★1.焊接化学冶金和炼钢相比,在原材料和反应条件主要有哪些不同
（1）原材料不同：普通冶金材料的原材料主要是矿石、废钢铁和焦炭等；而焊接化学冶金的原材料主要是焊条、焊丝和焊剂等。
（2）反应条件不同：普通化学冶金是对金属熔炼加工过程，是在放牧特定的炉中进行的；而焊接化学冶金过程是金属在焊接条件下，再熔炼的过程，焊接时焊缝相当于高炉。
★2.调控焊缝化学成分有哪两种手段？他们怎样影响焊缝化学成分？
①对焊接区域内的金属进行保护。为了提高焊缝金属的质量，把熔焊方法用于制造重要结构，就必须尽量减少焊缝金属中有害杂质的含量和有益合金元素的损失，使焊缝金属得到合适的化学成分。因此，焊接化学冶金的首要任务就是对焊接区的金属加强保护，以免受空气的有害作用。
②对熔化金属进行冶金处理，通过调整焊接材料的成分和性能，控制冶金反应的发展，来获得预期要求的焊缝成分。焊接化学冶金过程是分区域（或阶段）进行的。手工电弧焊时，有三个反应区：药皮反应区、熔滴反应区、熔池反应区。在熔滴阶段进行的反应多数在熔池阶段也继续进行，但也有停止反应甚至改变反应方向的各阶段冶金反应的综合效果，决定了焊缝金属的最终化学成分。
★3.焊接区内气体的主要来源是什么？它们是怎样产生的？
焊接区内的气体主要来源于焊接材料
产生：1.有机物的分解和燃烧
2．碳酸盐和高价氧化物的分解
3．材料的蒸发
4.为什么电弧焊时熔化金属的含氮量高于它的正常溶解度？
电弧焊时熔化金属的含氮量高于溶解度的主要原因在于：1电弧中受激的氮分子，特别是氮原子的溶解速度比没受激的氮分子要快得多。2电弧中的氮离子可在阴极溶解；3在氧化性电弧气氛中形成NO，遇到温度较低的液态金属它分解为N和O，N迅速溶于金属。
★5.氮对焊接质量有哪些影响？控制焊缝含氮量的主要措施是什么？
影响：1.氮是促使焊缝产生气孔的主要原因之一
2.氮是提高低碳钢和低合金钢焊缝金属强度、降低塑性和韧性的元素
3.氮是促使焊绕金屑时效舱化的元素。
措施：1.控制氮的主要措随是加强保护，防止空气与金属作用
2.在药皮中加入造气剂(如碳酸盐有机物等)，形成气渣联合保护，可使焊缝含氯量下降
3.尽量采用短弧焊
4.增加焊接电流，熔滴过渡频率增加．氮与熔滴的作用时间缩短，焊缝合氮量下降
5.增加焊丝或药皮中的含碳量可降低焊缝中的含氮量
6.通过加渗透一些合金元素形成稳定的氮化物降低氮含量
6.手弧焊时,氢通过哪些途径向液态铁中溶解,写出溶解反应及规律
一是通过气相与液相金属的界面以原子或质子的形式融入金属；二是通过渣层融入金属。 氢通过炉渣向金属中溶解时，氢或者水蒸气首先溶于熔渣，溶解在渣中的氢主要以OH-离子的形式存在，这是由于发生如下溶解反应的结果： 对于含有自由氧离子的酸性或碱性渣：
对于不含自由氧离子的渣：
氢从熔渣中向金属中过渡是通过如下反应进行的：
7.氢对焊接质量有哪些影响? 氢脆,氢在室温附近使钢的塑性严重下降的现象称为氢脆,其由溶解在晶格中的氢引起的金属中的位错发生运动和堆积形成空腔,氢沿位错方向运动→空腔→产生压力→导致金属氢脆 白点,碳钢或低合金钢焊缝,如含氢量高,则常常在其拉伸或弯曲断面上出现银白色圆形局部脆断点
形成气孔.溶池吸收大量氢,在凝固时溶解度↓使氢处于过饱和,当外逸速度
产生冷裂纹.是焊接接头冷却到较低温度下产生的,危害大
8.低氢型焊条为什么对于铁锈、油污、水份很敏感？
由于这类焊条的熔渣不具有氧化性，一旦有氢侵入熔池将很难脱出。所以，低氢型焊条对于铁锈、油污、水分很敏感。
9.分析液态薄膜的成因及对产生热裂纹的影响
从金属结晶学理论可以知道，先结晶的金属较纯，后结晶的金属含杂质较多，并富集在晶界。一般来讲，这些杂质所形成的共晶都具有较低的熔点。在焊缝金属凝固结晶的后期，低熔点共晶被排挤在柱状晶体交遇的中心部位，形成“液态薄膜”。 此时由于收缩而受到了拉伸应力，焊缝中的液态薄膜就成了薄弱地带。在拉伸应力的作用下就有可能在这个薄弱地带开裂而形成结晶裂纹。因此，液态薄膜是产生结晶裂纹的内因，而拉伸应力是产生结晶裂纹的必要条件。
10.一般低合金钢，冷裂纹为什么具有延迟现象？为什么容易在焊接HAZ产生？
钢种的淬硬倾向、焊接接头含氢量及其分布，以及接头所承受的拘束应力状态，是高强钢焊接是产生冷裂纹的三大主要因素。
焊接HAZ内，容易形成铁素体及马氏体等脆硬组织，抗拉强度低；随焊接热影响区的热应变量增加，位错密度也随之增加，当空位和位错的浓度达到一定的临界值后，就会形成裂纹源。在应力的继续作用下，就会不断地发生扩展而形成宏观的裂纹。
11.预热在防止冷裂上的主要作用是什么？
减缓焊接接头的冷却速度，适当延长800~500℃的冷却时间，减少淬硬倾向，利于H逸出。
★12.后热对防止冷裂纹有何作用？它能否全部代替预热？
许多试验表明，焊后进行紧急后热，可使扩散氢充分逸出，在一定程度上有降低残余应力的作用，也可适当改善组织，降低淬硬性。 选用合适的后热温度，可以适当降低预热温度或代替某些重大焊接结构的中间热处理，但后热并不能全部代替预热。
★13.分析近缝区的马氏体转变对产生冷裂纹的影响
马氏体是碳在α铁中的过饱和固溶体，碳原子以间隙原子存在于晶格之中，使铁原子偏离平衡位置，晶格发生较大的畸变，致使组织处于硬化状态。特别是在焊接条件下，近缝区的加热温度很高（达1350~1400℃），使奥氏体晶粒发生严重长大，当快速冷却时，粗大的奥氏体将转变为粗大的马氏体。从金属的强度理论可以知道，马氏体是一种淬硬的组织，发生断裂时将消耗较低的能量，因此，焊接接头有马氏体存在时，裂纹易于形成和扩展。
14.什么钢材焊接冷裂纹易在近缝区产生
低合金高强钢以及中高碳钢。
★15.焊缝和熔合区的化学不均匀性，为什么会形成这种不均匀性
所谓化学不均匀性指的是结晶过程中化学成分的一种偏析现象。
⑴焊缝中的化学不均性
①显微偏析（枝晶偏析）原因：焊接时冷却速度大，液固界面溶质来不及扩散纯金属先结晶杂质后结晶
②宏观偏析（区域偏析）原因：焊速极大，焊缝以柱状晶长大把杂质推向熔池中心，中心杂质浓度升高所以产生严重偏析
③层状偏析（由于化学成分不均匀性引起分层现象） 原因：由于晶体成长速度R发生周期性变化引起，R升高，结晶前沿溶度浓度升高，形成一层溶质较多的带状偏析层，R减小，结晶前沿的浓度减少。 ⑵熔合区的化学不均匀性
原因：合金元素在液相中的溶解度大于固相，熔合区溶质原子由固相向液相界面扩散，使界面处合金元素再分配
★16.钢的碳当量增大而致冷裂倾向增大的原因是什么？
碳当量，简称Ceq或CE，是反映钢中化学成分对硬化程度的影响，它是把钢中合金元素（包括碳）按其对淬硬（包括冷裂、脆化等）得影响程度折合成碳的相当含量。即碳当量越大，合金钢的淬硬性越强，从而导致冷裂倾向增大。
17.试述结晶裂纹产生过程及控制措施
过程：在结晶后期，由于低熔共晶形成的液态薄膜削弱了晶粒间的联结，在拉伸应力作用下发生开裂。
措施：
（一）冶金因素方面：1.控制焊缝中硫、磷、碳等有害杂质的含量
2.改善焊缝凝固结晶，细化晶粒
（二）工艺因素方面：1.焊接工艺及工艺参数
2.接头形式
3.焊接次序
18.细化晶粒为什么有利于改善焊缝抗热裂纹性能？
（1）细化晶粒可以减小脆性温度区的大小，脆性温度区越小，焊缝收缩产生拉伸应力的作用时间就越短，产生的应变量也越小，故产生结晶裂纹的倾向也就越小。
（2）细化晶粒可以增强脆性温度区内金属的塑性，脆性温度区内金属塑性越强，越不容易产生结晶裂纹。
19.奥氏体钢焊接时选择焊接材料的原则有哪些?
1、耐蚀原则:焊接接头一般是最薄弱的环节,一定要保证焊缝的耐蚀性不低于钢材,所以至少要成分相同,甚至可以用耐蚀性高于母材的焊材
2、强度原则: 由于使用时压力大小不同,也要考虑强度 因此选择强度与钢材相近且具有良好耐蚀性的焊材
★20.奥氏体钢焊接接头易在什么部位产生晶间腐蚀？其产生的主要原因是什么？
（1）焊缝的晶间腐蚀（原因P71） （2）热影响区敏化区晶间腐蚀 （3）热影响区过热区刀口腐蚀
★21.手工电弧焊冶金过程分几个阶段，各阶段反应条件有何不同，主要进行哪些物理化学反应？
⑴药皮反应区：指焊条受热后，直到焊条药皮熔点前发生的一些反应。 反应包括：①水分蒸发，T>100℃
②某些物质分解，T在200~250℃时有机物分解，300~400℃时结晶水及化合水分解。
⑵熔滴反应区：指熔滴形成、长大脱离焊条过渡到熔池之前。温度高，接触面积大，时间短速度快，熔渣和熔滴金属强烈搅拌混合。
反应包括：金属蒸发；气体的分解和溶解；氧化还原；掺合金。
⑶熔池反应区：温度高，接触面积小，时间长，搅拌没有熔滴阶段激烈，熔池温度不均匀。
