JKD材料加工专业课资料.docx
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JKD材料加工专业课资料
一、简答题（60分）
1、试从理论上简述怎样才能实现焊接过程？
采用什么工艺措施才能实现焊接？
（6分）【11年】
答：
为了实现材料原子之间的连接，从理论来讲，就是当两个被连接的固体材料表面接近到相距rA时，就可以在接触表面上进行扩散、再结晶等物理化学过程，从而形成键合，达到冶金连接的目的。
采用的工艺措施：
1）对被连接的材质施加压2）对被连接材料加热（局部或整体）。
2、试简述焊接熔渣的分子理论和离子理论？
（6分）【11年】（6分）【07年】
答：
分子理论：
焊接熔渣主要由分子氧化物组成，有时还有氟化物；各化合物呈自由状体，也可呈复合状态，氧化物与其复合物处于平衡状态；只有自由氧化物才能参与和金属的反应。
造渣就是在焊接过程中，酸性氧化物与碱性氧化物中和生盐的过程。
焊接熔渣是一种理想溶液，熔渣与熔融金属间的冶金反应符合质量作用定律。
但只有熔渣中的自由氧化物才能与熔融金属进行作用。
离子理论：
液态熔渣是由阴阳离子组成的电中性溶液。
X光结构分析表明，熔渣在液态下是离子结构，是由简单离子与复杂离子组成的溶液。
其中简单正离子有K+、Ca+、Mn+、Mg+、Fe2+、Fe3+、Ti4+等；简单负离子有F-、O2-等；复杂离子有SiO24-、Al2O3-等。
离子间的相互聚集、作用及离子的分布取决于离子的综合矩，离子的综合矩可表示为
综合矩=Z/r，Z——表示离子的电荷（静电单位）r——离子的半径
离子的综合矩越大，其静电场越强，对其他离子的作用越强。
离子综合矩打的正负离子最容易结合成复杂离子。
但是离子的静电作用，使离子形成不同的离子集团，造成熔渣呈现微观上的不均匀性。
熔渣与金属的作用是熔渣中的离子与金属原子交换电荷的过程。
例如硅还原（铁氧化）的过程是熔渣中的硅离子与铁原子在熔渣与金属的界面上交换电荷的过程，即
（Si4+）+2[Fe]=2（Fe2+）+[Si]
结果是硅进入金属，铁变成离子进入熔渣。
3、为什么碱性焊条对铁锈和氧化皮的敏感性大？
而碱性焊条焊缝含氧量却比酸性焊条低？
（5分）【11年】试简述酸性焊条熔敷金属为何氧含量较高？
（7分）【09年】低氢焊条熔敷金属含氢量低的原因？
（8分）【10年】
答：
熔渣的性质对FeO的分配有很大影响。
钢铁冶炼的研究成果表明，在同样温度下，碱性渣中FeO更易向金属分配。
即在熔渣含FeO量相同的条件下，碱性渣时焊缝含氧量比酸性渣时多。
这种现象可用熔渣的分子理论解释。
因为碱性渣中含SiO2、TiO2等酸性氧化物较少，FeO的活性大，故易向金属中扩散，使焊缝增氧。
所以，碱性焊条对铁锈敏感或抗锈性不良。
1）酸性焊条采用Mn脱氧，不如碱性焊条采用Si——Mn联合脱氧效果好；
2）酸性焊条碱度B小，有利于渗Si反应的进行，使焊缝含氧量效果较高；
3）酸性焊条为了控氢的目的，导致焊缝含氧较高；
低氢型焊条之所以低氢的主要原因是药皮中加入了一定数量的萤石。
另外气氛较低的氢气压，药皮中大量的大理石以及低氢焊条的烘干温度高等因素均有利于降低焊缝中的[H]。
碳酸盐受热分解洗出CO2，并通过反应达到去氢的目的。
焊条的烘干温度高。
CO2保护焊时，尽管其中含有一定的水分，但焊缝中的含氢量很低，其原因也在于此。
4、试简述氢、氮、氧对焊缝结构性能的影响以及控制氢、氮、氧含量的主要措施（8分）【11年】（重点中的重点）
答：
氢对结构钢焊缝的有害作用主要有以下几方面：
1）氢脆；塑性严重下降。
2）白点；3）冷裂纹；4）气孔；5）组织变化；当焊缝中含氢量较大时，含氢奥氏体的稳定性增加，不易形成铁素体和珠光体，而容易转变马氏体，从而造成氢的局部富集产生氢脆，并在内应力的作用下产生显微裂纹。
控制含氢量的措施：
1）限制氢的来源。
控制气体保护焊氢含量，清除焊丝和工件表面的油污、铁锈和水分；2）进行冶金处理。
3）控制焊接材料的氧化还原势。
4）在焊条药皮或焊芯中加入微量的稀土元素或稀散元素。
5）控制焊接工艺参数（增大焊接电流会使熔滴吸收的氢量增加）。
6）焊后脱氢处理（焊后把工件加热到一定温度，促使氢外撒的工艺叫脱氢处理）。
氮在低碳低合金钢焊缝金属中1）氮是有害的杂质，氮是促使焊缝产生气孔；2）氮提高焊缝金属强度、降低塑性和韧性。
3）氮是焊缝金属时效脆化的元素。
控制含氮量的措施：
1）焊接区的氮的主要来自空气，必须加强对焊接区机械饱保护。
2）为减少焊缝中的气体含量应尽量采用短弧焊3）保证焊接质量的前提下，使用较细的焊丝4）增加焊接电流，增加熔滴的过渡频率，缩短氮与熔滴作用时间5）尽可能采用直流反接。
6）使用与氮有较大亲和力的合金元素，使形成的氮化物通过熔渣排除。
7）加强保护是控制焊缝含氮量的最有效措施。
试简述氧对焊接质量的影响
（1）影响焊缝机械性能：
塑性、韧性下降；引起热能、冷脆，时效硬化；
（2）引起焊缝金属的红脆、冷脆和时效硬化倾向的增加，导电性、导磁性及抗蚀性等物理化学性能恶化
（3）形成CO气孔；
（4）造成飞溅，影响焊接过程的稳定性；
（5）焊接过程中导致合金元素的氧化损失将恶化焊接性能；
控制含氧量的措施：
1）去除焊接材料和工件、焊丝表面的铁锈及氧化膜，采用不含有氧的焊接材料和选用高纯度的惰性气体作为保护气体，控制焊接材料的含氧量。
2）降低低电弧低电压，采用短弧焊等，防止空气侵入焊接区。
3）采用合理的冶金方法进行脱氧。
5、脱氧反应有哪几种？
试简述脱氧剂的选择原则？
（7分）【11年】
答：
脱氧反应的类型：
1）先期脱氧在焊条药皮加热阶段，固态药皮中进行的脱氧反应叫先期脱氧。
2）沉淀脱氧利用溶于熔池中的脱氧剂，将已溶于熔池金属中的[FeO]或[O]转化为不溶于金属的氧化物，并脱溶沉淀转入熔渣中的一种脱氧方式。
3）扩散脱氧利用氧化物能溶解于熔渣的特性，通过扩散使它自熔池金属进入熔渣，从而降低焊缝含氧量的过程。
脱氧剂的选择原则：
1）在焊接温度下脱氧剂对氧的亲和力必须必被焊金属大（Mn、Si、Ti、Al）。
2）脱氧产物应熔点低、不溶于液态金属，而且其密度也应小于液态金属的密度。
6、技术材料常见的强化方式有哪些？
焊缝金属强化通常采用哪两种方式？
（6分）【11年】
答：
技术材料常见的强化方式有：
固溶强化；细晶强化（变质处理）；冷作强化；沉淀强化（弥散强化）；相变强化。
焊缝金属的强化，主要采用固溶强化和细晶强化。
7、试分析钢种淬硬倾向的影响因素？
用什么指标来衡量高强度钢的淬硬倾向比较合理？
（6分）【11年】
答：
钢种的淬硬倾向主要决定于化学成分、板厚、焊接工艺和冷却条件。
焊接时，钢种的淬硬倾向越大，越易产生裂纹。
适当小的线能量配合以适当的预热，以获得适当小的t8/5。
在焊接方面常用热影响区的最高硬度HVmax作为评定某些高强度钢的淬硬倾向。
它即反映了马氏体含量和形态的影响，也反映了位错密度的影响。
8、简述CO气孔的产生原因？
（8分）【11年】（8分）【09年】（8分）【08年】
答：
CO气孔；这类气孔主要是反应型气孔。
在焊接碳钢时，由于冶金反应而产生了大量的CO（来源于FeO、MnO、SiO2的还原反应。
[C]+[O]=CO
（1）[FeO]+[C]=CO+[Fe]
（2）），这些反应可以发生在熔滴过渡的过程中，也可以发生在熔池里熔渣与金属相互作用的过程中。
CO不溶于金属，所以在高温时冶金反应所产生的CO就会以气泡的形式从熔池中高速逸出，并不会形成气孔。
当熔池开始凝固时，由于铁碳合金溶质浓度偏析的结果，可使熔池中的氧化铁和碳的浓度在某些局部地方偏高，有利于FeO的还原反应。
又凝固结晶时，熔池金属的粘度不断增大，此时产生的CO就不易逸出，很容易被围困在晶粒之间，特别是在树枝状晶体凹陷最低处产生的CO更不易逸出。
另外，这种反应是吸热过程，会促使凝固加快，因而CO形成的气泡来不及逸出便产生了气孔。
由于CO形成的气泡是在结晶过程中产生，因此形成了沿结晶方向条虫形的内气孔。
9、试简述再热裂纹的主要特征？
焊接热裂纹主要有哪几种？
（8分）【11年】（8分）【09年】（8分）【07年】
答：
1）再热裂纹都是发生在焊接热影响区的粗晶部位并呈晶间开裂（沿熔合线母材侧的奥氏体粗晶界扩展，遇细晶就停止扩展）2）进行消除应力处理之前焊接区存在较大的残余应力并有不同程度的应力集中（再热裂纹与应力集中同时并存，应力集中系数K越大，产生再热裂纹所需的临界应力δcr越小）3）产生再热裂纹存在一个最敏感的温度区间4）含有一定沉淀强化元素的金属材料才具有产生再热裂纹的敏感性。
焊接热裂纹包括结晶裂纹、液态薄膜、高温失塑裂纹、多变化裂纹。
10、试简述焊接热过程的特点？
（5分）【10年】
答：
焊接热过程特点：
1）加热温度高2）加热速度快3）高温停留时间短4）自然条件下连续冷却5）焊接局部加热，将产生不均匀相变及应变。
11、试述不锈钢焊条药皮发红的原因？
有什么解决措施？
（6分）【10年】（6分）【08年】
答：
原因：
不锈钢焊芯的电阻大，焊条的熔化系数小造成了焊条熔化所需的时间长，并且产生的电阻热量多，使得焊条的温升高而导致药皮发红。
解决措施：
调整焊条药皮配方，改善熔滴过渡形式、提高焊条的熔化系数、减少电阻热以降低焊条的表面温升。
12、试简述硫和磷对焊接质量的影响，用冶金方法脱硫的措施？
（8分）【10年】
答：
硫对焊接质量的影响：
1）增加焊缝产生金属产生结晶裂纹的倾向2）降低焊缝的冲击韧性和耐腐蚀性3）对合金钢尤其是高镍合金钢，危害更加突出4）在碳钢中，随含碳量的增加，硫的偏析加剧。
磷对焊接质量的影响：
1）在熔池快速凝固的情况下在晶间偏析，消弱晶粒间的结合力2）促进热裂纹的产生3）磷化铁硬而脆，使焊缝金属的冷脆性增大，冲击韧性降低，脆性转变温度升高。
冶金方法脱硫措施：
1）使用合金元素元素（Mn）进行脱硫。
2）利用熔渣中的碱性氧化物（MnO、CaO、MgO等，增加熔渣碱度）等进行脱硫3）熔渣中的CaF2也有利于脱硫
冶金法脱磷需要两个过程，首先FeO将磷氧化成P2O5，反应式为：
2[Fe3P]+5（FeO）=P2O5+11Fe
其次利用渣中的碱性氧化物与酸性氧化物P2O5复合成稳定的磷酸盐，渣中的CaO可起此作用，反应式为：
P2O5+3（CaO）=（（CaO）3·P2O5）
P2O5+4（CaO）=（（CaO）4·P2O5）
将上述反应合并，可得磷的冶金消除反应：
2[Fe3P]+5（FeO）+3（CaO）=11Fe+（（CaO）3·P2O5）
2[Fe3P]+5（FeO）+4（CaO）=11Fe+（（CaO）4·P2O5）
脱磷的影响因素1）根据质量守恒定律可知，增加作用无浓度或减少生成物的浓度，都可促进反应的进行，因此只有同时增加渣中的CaO和FeO的含量，才有利于脱硫反应的进行。
2）渣中含有相当数量的CaF能降低熔渣的粘度，有利于脱磷反应的进行。
3）增加渣的碱度，可以提高脱磷的能力，但焊接熔渣的碱度受焊接工艺性的制约，不可过分增大；
4）碱性渣中不允许含有较多的FeO，否则不利脱硫，也会使焊缝显著增氧，甚至产生气孔。
因此碱性渣不利于脱磷反应第一进程的进行，脱磷的效果是很不理想的：
5）酸性渣中含有FeO的量比碱性渣高，有利于磷的氧化，但因碱度低，所以脱磷的能力更低。
由此可见，焊接时的脱磷比脱硫更困难，对于溶解到焊缝中的磷，无论是酸性渣还是碱性渣都很难将其消除掉，只有严格控制磷在原材料中的含量才是控制焊缝含磷量的根本措施。
13、试简述药芯焊丝的特性？
（5分）【10年】
答：
1）焊接飞溅少2）焊缝成形美观3）熔敷速度高于实心焊丝4）可进行全方位焊接。
14、简要说明不易淬火钢和易淬火钢粗晶区的组织特点和对性能的影响？
（8分）【10年】（8分）【08年】
答：
不易淬火钢：
晶粒粗大，易出现魏氏组织
性能：
该区的塑性、韧性较差。
易产生脆化和裂纹。
易淬火钢：
粗大的马氏体。
性能：
该区脆硬，易产生延迟裂纹。
15、气孔的种类，及产生原因？
在低碳低合金钢中析出型气孔有哪几种？
产生的原因是什么？
产生的原因是什么？
气孔的防止措施？
（5分）【10年】
答：
气孔的种类：
1）析出型气孔；高温时熔池金属中溶解了较多的气体，凝固时由于气体的溶解度突然下降，气体处于过饱和来不及逸出而引起的气孔。
2）反应型气孔；由于冶金反应产生的不溶解于金属的气体。
主要是从外部侵入熔池的氢和氮。
熔池金属中在高温时溶解了较多的气体，凝固时由于气体的溶解度突然下降，气体处于过饱和来不及逸出而引起的气孔。
凝固过程中气体溶解度的陡降是引起这类气孔的根本原因。
防止措施：
1）消除气体来源2）正确选择焊接材料；熔渣氧化性越大，形成CO气孔，还原性越大，形成氢气孔3）优化焊接工艺参数【看书本】
16、层状撕裂的产生原因？
（6分）【10年】
答：
产生层状撕裂的原因是轧制钢材的内部存在不同程度的分层夹杂物（特别是硫化物、氧化物夹杂），在焊接大型厚重结构时，产生垂直于轧制方向的拉伸应力，致使热影响区附近的地方沿轧制方向产生“台阶”形裂纹，就构成了层状撕裂所特有的阶梯形态，称为层状撕裂。
17、对焊接热源有何要求？
描述焊接热源主要用什么指标？
（7分）【09年】（6分）【07年】
答：
焊接热源应具有能量密度高度集中、快速实现焊接过程、保证得到高质量的焊缝和最小的焊接热影响区等特点。
描述焊接热源主要用最小加热面积、最大功率密度、正常焊接工艺参数条件下的热源温度等。
18、微量Ti、B改变焊缝金属韧性的机理？
（7分）【09年】
答：
微量Ti、B改善焊缝金属韧性的机理主要有两方面的因素。
1）是Ti与氧的亲和力很大，是焊缝中的Ti以微小颗粒氧化物的形式（TiO）弥散分布于焊缝中，促进焊缝金属晶粒细化。
2）TiO、TiO还可以作为针状铁素体的形核质点，在γ→α转变阶段促进形成针状铁素体。
3）Ti在焊缝中保护B不被氧化，故B可以作为原子态偏聚于晶界。
降低了晶界能，抑制了先共析铁素体的形核与生长，从而促使生成针状铁素体，改善了焊缝组织的韧性。
19、试简述Mn、Si对焊缝金属力学性能的影响？
（8分）【09年】（10分）【07年】
答：
1）Mn和Si使焊缝金属充分脱氧
2）可提高焊缝的抗拉强度（属于固溶强化）
3）Mn、Si对焊缝金属的韧性影响与其含量有关，含量过低，焊缝组织中出现粗大的先析铁素体，使韧性降低；含量过高，焊缝组织中出现魏氏组织，甚至出现无碳贝氏体、上贝氏体，亦使韧性降低；只有Mn、Si含量适中，焊缝组织为细针状铁素体，才能提高韧性。
20、试简述在什么条件下，氢致裂纹也会在焊缝中产生？
（7分）【09年】
答：
焊缝合金成分复杂的超高强度钢和异种钢焊接时，热影响区的转变先于焊缝，因而氢就相反地从HAZ向焊缝扩散，如果焊缝出现淬硬组织，此时，氢致裂纹就会在焊缝中产生。
21、焊接的定义？
焊接与机械连接、粘结各有何特点？
（8分）【08年】
答：
冶金连接成型是通过加热或加压（或两者并用）使两个分离表面的原子达到晶格距离，并形成金属键而获得不可拆卸接头的工艺过程。
主要用于金属材料及金属结构的连接，通常称为焊接。
机械连接技术是指用螺钉、螺栓和铆钉等固件将两分离型材或零件连接成一个复杂零件或部件的过程。
物理和化学连接成型是通过毛细作用、分子间力作用或者相互扩散及化学反应作用，将两个分离表面连接成不可拆接头的过程（主要有胶接和封接两种工艺，主要用于异种材料和非金属材料之间，以及复杂零件之间的组装连接）。
22、试以硅的沉淀脱氧为例，叙述提高脱氧效果的途径？
（7分）【08年】
[Si]+2[FeO]==2[Fe]+（SiO2）
（1）硅的百分含量升高，氧化亚铁的百分含量降低
（2）B增加和减少渣中的二氧化硅，二氧化硅的百分含量降低，氧化亚铁的百分含量降低
（3）温度降低，反应向右进行，氧化亚铁的百分含量降低
23、宏观偏析的产生原因？
焊缝金属中的宏观偏析主要有哪几类？
微观偏析的产生原因（6分）【08年】
答：
宏观偏析是由于柱状晶倾向性方向使杂质偏聚于晶间及部分地区溶质浓度升高。
在大范围从断面即可发现引起宏观组织改变甚至产生裂纹。
主要有以下4类：
1）层状偏析2）焊缝中心偏析3）焊道偏析4）弧坑偏析。
微观偏析产生的原因：
钢在凝固过程中，凝固两相的合金成分是在变化着。
一般来讲，先结晶的固相含溶质的浓度较低，也就是先结晶的固相比较纯，而后结晶的固相含溶质的浓度较高，并集富了较多的杂质。
由于焊接过程冷却较快，固相内的成分来不及扩散，而在相当大的程度上保持着由于结晶有先后所产生的化学成分不均匀性。
24、试简述液化裂纹的形成机理？
（5分）【08年】
答：
液化裂纹的形成机理一般认为是由于焊接时近缝区金属或焊缝层间金属，在高温下使这些区域的奥氏体晶界上的低熔共晶重新被熔化，在拉伸应力的作用下沿奥氏体晶间开裂而形成液化裂纹。
另外，在不平衡的加热和冷却条件下，由于金属间化合物分解和元素的扩散，造成了局部地区共晶成分偏高而发生局部晶间液化，同样也会产生液化裂纹。
25、用某两种焊条焊接，焊条中含硫量相同，为什么焊后渣为碱性的焊缝含硫量小于渣为酸性的焊缝含硫量？
（6分）【07年】
答：
碱性渣中碱性氧化物的活度大，而碱性氧化物有利于脱硫：
[FeS]+（CaO）=[CaS]+（FeO）
[FeS]+（MnO）=[MnS]+（FeO）
增加熔渣的碱度，可以提高脱硫、脱磷的能力。
渣中含有相当数量的CaF2能降低熔渣的粘度，也有利于脱硫、脱磷反应的进行。
因而，碱性渣有较高的脱硫能力，其形成的焊缝含硫量较低。
26、试简述焊接加热过程与冷却过程组织转变的特点？
（9分）【07年】
答：
组织转变特点：
对于一般的低碳钢，焊接时淬硬倾向比热处理时要大；对于合金钢，焊接时比热处理的淬硬倾向要小。
1）加热速度越快，象鼻点往上越快2）加热速度越快，奥氏体初始晶粒越细小，当加热到很高温度，将得到粗大的组织。
3）奥氏体均质化程度较低。
焊接时冷却过程的组织转变特点：
1）焊接过程中相变包括扩散型相变和非扩散型相变2）随冷却速度增加，象鼻点越往下，共析温度成为一个温度区间。
3）速度增加到一定程度，珠光体转变将被抑制，发生贝氏体或马氏体转变。
27、焊接接头拘束应力的分类、拘束度的概念？
（6分）【07年】
答：
拘束应力的分类：
内拘束应力——热应力、相变应力（相变应力）；外拘束应力；
拘束度的概念使接头根部间隙发生单位长度的弹性位移时，单位长度焊缝所承受的力
28、焊条药皮的作用？
焊条的工艺性能？
酸性和碱性焊条焊接工艺性能（以Ｊ４２２和Ｊ５０７）的对比（P55-P58）？
答：
1）保护作用，产生气体，防止有害气体的侵入2）冶金作用，保护和添加有益的合金元素3）改善焊接工艺性，使电弧易燃，焊接飞溅少，焊缝易脱渣和成型美观。
焊条的工艺性能包括焊接电弧的稳定性、焊缝成形、全位置焊接性、飞溅、脱渣性、焊条的熔化速度、药皮发红的程度及焊条的发尘量。
29、烧结焊剂的特点？
答：
又称为高温烧结焊剂。
1）可以连续生产，劳动条件好。
成本低，一般Wie熔炼焊剂的1/3~1/2。
2）焊剂碱度可在较大范围内调节。
3）由于烧结焊剂碱度高，冶金效果好，所以能获得较好的强度、塑性和韧性的配合。
4）焊剂中可加入脱氧剂及其它合金成分，具有比熔炼焊剂的消耗能量少。
5）焊剂的松装密度较小，焊接时焊剂的消耗量较少。
6）烧结焊剂颗粒圆滑，输送和回收焊剂时阻力较小。
7）缺点是吸潮性较大。
30、焊接工艺条件和焊后工艺措施对焊缝结构性能的影响
31、热影响区的最高温度，淬硬硬度
32、焊接冶金缺陷有哪些？
答：
气孔、焊缝中夹杂、焊接热裂纹、焊接冷裂纹、再热裂纹、层状撕裂。
33、冷裂纹有哪几个，产生的三要素
答：
扩散氢、组织脆化、拘束度
34、临界冷却时间（t100）cr的定义；为何临界冷却时间判据是最可靠的
临界冷却时间（t100）cr为第一层焊缝有峰值温度冷却到100℃的时间内刚刚不出现冷裂纹的时间。
因为它综合反映了被焊钢种的化学成分、焊接区的含氢量、焊接线能量和焊接时的拘束条件等诸多因素综合作用的结果。
这一冷裂判据是最全面和可靠的。
35、渣的碱度对脱氧、氢硫、磷的影响
答：
对氧化的影响：
熔渣的碱度增加——渣的活性系数Af减少——渣的氧化性降低——金属的氧化性降低；
对脱氧的影响：
熔渣的碱度对脱氧的影响比较复杂，从扩散脱氧来说，提高渣的碱度，不利于扩散脱氧；氮脱氧主要靠沉淀脱氧，对酸性渣；渣的碱度增加——渗硅反应下降——金属脱氧增加；对碱性渣，渣的碱度越大，锰的脱氧效果越差，但碱性渣液不用硅脱氧。
因硅脱氧后生产的SiO2熔点高、粘度大，即易在焊缝中形成夹杂，又不利于冶金反应的进行，股碱性渣实际上也不单独用硅脱氧，碱性渣中把硅和锰按适当比例加入金属中进行联合脱氧，可以得到较好的脱氧效果。
二、问答题（75分）
1、为什么酸性焊条宜用锰铁脱氧？
而碱性焊条宜用硅锰联合脱氧？
为何用控制[Mn]/[Si]比？
（15分）【11年】（15分）【09年】
答：
从减少渣中MnO活度这一因素分析，锰的脱氧效果与熔渣的性质有很大关系。
在含SiO2和TiO2较多的酸性渣中，因脱氧产物可转变成MnO·SiO2和MnO·TiO2复合物，减少了MnO的活度系数所以脱氧效果较好，然而，碱性渣中MnO的活度系数大，因此是不利于锰脱氧的。
而且熔渣的碱度越大，锰的脱氧效果越差。
因此，一般酸性焊条多用锰脱氧，而碱性则不单独用锰作脱氧剂。
因硅脱氧后生成的SiO2熔点高、粘度大，既易在焊缝中形成夹杂，又不利于冶金反应的进行，故碱性渣实际上也不单独用硅脱氧。
把硅和锰按适当比例加入金属中进行Si-Mn联合脱氧，可以达到较好的脱氧效果。
Mn与Si对氧的亲和力不及Al、Ti强，能从焊接材料进入熔池中，在w[Mn]/[Si]比值为3~6时，其脱氧产物为不饱和液态硅酸盐MnO·SiO2，其熔点较低，密度较小，在熔池中易于聚合长大为颗粒，并浮出被熔渣吸收，从而减少焊缝金属中的夹杂物和含氧量。
当w[Mn]/[Si]比值过大或过小时，均会出现固态脱氧产物，导致焊缝夹杂物增加。
2、试综合分析合金元素过渡系数的影响因素？
（15分）【11年】
答：
合金元素主要损失于氧化、蒸发和残留在渣中。
因此，凡能减少合金元素损失的因素，都可提高其过渡系数。
影响合金过渡系数的主要因素有以下几方面。
1）合金元素的物理化学性质主要指合金元素对氧的亲和力大小及沸点高低的影响。
2）合金元素的含量提高合金元素在焊条药皮或焊剂中的含量，会同时产生两个不同方向的结果。
一方面，因使药皮或焊剂中其他成分（包括氧化剂）的含量相对减少，减弱了药皮或焊剂的氧化性，而使合金过渡系数提高。
另一方面，却会使合金元素在渣中的残留损失增加，而使合金过渡系数减少。
当合金元素的含量减少时，前者作用大些，随着合金元素含量的增加，后置的影响逐渐增大。
3）合金剂的力度合金元素的氧化损伤取决于其表面积，即取决于其粒度，粒度越小，比表面积越大，与氧作用的机会越多，损失就越大，因而适当提高合金元素的粒度，可减少其因氧化造成的损失，增加过渡系数。
4）药皮或焊剂的成分由于氧化损伤是导致合金过渡系数下降的主要原因之一，所以合金的过渡系数与气相熔渣的氧化性、熔渣的碱度有关因而其也必然与焊条药皮或焊剂的成分有关。
增加高价氧化物和碳酸盐在药皮或焊剂中的含量，不仅使气相的氧化性增大，而且也使熔渣的氧化性增大，由于合金氧化损失的增大，过渡系数必然减少。
5）药皮或焊剂的相对数量及焊接规范试验表明，在合金元素含量不变的情况下，合金过渡系数随药皮或焊剂相对数量的增加而减少。
3、如16Mn母材中含有较高的S、P，应如何保证焊缝金属韧性？
（10分）【11年】（10分）【09年】
答：
1）尽量较少母材的熔合比；
2）焊接材料选择低S、P，适当增加C、Mn
3）通过焊接化学冶金反应除S、P，如选用碱度大的焊条药品或焊
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