.锻件发生过烧,说明锻造工艺上的什么因素出现问题?
答:加热温度过高,或者变形过于激烈使局部位置的变形热过大导致局部过烧
28.什么是冷作硬化?答:金属压力加工过程中,金属若在常温或较低温度下承受外力作用发生变形时,会产生硬化组织(多在近表层或表层),导致机械性能发生变化,如强度,硬度增高,塑性,韧性下降,导热性,电导率,磁导率及抗蚀性降低等
29.什么是磨削裂纹?
答:在磨削机械加工时,由于高速磨削能在工件表面产生高热,随同磨削砂轮磨削后即施加的冷却液起到了淬火冷却介质的作用,当磨削操作不当,例如磨削进给量过大,磨削砂轮转速过高等,就容易在工件的磨削面上产生裂纹,称为磨削裂纹,其形成机理与热处理淬火裂纹相似,但它只局限在工件磨削面的表面层,并且磨削裂纹的取向多与磨削方向垂直或呈一定的角度
30.什么是金属的压力加工?答:借助外力作用使金属坯料(加热或未加热的)发生塑性变形,成为所需尺寸和形状的毛坯或零件的工艺方法,包括锻造,轧制,挤压,冲压,拔制等多种方法
31.什么是金属的铸造加工?答:将熔化的液态金属或合金注入已制好的铸型中,经冷却凝固后获得所需形状尺寸的金属毛坯或零件的工艺方法,包括砂型铸造,型模铸造,压力铸造,离心铸造等多种铸造方法
32.什么是金属的焊接?答:将两块分离的金属其接头部分局部加热到熔化或半熔化状态,采取施加压力或不加压,或填充其他金属,利用原子间的扩散与结合等方法,使它们连接成整体的过程称为焊接
33.硫在钢焊缝中有何危害?如何减少钢焊缝的含硫量?
答:因为铁和硫生成的FeS容易与r-Fe形成低熔点共晶体,当温度达到900℃以上时,共晶体熔化,破坏了晶粒结合强度,通称为“热脆”或“红脆性”,导致焊缝中产生热裂纹,硫化物在钢中容易引起偏析,因而降低了焊缝结构抗层状撕裂能力和钢的韧性。控制焊缝中含硫量的方法主要是:①严格限制母材和焊接材料中的含硫量;②在熔池中加入某些比铁对硫亲和力更大的元素从而形成硫化物,这些硫化物能很好地熔于熔渣中而难熔于金属中,达到脱硫的目的。
34.对于锅炉压力容器的环焊缝、纵焊缝和角焊缝,为什么在非破坏检测中通常有不同的检测要求?答:在锅炉及压力容器中,环焊缝承受轴向应力,纵焊缝承受环向(即切向)应力,在容器的三项受力状态中,环向应力最大,其值可达到轴向应力的两倍,即纵焊缝受力是环焊缝的两倍,因此,纵焊缝的非破坏检测合格标准高于环焊缝。角焊缝不易施焊,且角焊缝属于形状不连续部位,易形成应力集中或产生附加弯曲应力,受力状况恶劣,因此其非破坏检测的合格标准也较高。
35.低合金钢制压力容器的焊接工艺常常要求焊前预热和焊后热处理,其主要目的是什么?答:焊前预热的目的是:减缓焊接接头的冷却速度,防止淬硬组织出现;减小焊接应力;有助于焊缝中的氢向外逸出,以防止焊缝及热影响区产生裂纹。焊后热处理的目的是:消除焊接应力;提高焊接接头的塑性、韧性;使焊缝中的氢更快向外逸出;稳定结构尺寸。
36.低合金高强度钢在压力容器制造中获得广泛应用,其优点是什么?在制造中应注意哪些问题?在非破坏检测方面应注意哪些问题?答:低合金高强度钢和同样含碳量的碳素钢相比,不仅能够有效地提高钢的强度,而且能够保持较好的塑性、可焊性和其他工艺性能,因而减小了容器的壁厚和重量。在制造中,由于低合金高强度钢的缺口敏感性较高,有淬硬倾向,在焊接时容易产生缺陷,因此要严格执行焊接工艺,采用碱性低氢焊条和适当的预热温度、焊后缓冷和进行焊后消除应力热处理等。在非破坏检测方面也需要相应增加检查次数,如坡口磁粒检测或着色液渗检测,耐压试验后的表面检测抽查,另外,焊后24小时才能进行检测,以便于发现延迟裂纹。
37.一般说来,为什么组合式容器比整体式容器安全?
答:①组合式容器筒体大多数采用薄板、中厚板或钢带制成,这些材料的综合性能,尤其是断裂韧性往往都优于厚板或超厚板;②纵焊缝是容器中的薄弱环节,而组合式容器的筒体一般都避免了纵焊缝;绕板各层焊缝相互错开,使整个筒体纵缝在圆周均匀分布,焊缝削弱产生的影响较小;③组合式筒体的外层材料由于包扎力及焊缝收缩或过盈量的作用,往往对内层材料产生一种周向压缩作用,使筒体在工作时筒体应力沿壁厚分布比较均匀,改善了筒体应力状况;④组合式筒体的筒壁是由许多不连续的材料制成,当发生破坏时,内部介质会沿着警告孔或钢带之间的间隙泄漏,起到了报警作用。符合先泄后爆的安全设计规则。
38.为什么要加强对锅炉压力容器的安全监察?答:无损检测资源网因为锅炉压力容器的主要特点是:①使用广泛并要求连续运转;②处于十分恶劣的条件下工作,受压元件易于损坏;③在一定压力下工作,具有爆炸的危险性;④介质为易燃、有毒或剧毒;⑤一旦发生事故,会造成生命和财产的重大损失
39.焊接时预热的作用是什么?答:焊接时预热有以下两方面的作用:①预热可使得焊接接头在较宽的范围内获得较均匀的温度分布,降低温度梯度,从而减小因温度而引起的焊接应力;②预热可以降低焊接接头的冷却速度,从而降低易于淬火钢的淬硬倾向,同时也可减少焊缝的含氢量。因此,对于有淬硬倾向的钢材或板厚较大的构件,预热是防止裂纹,提高焊接质量的有效措施。
40.什么叫碳素钢?按照含碳(C)量和含硫(S)、磷(P)量,碳素钢应如何分类?
答:铁和碳的合金通常称为碳素钢,根据含碳量的不同分为三类:低碳钢(C<0.25%)、中碳钢(C:0.25%-0.60%)、高碳钢(C>0.60%)。在碳素钢中,由于硫、磷含量的不同,影响钢的质量,按硫、磷含量又可分为:普通碳素钢(P≤0.045%,S≤0.050%)、优质碳素钢(P、S≤0.040%)、高阶优质碳素钢(P≤0.035%,S≤0.030%)
41.说明A3、A3F、20g、16MnDR、18MnMoNbR、15MnVgc、0Cr18Ni9分别属于哪类钢,并解释A、F、g、D、R、gc的含义
答:A3:普通碳素钢,甲类三号镇静钢;A3F:普通碳素钢,甲类三号沸腾钢;20g:20号优质碳素锅炉用钢;16MnDR:普通低合金低温容器用钢;18MnMoNbR:低合金容器用钢;15MnVgc:低合金多层式高压容器用钢;0Cr18Ni9:镍铬奥氏体不锈钢
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