金属工艺设计学(热加工)(含答案)(DOC 19页).doc

1、.铸造一、 填空题（本题共20个空，每空一分,共二十分）1.通常把铸造方法分为_砂型铸造_ 和_特种铸造_ 两类.2.特种铸造是除_砂型铸造_ 以外的其他铸造方法的统称, 如 _压力铸造_、_ _离心铸造_ _金属型铸造_ _熔膜铸造_及连续铸造等。3制造砂型和芯用的材料，分别称为_型砂_和_芯沙_，统称为造型材料。4.为保证铸件质量，造型材料应有足够的_强度_，和一定 _耐火性_ 、_透气性_、_退让性_、等性能。5.用_芯沙_和_芯盒_制造型芯的过程叫造芯。6.为填充型腔和冒口儿开设于铸型中的系列通道称为浇注系统，通常由 _浇口杯_ _内浇道_ _横浇道_ _直浇道_组成。7._落沙_使用

2、手工或机械使铸件或型砂、砂箱分开的操作。二、 单向选择题（每小题一分）1.下列使铸造特点的是 （ B ）A成本高 B 适应性广 C 精度高 D 铸件质量高2.机床的床身一般选 （ A ）A 铸造 B 锻造 C 焊接 D 冲压3.造型时上下型的结合面称为 （ D ）A 内腔 B 型芯 C 芯头 D 分型面4.型芯是为了获得铸件的 （ C ）A 外形 B 尺寸 C 内腔 D 表面5.造型时不能用嘴吹芯砂和 （ C ）A 型芯 B 工件 C 型砂 D 砂箱6. 没有分型面的造型是 （ A ）A 整体模造型 B 分开模造型C 三箱造型 D 熔模造型7.冒口的主要作用是排气和 （ B ）A 熔渣 B 补

3、缩 C 结构需要 D 防沙粒进入8.浇铸时产生的抬箱跑火现象的原因是 （ C ）A 浇铸温度高 B 浇铸温度低 C 铸型未压紧 D 为开气孔9.把熔炼后的铁液用浇包注入铸腔的过程时 （ D ）A 合箱 B 落砂 C 清理 D 浇铸10.铸件上有未完全融合的缝隙，接头处边缘圆滑是 （ B ）A 裂缝 B 冷隔 C 错型 D 砂眼11.落砂后冒口要 （ A ）A 清除 B 保留 C 保留但修毛刺 D 喷丸处理12. 制造模样时尺寸放大是为了 （ A ）A 留收缩量 B 留加工余量 C 造型需要 D 取模方便13.型芯外伸部分叫芯头，作用是 （ D ）A 增强度 B 工件需要C 形成工件内腔 D 定

4、位和支撑芯子14.手工造型时有一工具叫秋叶，作用是 （ C ）A.砂 B 修平面 C 修凹的曲面 D 起模15.芯盒用来造 （ B ）A 模样 B 造型芯 C 冒口 D 芯砂16.铸件厚断面出现不规则孔眼，孔内壁粗糙是 （ D ）A 气孔 B 渣眼 C 砂眼 D 缩孔17.熔炼铁液时加溶剂作用 （ B ）A 溶铁 B 稀释熔渣 C 催化剂 D 提供热量18.成批大量铸造有色金属铸件选 （ D ）A 砂型铸造 B 压力铸造 C 熔模铸造 D 金属型铸造19.金属型铸造比砂型铸造尺寸精度 （ A ）A 高 B 低 C 相同 D 无法比较20.下列铸件尺寸最高的是 （ C ）A 砂型铸造 B 金属型

5、铸造 C 压力铸造 D 无法比较三、 简答题1、 铸件有那些特点？适应性广，生产成本低，铸件质量低，形状和尺寸精度也低。2、 铸件常见缺陷有哪些？气孔，缩孔，裂纹，冷隔，夹砂和沾沙，错型和错芯，渣眼和砂眼锻压一、填空题1 锻压是_锻造和冲压_的总称。2 按锻造的加工方式不同，锻造可分为 _自动锻_ _膜锻_ 、_胎膜锻_ 等类型。3 自由锻造的基本工序主要有_镦粗_ 、_拔长_ 、_冲孔_ 、_弯曲_ 、_切断_、等，自由锻造按使用设备不同，又可分为_手工锻造_和_机器锻造_。4 冲压的基本工序可分为两大类，一是 _成型工序_，二是_分离工序_。5 根据胎模的结构特点，胎模可分为_摔子_、_扣

6、膜_、_套膜_、和合模等。6 分离工序是指使冲压件与板料沿一定的轮廓线相互分离的冲压工序，主要有 _切断_、_冲孔_、_落料_、切口等。二、单项选择题1下列是自由锻造特点的是 ( B )A 精度高 B 精度低 C生产效率高 D 大批量生产2下列是锻造特点的是 ( A )A 省料 B生产效率低 C降低力学性能 D 适应性差3下列是模锻特点的是 ( D )A成本低 B效率低 C 操作复杂 D 尺寸精度高4锻造前对金属进行加热，目的是 ( A )A提高塑性 B 降低塑性 C 增加变形抗力 D 以上都不正确5空气锤的动力是 ( B )A 空气 B电动机 C 活塞 D 曲轴连杆机构6.为防止坯料在镦粗时

7、产生弯曲，坯料原始高度应小于其直径 ( C )A1倍 B 2倍 C 2.5倍 D 3倍7镦粗时，坯料端面、应平整并与轴线 （ A ）A垂直 B平行 C 可歪斜 D 以上都不正确8圆截面坯料拔长时，要先将坯料锻成 ( C )A圆形 B 八角形 C方形 D 圆锥形9利用模具使坯料变形而获得锻件的方法 ( C )A机锻 B手工自由锻 C 模锻 D 胚模锻10锻造前对金属毛坯进行加热温度太高，锻件 ( C )A质量好 B 质量不变 C 质量下降 D 易断裂11.在终锻温度以下继续锻造，工件易 ( BA.弯曲 B 变形 C 热裂 D 锻裂12冲孔时，在坯料上冲下的部分是 ( D )A成品 B 废料 C

8、工件 D 以上都不正确13使坯料高度缩小，横截面积增大的锻造工序是 ( B )A冲孔 B 镦粗 C 拔长 D 弯曲14.板料冲压时 ( B )A需加热 B不需加热 C 需预热 D以上都不正确15冲床的规格是 ( C )A冲压力大小表示 B 滑块与工作台距离表示 C 电动机效率 D 以上都不正确16.落料冲下来的部分是 ( A )A 废料 B 制件 C 废料或制件 D 以上都不正确17拉深是 ( B )A自由锻造工序 B 成型工序 C分离工序 D 模锻18切割常用工具是 ( C )A钢锯 B冲床 C锤击剁刀 D 冲模19扭转是 ( A )A锻造工序 B 冲压工序 C 模锻 D 胎模锻20. 拉深

9、是使用的模是 ( D )A胎模 B模板 C冲裁模 D 成型模三 简答题1、 镦粗时的一般原则是什么？为了防止坯料在镦粗过程中弯曲，坯料的原始高度应小于其自身直径的2.5倍。坯料端面应平整病垂直于轴线。如果高度高于直径之比太多，或者锤击力不足，则会产生双鼓型。2、锻造前坯料加热的目的是什么？提高塑性和降低变性抵抗力，随着温度的升高，金属的塑性提高，但加热温度过高，质量会下降，甚至产生废品。焊接一、填空题1.焊接按焊接的过程特点可分为 _熔焊_ 、_压焊_ 、_钎焊_、三大类2.焊条电弧焊使用设备是电弧焊机，常用的电焊机有_弧焊变压器_ _弧焊整流器_ 。3.焊条由_药皮_ 和_焊芯_- 两部分构

10、成4.面罩是用来遮挡_弧光_和飞溅的_金属_。5.按焊缝在空间所处的位置不同，有 _平焊_、_立焊_、_仰焊_ 和 _横焊_ 之分。6.气焊中焊接火焰有三种形式，即_中性焰_ 、_氧化焰_ 和_碳化焰_。7.埋弧焊是电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法，有_自动_和 _半自动_之分。8.按所有、用气体的不同，气体保护电弧焊有_氩弧焊_ 和_二氧化碳气体保护焊_ 等。二、选择题1 下列符合焊接特点的是 ( C )A设备复杂 B成本高 C 可焊不同类型的金属材料 D焊缝密封性差2 下列是熔焊的方法的是 ( A )A电弧焊 B 电阻焊 C 摩擦焊 D 火焰钎焊3 利用电弧作为热源的焊接方法是 ( A )

11、A熔焊 B气焊 C 压焊 D 钎焊4 直流弧焊正接法用与焊 ( D )A铸铁 B 有色金属 C 薄件 D 厚件5 焊接时尽可能将工件置放的焊接位置是 ( B )A立焊 B平焊 C横焊 D 仰焊6 焊接时，为防止铁水下流，焊条直径一般不超 ( D )A1mm B2mm C 10mm D 4mm7 焊接时，电焊电流主要根据 ( B )A焊接方法选 B焊条直径选 C焊接接头选 D坡口选8 焊接时，向焊缝添加有益元素，有益元素来源于 ( B )A焊芯 B药皮 C 空气 D工件9 焊条E4303中43表示 ( B )A焊条直径 B 焊条长度 C 直流焊条 D 熔敷金属抗拉程度10 焊接时形成熔池来源于

12、( C )A工件熔化 B 焊条熔化 C 焊条和工件熔化 D以上都不正确11 焊芯作用描述正确的是 ( A )A作为电极 B保护电缝 C 向焊缝添加有益元素 D 以上都不正确、12 焊接时，焊条横向摆动，目的是 ( B )A形成窄的焊缝 B 形成宽的焊缝 C 焊透工件 D是引弧方法13 气焊时常用气体是 ( C )A二氧化碳 B氩气 C 氧气 D 空气14 气焊常用于焊 ( B )A厚板件 B 薄板件 C高熔点金属 D 以上都不正确15 气焊时，回火保险器一般装在 ( B )A氧气瓶出气口 B乙炔瓶出气口 C 两种瓶出气口都可以 D装在焊拒上16 气焊时火焰不易点燃，原因是 ( A )A氧气量过

13、多 B 乙炔量过少 C 乙炔量过多 D 氧气量过少17 氩弧焊主要用于焊 ( B )A长直焊缝 B 不锈钢 C 大直径环状焊缝 D 以上都不正确18 焊前对可焊性差的工件进行 ( D )A退火 B 淬火 C 回火 D 预热三、简答题1、焊条电弧焊焊前选的工艺参数有那些 焊条直径，焊接电流，焊接速度3、气焊的主要设备是什么 氧气瓶，乙炔瓶，减压器，回火保险器，焊具18、熔焊、压焊和钎焊的实质有何不同？解：熔焊的实质是金属的熔化和结晶，类似于小型铸造过程。压焊的实质是通过金属欲焊部位的塑性变形，挤碎或挤掉结合面的氧化物及其他杂质，使其纯净的金属紧密接触，界面间原子间距达到正常引力范围而牢固结合。钎

14、焊的实质使利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙，并与母材相互扩散实现连接焊件。19、焊条药皮由什么组成？各有什么作用？解： 1）稳弧剂 主要使用易于电离的钾、钠、钙的化合物，如碳酸钾、碳酸钠、大理石、长石和钾（或钠）水玻璃等，以改善引弧性能，提高电弧燃烧的稳定性。2）造渣剂 其组成是金红石、大理石、钛百粉、长石、菱苦土、钛铁矿、锰矿等，其主要作用是在焊接过程中形成具有一定物化性能的熔渣覆盖于熔池的表面，不让大气侵入熔池，且有冶金作用。3）造气剂 用糊精、淀粉、纤维素等有机物，或碳酸钙等无机物做造气剂。这些物质在电弧热的作用下分解出CO和H2等气体包围在电弧与熔池周围，起到隔绝大气、保护熔滴和熔池

15、的作用，并影响熔滴过渡。4）脱氧剂 主要应用锰铁、硅铁、钛铁、铝铁和石墨等，脱去熔池中的氧。锰铁还兼起脱硫作用。5）合金剂 主要应用锰铁、硅铁、铬铁、钼铁、钒铁和钨铁等铁合金，向熔池中渗入合金元素，使焊缝得到必要的化学成分。6）粘结剂 常使用钾、钠水玻璃。将上述各种药皮成分按配比制成粉末，有粘结剂调和后牢固地涂在焊芯上，从而制成焊条。20、酸性焊条和碱性焊条在特点和应用上有何差别？解：酸 性 焊 条碱 性 焊 条熔渣呈酸性熔渣呈碱性保护气体是H2与CO，H2占50%左右保护气体是CO与CO2，H25%，因此称低氢焊条电弧稳定，可用交流或直流焊接药皮中氟化物恶化电弧稳定性，需用直流焊接，药皮中增

16、加稳弧剂后，方可交直两用焊接电流大，焊缝成形好，但熔深较浅焊接电流较小（10%）、焊缝成形稍差、易堆高，熔深较深可长弧操作，要求不严须短弧操作，电流适当，否则产生气孔对水锈产生的敏感性不大，焊条在焊前经150200烘干1小时即可，若不吸潮，可不烘干对水锈产生气孔的敏感性较大，焊条在使用前应经300350烘干12小时，而后放保温筒中保存使用熔渣呈玻璃状，易脱渣熔渣呈结晶状，坡口第一层脱渣较困难焊接时烟尘较少焊接时烟尘稍多，产生HF有读性气体，应加强通风药皮成分氧化性强、易腐蚀有用合金，合金元素过渡性差药皮成分有还原性、合金烧蚀少，合金元素过渡效果好脱硫、脱磷能力差，抗裂性差有较多CaO，脱硫、脱

17、磷能力强，抗裂性好焊缝中含氢量高，易生“白点”，影响塑性焊缝中含氢量低焊缝常温冲击韧度一般焊缝常温、低温冲击韧度较高用于一般钢结构，生产率高用于锅炉压力容器的受压元件与正要结构21、与手弧焊相比，埋弧自动焊有什么特点？解： 埋弧自动焊与手弧焊相比，有以下特点：（1）生产率高 埋弧自动焊使用的光焊丝可通过较大的电流（100A以上），能得到计较高的熔敷速度和较大的熔深；焊丝很长，卷成盘状，焊接过程中连续施焊，节省了更换焊条的时间。所以，它比手弧焊的生产率提高510倍。（2）焊接质量高而且稳定 埋弧自动焊焊剂供给充足，电弧区保护严密，熔池保持液态时间较长，冶金过程进行得较为完善，气体和杂质易于浮出，

18、同时，焊接规范自动控制调节，所以，焊接质量高而稳定，焊缝成形美观。（3）节省焊接材料 对于较厚的焊件（3025mm），可不开坡口，一次焊透，焊丝填充量减少，节约了由于加工坡口而消耗的金属材料；而且没有焊条头的浪费，飞溅很少。（4）改善了劳动条件 埋弧自动焊看不见弧光，焊接烟雾很少。焊接时，只要焊工调整管理埋焊机就自动进行焊接。由于以上特点，埋弧自动焊在工业生产中已得到广泛应用，它最适于焊接批量较大的长直焊缝和较大直径的环形焊缝。但埋弧焊也有不足之处，如焊短焊缝和曲折焊缝时，不如手弧焊灵活；在焊接位置上仅用于平焊；对于狭窄位置及薄板焊接，埋弧自动焊也受到一定限制。22、CO2焊和氩弧焊各有什么特

19、点？解： CO2焊有以下特点：（1）成本低 可采用廉价易得的CO2气体代替焊剂或药皮，焊接成本仅是埋弧焊或手弧焊的40%左右。（2）生产率高 自动送进焊丝，电流密度大，电弧热量集中，熔深比手弧焊大，可减少施焊层数和角焊缝焊角尺寸，焊后没有熔渣，节省了清渣的时间，可比手弧焊提高生产率13倍。（3）操作性好 CO2焊是明弧焊，清楚地看到焊接过程，容易发现问题而及时调整，并且象手弧焊一样灵活，适于各种焊接位置。（4）质量较好 选用合适的焊丝并注意操作时，焊接质量还是比较好的。由于电弧在压缩下燃烧，热量集中，因而变形和产生裂纹的倾向较小。焊接薄板时，由于气焊。但是，CO2的氧化作用时熔滴飞溅较为严重，

20、因此，焊缝成形不够光滑。另外，焊接烟尘较大，弧光强烈；如果控制不当，很容易产生气孔。氩弧焊特点：（1）由于用惰性气体保护，所以适用于焊接各类合金钢、易氧化的有色金属，以及锆、钼等稀有金属。（2）氩弧焊电弧稳定，飞溅小，焊缝致密，表面没有熔渣，而且成形美观，焊接变形小。（3）明弧可见，便于操作，容易实现全位置自动焊接。（4）钨极脉冲氩弧焊可焊接0.8mm以下的薄板及某些异重金属。23、电渣焊的特点是什么？解：（1）可一次焊成很厚的焊件 这样能改变重型机器制造的工艺过程，用铸焊、锻焊的复和结构，来代替巨大的铸造或锻造整体结构，节约大量的金属材料和铸、锻设备的投资。（2）生产率高、成本低 焊接厚度在

21、40mm以上的焊件时，不需开坡口，只要使焊接端面之间保持2535mm的间隙就可一次焊成。（3）焊缝金属比较纯净 电渣焊的熔池保护严密，而且液态保持的时间较长，因此冶金过程进行的比较完善，熔池中的气体和杂质有较充分的时间浮出。由于冷却条件，焊缝金属的结晶方向也利于排出低熔点杂质，故焊缝金属不易产生气孔、夹渣等缺陷。（4）适于焊接中碳钢与金属构钢 焊缝区焊后冷却速度较慢，焊接应力小，对于焊接碳当量较高的钢材不易出现淬硬组织，因而适于焊接塑性较差的中碳钢与合金结构钢。但因焊缝区在高温停留时间较长，晶粒粗大，因此，一般都要进行焊后热处理，如火处理，以改善其性能。24、等离子弧是怎样得到的？解：等离子弧

22、是通过三种压缩效应得到的。（1）热收缩效应 当钨极与焊件之间的电弧通过水冷喷嘴时，受到喷嘴孔壁及不断流过的等离子气流的冷却作用，弧柱外围温度较低，导电截面缩小，电流集中于弧柱中心通过，其密度大大增加。（2）机械压缩效应 电弧通过喷嘴的细孔时受到的压缩作用。（3）电磁收缩效应 电弧可看成是一束平行的“导线”，其中通过同一方向的电流，其自身磁场所产生的电磁力，使这些导线互相吸引靠近，弧柱又进一步被压缩。25、请说明激光焊的特点及其适用场合。解： 激光焊的特点（1）加热过程极短（以毫秒记），精度高，热影响小，变形小，可在大气中焊接，而不需气体保护或真空环境。（2）激光束可用反光镜改变方向，焊接过程中

23、不用电极去接触焊件，因而可以焊接一般点焊工艺难以焊到的部位。（3）激光可对绝缘材料直接焊接。焊接异种金属材料比较容易，甚至能把金属与非金属焊接在一起。（4）功率小，焊接厚度受到一定限制，主要用于焊接0.5mm以下的金属板材和直径为0.6mm以下的金属线材。激光焊的应用激光焊特别适用于焊接微型、密集排列、精密、受热敏感的工件。大功率二氧化碳气体介质激光器的连续激光焊，能成功地焊接不锈钢、硅钢、铝、镍、钛等金属及其合金。26、点焊两件薄厚不同或导热性不同的焊件时，应怎样进行焊接？解：点焊两件厚度不同的焊件时，由于厚件内部电阻较大，产生较多的热量；而薄件内部电阻较小，产生较少的热量。另一方面，两焊件

24、间的接触面离电极的距离也不同：厚件一边离电极的表面较远，散热较少；而薄件一边则相反，散热较多，结果使熔核偏向厚件。当两焊件的厚度差别愈大，则偏向也愈大，甚至使熔核全部在厚件内，从而使焊接完全失效。至于两焊件的导热性不同时，导热性好的材料可作为薄件看待。焊接时，应在厚件一边采用工作表面直径或球面半径较大的电极，在薄件的一边则相反；或在薄件一边采用电阻较大的电极，而厚件一边采用电阻较小的电极。27、等离子弧切割与气割相比有什么特点？试述其应用。解：利用等离子弧可迅速将金属欲切部位熔化并立即吹掉而形成切口，与气割相比，等离子弧切割的特点是：切口窄、切割边质量好、切割速度快、热影响区小及变形小。等离子

25、弧切割主要用于气割所不能切割的材料，如不锈钢、高合金钢、铸铁、铜、铝及其合金以及非金属。28、焊接接头有几个区域？各区域的组织性能如何？解：焊接接头包括焊缝、熔合区和热影响区三部分。（1）焊缝 焊缝金属的结晶形成柱状的铸态组织，由铁素体和少量珠光体组成。焊接时，熔池金属受电弧吹力和保护气体的吹动，使熔池底壁的柱状警惕成长受到干扰，因此，柱状晶体呈倾斜层状，晶粒有所细化。又因焊接材料的渗合金作用，焊缝金属中锰和硅等合金元素的含量可能比母材金属高，所以焊缝金属的性能不低于母材。（2）熔合区 该区被加热到固相线和液相线之间，熔化的金属凝固成铸态组织，而未熔化的金属因加热温度过高而成为过热的粗晶粒，致

26、使该区强度、塑性和韧性都下降，并引起应力集中，是产生裂纹、局部脆性破坏的发源地。在低碳钢焊接接头中，熔合区虽然很窄，但在很大程度上决定着焊接接头的性能。（3）热影响区 由于焊缝附近各点受热情况不同，热影响区又分为过热区、正火区和部分相变区。1）过热区 焊接热影响区中，具有过热组织火晶粒明显粗大的区域，称为过热区。过热区被加热到AC3以上100200至固相线温度区间，奥氏体晶粒急剧长大，形成过热组织，因而该区的塑性及韧性降低。对于易淬火硬化的钢材，此区脆性更大。2）正火区 该区被加热到AC3至AC3以上100200之间，金属发生重结晶，冷却后得到均匀而细小的铁素体和珠光体组织（正火组织），其力学

27、性能优于母材。3）部分相变区 该区被加热到AC1AC3之间的温度范围内，材料产生部分相变，即珠光体和部分铁素体发生重结晶，使晶粒细化；部分铁素体来不及转变，具有较粗大的晶粒，冷却后致使材料晶粒大小不均，因此，力学性能稍差。29、阐述产生焊接应力和变形的原因。如何防止和减小焊接变形？解：金属材料具有热胀冷缩的基本属性。由于焊件在焊接过程中是局部受热且各部分材料冷却速度不同，因而导致焊件各部分材料产生不同程度的变形，引起了应力。焊接时局部加热是焊件产生应力与变形的根本原因。防止与减小焊接变形的工艺措施（1）反变形法 用试验或计算方法，预先确定焊后可能发生变形的大小和方向，在焊前将工件安置在与变形相

28、反的位置上，以抵消焊后所发生的变形。（2）加余量法 根据经验，在焊件下料时加一定余量，通常为工件尺寸的0.1%0.2%，以补充焊后的收缩，特别是横向收缩。（3）刚性夹持法 焊前将焊件固定夹紧，焊后变形即可大大缩小。但刚性夹持法只适用于塑性较好的低碳钢结构，对淬硬性较大的钢材及铸铁不能使用，以免焊后产生裂纹。（4）选择合理的焊接顺序 如果在构件的对称两侧都有焊缝，应设法使两侧焊缝的收缩互相抵消或减弱。30、减小焊接应力的工艺措施有那些？解：（1）选择合理的焊接顺序 焊接平面形工件上的焊缝，应保证焊缝的纵向余横向能比较自由地收缩，如收缩受阻，焊接应力就要加大。（2）预热法 即在焊前将工件预热到35

29、0400，然后再进行焊接。预热可使焊接金属和周围金属的温差减小，焊后又比较均匀地同时缓慢冷却收缩，因此，可显著减小焊接应力，也可同时减小焊接变形。（3）焊后退火处理 这也是最常用的、最有效的消除焊接应力的一种方法。整体退火处理一般可消除80%90%的焊接应力。31、试比较下列钢材的焊接性。钢 号主要化学成分WE100工件板厚 （mm）CMnCuVMo09Mn2Cu0.11.40.31009MnV0.121.20.15014MnMoV0,121.50.150.550解：低合金结构钢常用的碳当量公式为故09Mn2Cu的碳当量为09MnV的碳当量为14MnMoV的碳当量为因为Ceq值越大，焊接性就越差，且工件板厚越厚，焊接性也越差，所以，根据已给的板厚和计算的Ceq值，便可判断：09Mn2Cu的焊接性最好，09MnV的焊接性较好，14MnMoV的焊接性较差。.