2025年焊接工程師考試中的技術(shù)理解與案例分析方法研究試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.焊接熱循環(huán)中，影響熔合區(qū)晶粒粗化程度的關(guān)鍵參數(shù)是（）A.加熱速度B.峰值溫度C.冷卻速度D.高溫停留時(shí)間2.某Q345R鋼板對接焊縫經(jīng)射線檢測發(fā)現(xiàn)根部未熔合缺陷，最可能的工藝原因是（）A.焊接電流過大B.坡口角度過小C.層間溫度過高D.焊材烘干溫度不足3.鋁合金TIG焊時(shí)，采用交流電源的主要目的是（）A.提高熔深B.清除氧化膜C.減少氣孔D.降低熱輸入4.焊接殘余應(yīng)力的自平衡特性是指（）A.拉應(yīng)力與壓應(yīng)力在焊件內(nèi)相互抵消B.應(yīng)力分布隨時(shí)間逐漸均勻化C.應(yīng)力最大值不超過材料屈服強(qiáng)度D.應(yīng)力沿厚度方向呈對稱分布5.依據(jù)NB/T47014《承壓設(shè)備焊接工藝評定》，當(dāng)改變焊后熱處理類別（如從正火改為回火熱處理）時(shí)，需重新進(jìn)行（）A.拉伸試驗(yàn)B.彎曲試驗(yàn)C.沖擊試驗(yàn)D.硬度試驗(yàn)6.埋弧焊焊接厚板時(shí)，若出現(xiàn)焊縫成形系數(shù)（熔寬/熔深）過小，易導(dǎo)致（）A.咬邊B.夾渣C.氣孔D.裂紋7.不銹鋼與低碳鋼異種鋼焊接時(shí)，為避免熔合區(qū)碳遷移，應(yīng)優(yōu)先選擇（）A.高鎳填充材料B.高鉻填充材料C.低氫型焊條D.純鎳填充材料8.焊接機(jī)器人編程中，“TCP校準(zhǔn)”的核心目的是（）A.確定焊槍噴嘴位置B.修正焊絲伸出長度C.確保焊槍運(yùn)動(dòng)軌跡精度D.調(diào)整焊接電源輸出參數(shù)9.某管道環(huán)焊縫采用X射線檢測，透照方式為雙壁雙影橢圓成像，若橢圓開口間距過小，可能的原因是（）A.焦距過大B.曝光時(shí)間不足C.管電壓過高D.透照角度過小10.焊接結(jié)構(gòu)疲勞失效的起始位置通常位于（）A.焊縫表面咬邊處B.焊縫內(nèi)部氣孔中心C.母材熱影響區(qū)D.焊縫余高過渡區(qū)二、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述焊接熱輸入對低合金高強(qiáng)鋼焊接接頭性能的影響規(guī)律，并說明工程中控制熱輸入的常用方法。2.分析CO?氣體保護(hù)焊產(chǎn)生飛濺的主要原因，并提出3項(xiàng)針對性控制措施。3.對比射線檢測（RT）與超聲波檢測（UT）在焊接缺陷檢測中的技術(shù)特點(diǎn)，說明各自適用場景。4.解釋“焊接工藝評定（PQR）”與“焊接工藝規(guī)程（WPS）”的關(guān)系，并簡述工藝評定的主要試驗(yàn)項(xiàng)目。5.列舉5種常見的焊接變形類型，說明防止角變形的主要工藝措施。三、案例分析題（40分）某石化企業(yè)一臺DN1200×25mm的Q345R制反應(yīng)塔（設(shè)計(jì)壓力4.2MPa，設(shè)計(jì)溫度300℃），在制造過程中發(fā)現(xiàn)主環(huán)焊縫（埋弧焊+焊條電弧焊蓋面）存在以下問題：（1）射線檢測顯示焊縫內(nèi)部存在鏈狀?yuàn)A渣（長度5-8mm，間距≤2mm）；（2）滲透檢測發(fā)現(xiàn)蓋面焊縫表面存在微裂紋（長度2-4mm，沿焊縫橫向分布）；（3）焊后熱處理（620℃×2h）后，焊縫硬度檢測值為265HV10（標(biāo)準(zhǔn)要求≤245HV10）。已知焊接工藝參數(shù)：埋弧焊絲H08MnMoA（φ4mm），焊劑SJ101（烘干350℃×2h），焊接電流600A，電壓32V，速度40cm/min；焊條電弧焊焊條E5015（φ4mm），焊接電流160A，電壓24V，速度15cm/min；預(yù)熱溫度100℃，層間溫度180℃。請結(jié)合上述信息，完成以下分析：（1）分析鏈狀?yuàn)A渣產(chǎn)生的可能原因，并提出改進(jìn)措施（10分）。（2）判斷表面微裂紋的類型（熱裂紋/冷裂紋），并分析其形成機(jī)理（10分）。（3）說明焊縫硬度超標(biāo)的可能原因，提出降低硬度的解決方案（10分）。（4）若需對該焊縫進(jìn)行返修，簡述返修工藝的關(guān)鍵控制要點(diǎn)（10分）。答案一、單項(xiàng)選擇題1.D2.B3.B4.A5.C6.D7.A8.C9.D10.A二、簡答題1.焊接熱輸入對低合金高強(qiáng)鋼接頭性能的影響規(guī)律：熱輸入過?。ɡ鋮s速度快）：熱影響區(qū)（HAZ）易出現(xiàn)馬氏體組織，導(dǎo)致硬度升高、韌性下降，甚至產(chǎn)生冷裂紋；熱輸入過大（冷卻速度慢）：HAZ晶粒粗化，形成粗大貝氏體或魏氏組織，降低接頭強(qiáng)度和韌性；最佳熱輸入范圍：需兼顧HAZ的組織細(xì)化與避免淬硬，通常通過焊接性試驗(yàn)（如Gleeble熱模擬）確定。工程中控制熱輸入的方法：①調(diào)整焊接參數(shù)（電流、電壓、速度），保持熱輸入（Q=IU/ν）在工藝評定范圍內(nèi)；②采用多道焊分散熱輸入，避免單層焊熱輸入過大；③控制層間溫度，防止前道焊縫對后續(xù)焊縫的二次加熱導(dǎo)致晶粒粗化；④使用熱輸入監(jiān)控設(shè)備（如焊接參數(shù)記錄儀）實(shí)時(shí)反饋。2.CO?氣體保護(hù)焊飛濺的主要原因：①冶金反應(yīng)飛濺：CO?分解產(chǎn)生CO氣體，在熔滴過渡時(shí)膨脹破裂導(dǎo)致飛濺；②斑點(diǎn)壓力飛濺：電弧斑點(diǎn)壓力作用于熔滴，阻礙過渡并引發(fā)飛濺；③熔滴短路過渡飛濺：短路電流增長過快，熔橋爆斷產(chǎn)生飛濺；④保護(hù)氣不純（含水分、O?）：加劇氧化反應(yīng)，增加飛濺。控制措施：①采用混合氣體（如80%Ar+20%CO?）降低CO生成量；②優(yōu)化焊接參數(shù)（如降低短路電流上升速率、調(diào)整電弧電壓）；③使用藥芯焊絲（熔渣可穩(wěn)定電弧，減少飛濺）；④確保保護(hù)氣純度（CO?純度≥99.5%，使用前脫水）。3.RT與UT的技術(shù)特點(diǎn)及適用場景：RT特點(diǎn)：-檢測結(jié)果直觀（底片可長期保存），對體積型缺陷（氣孔、夾渣）靈敏度高；-對平面型缺陷（裂紋、未熔合）的檢測受透照角度影響大；-輻射危害需防護(hù)，檢測效率低，不適用于厚大工件（>200mm時(shí)靈敏度下降）。UT特點(diǎn)：-對平面型缺陷（裂紋、未熔合）靈敏度高，可定位、測深；-檢測效率高，適用于厚工件（可達(dá)600mm）；-結(jié)果依賴檢測人員經(jīng)驗(yàn)，無直接記錄（需輔助記錄設(shè)備）。適用場景：RT：薄壁容器（≤80mm）、關(guān)鍵承力焊縫的體積型缺陷檢測，需存檔記錄時(shí)；UT：厚壁容器、管道環(huán)縫的平面型缺陷檢測，或RT受限時(shí)（如現(xiàn)場高空作業(yè)）。4.PQR與WPS的關(guān)系：焊接工藝評定（PQR）是通過試驗(yàn)驗(yàn)證焊接工藝的可行性，記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)（如焊接參數(shù)、材料、熱處理等）和試驗(yàn)結(jié)果（力學(xué)性能、無損檢測等）的文件；焊接工藝規(guī)程（WPS）是根據(jù)PQR編制的指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)的焊接操作文件，規(guī)定具體的焊接參數(shù)、方法、順序等。PQR是WPS的驗(yàn)證依據(jù)，WPS是PQR的具體應(yīng)用，二者需一一對應(yīng)。工藝評定主要試驗(yàn)項(xiàng)目：①力學(xué)性能試驗(yàn)（拉伸、彎曲、沖擊）；②無損檢測（RT/UT、滲透或磁粉）；③宏觀金相檢驗(yàn)（焊縫成形、熔合情況）；④特殊要求試驗(yàn)（如晶間腐蝕、硬度測試）。5.常見焊接變形類型：收縮變形、角變形、彎曲變形、波浪變形、扭曲變形。防止角變形的工藝措施：①對稱施焊：采用雙面對稱焊接，平衡兩側(cè)收縮力；②反變形法：焊前預(yù)置與角變形方向相反的變形量（如坡口角度反向偏移）；③剛性固定：使用夾具或支撐限制焊件自由度；④控制熱輸入：采用小熱輸入、多道焊，減少單側(cè)受熱；⑤調(diào)整焊接順序：先焊收縮量大的焊縫（如厚板側(cè)），后焊薄板側(cè)。三、案例分析題（1）鏈狀?yuàn)A渣產(chǎn)生原因及改進(jìn)措施：原因分析：①埋弧焊焊劑覆蓋不足或焊劑顆粒度不均，導(dǎo)致熔渣未完全浮出；②焊接速度過快（40cm/min），熔池凝固時(shí)間短，熔渣來不及上?。虎燮驴谇謇聿粡氐祝ㄈ缪趸?、油污殘留），焊接時(shí)混入熔池；④層間清根不徹底（前道焊縫表面熔渣未清除干凈），后續(xù)焊接時(shí)熔渣卷入。改進(jìn)措施：①調(diào)整焊接速度至30-35cm/min，延長熔池存在時(shí)間；②增加焊劑覆蓋厚度（約20-30mm），確保熔渣充分熔煉；③焊前用鋼絲刷或砂輪清理坡口兩側(cè)20mm范圍內(nèi)的氧化皮、油污；④每道焊后使用砂輪機(jī)徹底清除層間熔渣，尤其是焊縫邊緣。（2）表面微裂紋類型及機(jī)理：裂紋類型：冷裂紋（延遲裂紋）。形成機(jī)理：①氫致作用：焊條E5015為低氫型，但可能因烘干不徹底（或吸潮）導(dǎo)致熔敷金屬含氫量升高（>5mL/100g）；②淬硬組織：Q345R（σs=345MPa）屬于低合金高強(qiáng)鋼，層間溫度180℃雖高于預(yù)熱溫度，但蓋面焊道冷卻速度較快，HAZ易形成馬氏體/貝氏體等淬硬組織；③殘余應(yīng)力：厚板焊接（25mm）導(dǎo)致焊接殘余應(yīng)力較高，尤其是橫向應(yīng)力集中于焊縫表面；④延遲特性：裂紋長度短、沿橫向分布，符合冷裂紋在焊后幾小時(shí)至數(shù)天內(nèi)產(chǎn)生的特點(diǎn)。（3）焊縫硬度超標(biāo)原因及解決方案：原因分析：①熱輸入不足：埋弧焊熱輸入Q=IU/ν=600×32/(40×10)=48kJ/cm（標(biāo)準(zhǔn)推薦Q=25-40kJ/cm），熱輸入過大導(dǎo)致HAZ晶粒粗化，冷卻時(shí)形成粗大貝氏體；②冷卻速度過快：層間溫度180℃雖滿足預(yù)熱要求，但蓋面焊道單道熱輸入小（焊條電弧焊Q=160×24/(15×10)=25.6kJ/cm），冷卻速度快，HAZ出現(xiàn)馬氏體；③焊后熱處理規(guī)范不當(dāng)：620℃×2h的回火時(shí)間不足（厚25mm工件建議保溫時(shí)間≥2.5h），未能充分消除淬硬組織。解決方案：①調(diào)整埋弧焊參數(shù)：降低電流至550A，提高速度至45cm/min，使熱輸入降至44kJ/cm；②增加焊條電弧焊道數(shù)：采用多道焊（如3層5道），分散熱輸入，降低冷卻速度；③延長焊后熱處理時(shí)間至2.5-3h，或提高回火溫度至640℃（不超過Ac1），促進(jìn)碳化物析出，降低硬度；④焊后進(jìn)行錘擊處理（蓋面焊道），釋放表面殘余應(yīng)力，細(xì)化組織。（4）焊縫返修工藝關(guān)鍵控制要點(diǎn)：①缺陷定位：使用RT/UT精確標(biāo)記夾渣和裂紋位置，確定返修范圍（長度需超出缺陷兩端各50mm）；②缺陷清除：采用碳弧氣刨或砂輪機(jī)清除缺陷，刨槽需平滑過渡（坡口角度≥60°），避免尖銳缺口；③預(yù)熱與層溫控制：返修前預(yù)熱溫度提高至120-150℃（原100℃），層