1. 溶接部の一次結晶構造の特徴は何ですか?
回答: 溶接池の結晶化も、一般的な液体金属の結晶化の基本規則、つまり結晶核の形成と結晶核の成長に従います。溶接池内の液体金属が凝固すると、通常、溶融部の母材上の半溶融粒子が結晶核になります。
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そして結晶核は周囲の液体の原子を吸収して成長していきます。結晶は熱伝導方向と逆方向に成長しますので、両方向にも成長します。しかし、隣りに成長する結晶に邪魔されて結晶が形成されます。 柱状の形態を持つ結晶を柱状結晶と呼びます。
さらに、特定の条件下では、溶融池内の液体金属も凝固する際に自発的に結晶核を生成します。放熱が全方向に行われると、結晶は全方向に均一に粒状結晶に成長する。このような結晶を等軸結晶といいます。柱状結晶は溶接部でよく見られますが、特定の条件下では溶接部の中心に等軸結晶が現れることもあります。
2. 溶接部の二次結晶組織の特徴は何ですか?
回答：溶接金属の組織です。一次結晶化後、金属は相変態温度以下に冷却され続け、金属組織が再び変化します。たとえば、低炭素鋼を溶接する場合、初晶結晶粒はすべてオーステナイト粒です。相変態温度以下に冷却されると、オーステナイトはフェライトとパーライトに分解するため、二次結晶化後の組織は大部分がフェライトで少量のパーライトになります。
ただし、溶接部の冷却速度が速いため、得られるパーライト含有量は一般に平衡構造の含有量よりも多くなります。冷却速度が速いほどパーライト含有量が多くなり、フェライトが少なくなり、硬度と強度も向上します。 、可塑性と靭性は低下します。二次結晶化後、室温での実際の構造が得られます。異なる溶接プロセス条件下で異なる鋼材によって得られる溶接構造は異なります。
3. 低炭素鋼を例に挙げて、溶接金属の二次結晶化後にどのような組織が得られるかを説明します。
回答: 低塑性鋼を例にとると、一次結晶構造はオーステナイトであり、溶接金属の固相変態プロセスは溶接金属の二次結晶化と呼ばれます。二次結晶の微細構造はフェライトとパーライトです。
低炭素鋼の平衡組織では、溶接金属の炭素含有量は非常に低く、その組織は粗大な柱状フェライトに少量のパーライトを加えたものです。溶接部の冷却速度が速いため、鉄-炭素状態図に従ってフェライトを完全に析出させることはできません。その結果、一般に平滑組織に比べてパーライトの含有量が多くなる。冷却速度が速いと結晶粒が微細化し、金属の硬度と強度が向上します。フェライトの減少とパーライトの増加により、硬度も増加しますが、可塑性は減少します。
したがって、溶接部の最終的な構造は、金属の組成と冷却条件によって決まります。溶接プロセスの特性により、溶接金属の組織が微細になるため、溶接金属は鋳造状態に比べて優れた構造特性を持ちます。
4. 異種金属溶接の特徴は何ですか?
回答: 1) 異種金属溶接の特徴は、主に溶着金属と溶接部の合金組成の明らかな違いにあります。溶接の形状、母材の厚さ、電極のコーティングまたはフラックス、保護ガスの種類により、溶接溶融は変化します。プールの行動も不安定で、
したがって、母材の溶解量も異なり、溶着金属の化学成分の濃度と母材の溶解面積との相互希釈効果も変化する。異種金属の溶接接合部は、その領域の不均一な化学組成に応じて変化することがわかります。この程度は溶接物と溶加材の元の組成に依存するだけでなく、溶接プロセスの違いによっても異なります。
2) 構造の不均一性。溶接熱サイクルを経験すると、母材と溶加材の化学組成、溶接方法、溶接レベル、溶接プロセス、熱処理に関連して、溶接継手の各領域に異なる金属組織が現れます。
3) パフォーマンスの不均一性。接合部の化学組成と金属構造が異なるため、接合部の機械的特性も異なります。接合部に沿った各領域の強度、硬度、可塑性、靭性などは大きく異なります。溶接部では両側の熱影響部の衝撃値は数倍も異なり、クリープ限界や高温での持続強度も組成や組織によって大きく異なります。
4) 応力場分布の不均一性。異種金属接合部の残留応力分布は不均一です。これは主に、関節の各領域の可塑性の違いによって決まります。さらに、材料の熱伝導率の違いにより、溶接熱サイクルの温度領域に変化が生じます。応力場が不均一に分布する原因としては、領域ごとの線膨張係数の違いなどが考えられます。
5. 異種鋼を溶接する場合の溶接材料の選択原則は何ですか?
回答: 異種鋼溶接材料の選択原則には、主に次の 4 つのポイントが含まれます。
1) 溶接継手に亀裂等の欠陥が発生しないことを前提とし、溶接金属の強度や塑性を考慮できない場合には、より塑性の良い溶接材料を選択する必要があります。
2) 異種鋼溶接材料の溶接金属特性が 2 つの母材のうちの 1 つだけを満たしていれば、技術的要件を満たしているとみなします。
3) 溶接材料は良好な加工性能を有し、溶接シームの形状が美しい必要があります。溶接材料は経済的で簡単に購入できます。
6. パーライト鋼とオーステナイト鋼の溶接性はどうですか?
回答: パーライト鋼とオーステナイト鋼は、構造と組成が異なる 2 種類の鋼です。したがって、これら 2 種類の鋼を溶接すると、2 種類の異なる母材と溶加材が融合して溶接金属が形成されます。このことから、これら 2 種類の鋼の溶接性に関して次のような疑問が生じます。
1) 溶接部の希釈。パーライト鋼には金元素が少ないため、溶接金属全体の合金を希釈する効果があります。パーライト鋼のこの希釈効果により、溶接部のオーステナイト形成元素の含有量が減少します。その結果、溶接部にマルテンサイト組織が出現し、溶接継手の品質が低下したり、亀裂が発生したりすることがあります。
２）過剰な層の形成。溶接熱サイクルの作用下では、溶融池の端では溶融母材とろう材の混合の程度が異なります。溶融池の端では液体金属の温度が低く、流動性が悪く、液体状態での滞留時間が短くなります。パーライト鋼とオーステナイト鋼の化学組成には大きな違いがあるため、溶融した母材と溶加材はパーライト側の溶融池の端でうまく溶けることができません。その結果、パーライト鋼側の溶接部ではパーライト母材の割合が大きくなり、溶融線に近づくほど母材の割合が多くなる。これにより、溶接金属の内部組成が異なる遷移層が形成されます。
3) 溶融部に拡散層を形成します。これら 2 種類の鋼からなる溶接金属では、パーライト鋼は炭素含有量が多く合金元素が多く合金元素が少ないのに対し、オーステナイト鋼はその逆の効果があるため、溶融部 A のパーライト鋼側の両側に炭素と炭化物形成元素との間に濃度差が形成されます。継手が 350 ～ 400 度を超える温度で長時間操作されると、溶融部、つまりパーライト鋼側から溶融部を通ってオーステナイト溶接部に炭素が顕著に拡散します。縫い目が広がる。その結果、溶融部近傍のパーライト鋼母材には脱炭軟化層が形成され、オーステナイト溶接部側には脱炭に応じた浸炭層が生成する。
4) パーライト鋼とオーステナイト鋼の物性は大きく異なり、溶接部の組成も大きく異なるため、このタイプの継手では熱処理によって溶接応力を除去することができず、応力の再分布が生じるだけです。同じ金属の溶接とは大きく異なります。
5) 遅延亀裂。この種の異種鋼の溶接溶融池の結晶化過程では、オーステナイト組織とフェライト組織が混在します。この 2 つは互いに近接しているため、ガスが拡散する可能性があり、拡散した水素が蓄積して遅延亀裂を引き起こす可能性があります。
25.鋳鉄補修溶接方法を選択する際に考慮すべき要素は何ですか?
回答: ねずみ鋳鉄溶接方法を選択する場合は、次の要素を考慮する必要があります。
1) 溶接される鋳物の状態（鋳物の化学組成、構造および機械的特性、鋳物のサイズ、厚さ、構造の複雑さなど）。
2) 鋳造部品の欠陥。溶接を行う前に、欠陥の種類（亀裂、肉不足、摩耗、気孔、膨れ、注入不足など）、欠陥の大きさ、その箇所の硬さ、欠陥の原因などを理解する必要があります。
3) 溶接後の継手の機械的特性や加工特性などの溶接後の品質要件。溶接色やシール性能などの要件を理解します。
4) 現場の設備条件と経済性。溶接後の品質要件を確保するという条件の下で、鋳物の溶接補修の最も基本的な目的は、最も単純な方法、最も一般的な溶接設備と加工設備、そして最も低いコストを使用して、より大きな経済的利益を達成することです。
7. 鋳鉄の補修溶接時の割れ防止対策は何ですか？
回答: (1) 溶接前に予熱し、溶接後はゆっくり冷却します。溶接前に溶接部の全体または一部を予熱し、溶接後にゆっくり冷却することにより、溶接部が白くなる傾向を軽減するだけでなく、溶接応力を軽減し、溶接部の割れを防ぐことができます。 。
(2) アーク冷間溶接を使用して溶接応力を軽減し、溶接金属が塑性を通じて応力を緩和できるように、ニッケル、銅、ニッケル銅、高バナジウム鋼などの可塑性の良い溶接材料を溶加材として選択します。変形し、ひび割れを防ぎます。 、小径溶接棒、小電流、断続溶接（間欠溶接）、分散溶接（ジャンプ溶接）法を使用すると、溶接部と母材の温度差が小さくなり、溶接応力が軽減され、溶接部をハンマリングすることで除去できます。 。ストレスを与えてひび割れを防ぎます。
(3) その他の対策には、溶接金属の化学組成を調整して脆性温度範囲を下げることが含まれます。希土類元素を添加して溶接部の脱硫および脱リンの冶金反応を強化します。そして強力な結晶粒微細化元素を加えて溶接部を結晶化させます。粒子の精製。
場合によっては、加熱により溶接補修部の応力を軽減し、割れの発生を効果的に防止することもできます。
8. 応力集中とは何ですか?応力集中を引き起こす要因は何でしょうか？
回答：溶接部の形状や特性により、全体の形状に不連続性が生じます。荷重がかかると、溶接継手の加工応力が不均一に分布し、局所的なピーク応力 σmax が平均応力 σm よりも高くなります。さらに言えば、これは応力集中です。溶接継手に応力が集中する原因は数多くありますが、最も重要なものは次のとおりです。
(1) 溶接部に発生する空気入口、スラグ混入、亀裂、不完全溶け込み等の加工欠陥。その中でも最も深刻なものは溶接割れや不完全溶け込みによる応力集中である。
(2) 突合せ溶接の補強が大きすぎる、隅肉溶接の溶接止端が高すぎるなど、溶接形状が不当である。
無理のないストリートデザイン。たとえば、道路のインターフェースが突然変更されたり、道路と接続するために屋根付きパネルが使用されたりします。店頭溶接のみの T 字型接合など、不合理な溶接レイアウトも応力集中を引き起こす可能性があります。
9. プラスチック損傷とは何ですか?また、それはどのような害を及ぼしますか?
回答: 塑性損傷には、塑性不安定性 (降伏または重大な塑性変形) および塑性破壊 (端部破壊または延性破壊) が含まれます。そのプロセスとしては、溶接構造は荷重の作用下で、まず弾性変形→降伏→塑性変形（塑性不安定）となります。 ）→マイクロクラックまたはマイクロボイドの生成→マクロクラックの形成→不安定な膨張→破壊。
脆性破壊と比較して、プラスチック損傷、特に次の種類の損傷は害が少ないです。
(1) 降伏後に回復不能な塑性変形が発生し、大きなサイズが必要な溶接構造が廃棄される原因になります。
(2) 高靱性で低強度の材料で作られた圧力容器の破壊は、材料の破壊靱性によって制御されるのではなく、強度不足による塑性不安定破壊によって引き起こされます。
塑性損傷の最終的な結果は、溶接構造の破損または壊滅的な事故の発生であり、企業の生産に影響を与え、不必要な死傷者を引き起こし、国民経済の発展に深刻な影響を与えます。
10. 脆性破壊とは何ですか?またどのような害がありますか?
回答：通常、脆性破壊とは、ある結晶面に沿った分裂解離破壊（擬似解離破壊を含む）および粒界（粒界）破壊を指します。
へき開破壊とは、結晶内の特定の結晶面に沿って分離することによって形成される破壊です。顆粒内骨折です。金属材料は、低温、高ひずみ速度、高応力集中などの特定の条件下では、応力が一定値に達するとへき開や破壊が発生します。
へき開破壊の生成には多くのモデルがあり、そのほとんどは転位理論に関連しています。一般に、材料の塑性変形プロセスが著しく阻害されると、材料は変形ではなく剥離によって外部応力に適応できなくなり、その結果、へき開亀裂が生じると考えられています。
金属内の介在物、脆性析出物、その他の欠陥も、へき開亀裂の発生に重要な影響を与えます。
脆性破壊は一般に、応力が構造物の設計許容応力度以下で、大きな塑性変形がない場合に発生し、瞬間的に構造全体に広がります。突然破壊される性質があり、事前に発見・防止することが難しいため、人身被害が発生することも少なくありません。そして物的損害も甚大。
11. 溶接亀裂は構造脆性破壊においてどのような役割を果たしますか?
回答: すべての欠陥の中で、亀裂が最も危険です。外部荷重の作用下では、亀裂の前面付近で少量の塑性変形が発生し、同時に先端にある程度の開口変位が生じ、亀裂がゆっくりと進展します。
外部荷重がある臨界値まで増加すると、亀裂は高速で拡大します。このとき、亀裂が引張応力の高い領域に位置すると、構造全体の脆性破壊を引き起こすことが多い。拡大する亀裂が引張応力の低い領域に入った場合、評判には亀裂のさらなる拡大を維持するのに十分なエネルギーがあるか、亀裂はより靭性の高い材料 (または同じ材料だがより高温で靭性が向上したもの) に入り、抵抗が大きくなり、拡大を続けることができなくなります。このとき、クラックの危険性はその分減少します。
12. 溶接構造物が脆性破壊しやすい理由は何ですか?
回答: 骨折の原因は基本的に次の 3 つの側面に要約できます。
(1) 素材の人間性が足りない
特にノッチ先端部では材料の微細な変形能力が劣ります。低応力脆性破壊は一般に低温で発生し、温度が低下すると材料の靭性が急激に低下します。さらに、低合金高張力鋼の開発により、強度指数は増加し続けていますが、可塑性と靭性は低下しています。ほとんどの場合、脆性破壊は溶接部から始まるため、溶接部および熱影響部の靭性不足が低応力脆性破壊の主な原因となることがよくあります。
(2) マイクロクラック等の欠陥がある
破壊は常に欠陥から始まり、亀裂は最も危険な欠陥です。クラックの主な原因は溶接です。溶接技術の発展により基本的には亀裂を制御することが可能ですが、亀裂を完全に回避することは依然として困難です。
(3) 一定のストレスレベル
溶接残留応力の主な原因は、不適切な設計と不適切な製造プロセスです。したがって、溶接構造の場合は、加工応力に加えて、溶接残留応力と応力集中、さらには組み立て不良によって生じる追加応力も考慮する必要があります。
13. 溶接構造を設計する際に考慮すべき主な要素は何ですか?
回答: 考慮すべき主な要素は次のとおりです。
1) 溶接接合部は、十分な耐用年数を確保するために十分な応力と剛性を確保する必要があります。
2) 温度、腐食、振動、疲労などの溶接継手の作動媒体および作動条件を考慮します。
3) 大型構造部品の場合、溶接前の予熱および溶接後の熱処理の負担を可能な限り軽減する必要があります。
4) 溶接部品はもはや機械的加工を必要としない、またはほんの少量しか必要としません。
5) 溶接作業負荷を最小限に抑えることができます。
6) 溶接構造の変形と応力を最小限に抑えます。
7) 建設が容易で、建設のための良好な作業条件を作り出すことができます。
8) 労働生産性を向上させるために、可能な限り新しい技術と機械化および自動化された溶接を使用します。 9) 溶接部の検査が容易で、接合部の品質を確認できます。
14. ガス切断の基本条件を教えてください。酸素アセチレン火炎ガス切断は銅に使用できますか?なぜ？
回答: ガス切断の基本条件は次のとおりです。
(1) 金属の発火点は金属の融点より低いこと。
（２）金属酸化物の融点は、金属自体の融点よりも低いこと。
(3) 金属が酸素中で燃焼すると、多量の熱を放出できなければなりません。
(4) 金属の熱伝導率が小さいこと。
酸化銅（CuO）は発熱が非常に少なく、熱伝導率が非常に良い（切込み付近に熱が集中しない）ため、赤銅には酸素アセチレン火炎ガス切断は使用できません。
投稿日時: 2023 年 11 月 6 日
