山东省（春季高考）机电技术类 《金属加工基础》项目八任务四 45分钟专题训练卷

山东省（春季高考）机电技术类《金属加工基础》45分钟专题训练卷专辑，共208份试卷。试卷命题与高考紧密相关，精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固机电技术类理论知识，熟悉高考题型和命题规律，提高解题能力和应试技巧，为高考取得优异成绩打下坚实的基础，本训练卷适用于即将参加机电技术类高考的学生。 与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《机械制图》《机械基础》《液压与气压传动》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 山东省（春季高考）机电技术类 《金属加工基础》 项目八：焊接 任务四：其他焊接方法简介 时间：45分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题2分，共40分） 1. 电阻焊形成焊接接头时，主要利用的是（ ） A. 利用燃气火焰熔化母材 B. 利用电阻热熔合焊件 C. 利用电弧热熔敷焊丝 D. 利用摩擦热塑化端面 2. 电阻焊接头形成熔核所需的热量，主要由（ ） A. 焊件电阻发热产生 B. 电弧燃烧放热产生 C. 火焰燃烧放热产生 D. 摩擦滑动发热产生 3. 摩擦焊接过程中，使连接部位达到塑性状态的主要热源是（ ） A. 电极接触电阻热 B. 高能束流冲击热 C. 工件相对摩擦热 D. 可燃气体燃烧热 4. 摩擦焊实现连接时，接头区域的热量主要来自（ ） A. 电流通过接头产生 B. 气体燃烧反应产生 C. 工件相对摩擦产生 D. 激光照射表面产生 5. 常规电子束焊接通常在（ ）进行。 A. 空气环境中 B. 水下环境中 C. 熔渣环境中 D. 真空环境中 6. 电子束焊通常在真空环境中进行，主要目的是（ ） A. 减小焊件冷却速度 B. 减少电子束空气散射 C. 提高焊件导电能力 D. 减小工件装配间隙 7. 下列焊接方法中，以相干光作为主要热源的是（ ） A. 激光焊 B. 等离子弧焊 C. 电阻焊 D. 摩擦焊 8. 激光焊的突出特点是（ ） A. 热源温度较低 B. 熔深宽度较小 C. 加热范围较大 D. 能量密度较高 9. 电子元器件的细导线与金属端子连接时，利用高频振动实现固相结合，宜采用（ ） A. 点焊 B. 超声波焊 C. 电渣焊 D. 埋弧焊 10. 超声波焊形成接头的主要特点是（ ） A. 局部熔化后凝固连接 B. 低温加压实现固相连接 C. 高温钎料填充间隙连接 D. 电弧熔化形成熔池连接 11. 等离子弧焊中，获得高能量密度电弧的主要措施是（ ） A. 增大焊丝伸出长度 B. 提高焊剂覆盖厚度 C. 用喷嘴压缩电弧 D. 加长电极焊接距离 12. 等离子弧焊与普通钨极氩弧焊相比，其电弧的主要特点是（ ） A. 弧柱截面较大 B. 能量分布较散 C. 电弧挺度较好 D. 熔池温度较低 13. 大型厚板立焊时，利用熔渣电阻热连续熔化焊丝的焊接方法是（ ） A. 气焊 B. 摩擦焊 C. 点焊 D. 电渣焊 14. 扩散焊获得可靠接头时，通常需要使被焊表面（ ） A. 保持清洁并紧密贴合 B. 保持粗糙并预留间隙 C. 保持潮湿并快速冷却 D. 保持氧化并自由接触 15. 生产钛钢复合板时，借助爆炸载荷使两种金属高速碰撞结合，常采用（ ） A. 摩擦焊 B. 爆炸焊 C. 激光焊 D. 点焊 16. 爆炸焊主要利用爆炸产生的冲击载荷，使两种金属（ ） A. 缓慢加热后熔化连接 B. 持续振动后固相连接 C. 高速碰撞后形成连接 D. 电阻发热后熔核连接 17. 某汽车车身生产线需连接两层搭接钢板，要求生产效率高，且焊接部位两侧均可接近，最适宜采用（ ） A. 采用点焊电极压紧通电焊接 B. 采用气焊火焰加热焊接 C. 采用钨极氩弧熔化焊接 D. 采用手工电弧填丝焊接 18. 某薄板精密零件要求焊接变形小、热影响区窄，并适合自动化生产，宜选用（ ） A. 氧乙炔焊方法 B. 手工电弧焊方法 C. 埋弧自动焊方法 D. 激光焊接方法 19. 某航空维修车间需修复铝合金薄壁箱体的局部裂纹，现场无法建立真空，要求热影响区小、变形小，并能实现精密自动化修复。应优先选择的工艺方案是（ ） A. 采用电渣熔池进行厚板连续焊接 B. 采用埋弧焊剂进行大电流焊接 C. 采用激光聚焦进行局部快速修复 D. 采用真空束流进行深熔焊接 20. 某电阻点焊工艺原设定焊接电流为10 kA、通电时间为0.20 s。现实际电流降为8 kA、通电时间降为0.15 s，其他条件不变。依据焦耳热与电流平方及通电时间成正比的关系，可判断（ ） A. 发热量约为原来的48%，熔核不足风险增大 B. 发热量约为原来的60%，飞溅风险明显增大 C. 发热量约为原来的75%，压痕深度明显增大 D. 发热量约为原来的80%，焊点强度明显提高 二、计算题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 21. 某工件采用电阻点焊，焊接电流为 8000 A，焊接回路总电阻为 0.25 mΩ，通电时间为 0.18 s，工件吸收的有效热量占电阻热的 75%。求：（1）焊接过程中产生的电阻热；（2）工件吸收的有效热量；（3）焊接回路产生电阻热的平均功率。 22. 某薄板采用电阻缝焊，焊轮直径为 200 mm，焊轮转速为 2.4 r/min，焊点中心距为 4 mm。形成的熔核直径为 5 mm。取 π 为 3.14。求：（1）焊轮圆周线速度，单位用 mm/min；（2）每分钟形成的焊点数；（3）相邻焊点的搭接率。 23. 两根直径为 20 mm 的圆棒采用摩擦焊连接。摩擦阶段轴向缩短量为 3.2 mm，顶锻阶段轴向缩短量为 1.8 mm。摩擦阶段持续 4 s，顶锻阶段持续 1 s。取 π 为 3.14。求：（1）圆棒的横截面积；（2）焊接过程的总轴向缩短量；（3）若将塑性变形区体积近似看作横截面积与总缩短量的乘积，求该体积；（4）摩擦阶段和顶锻阶段的平均轴向缩短速度。 24. 某铜管采用钎焊搭接，搭接长度为 50 mm，搭接宽度为 20 mm，钎缝平均间隙为 0.08 mm。钎料密度为 8.4 g/cm3，钎料利用率为 70%。加热设备额定功率为 1.2 kW，热效率为 65%，连续加热 90 s。求：（1）钎缝所需填充的有效体积；（2）实际需要准备的钎料质量；（3）工件获得的有效热量。 25. 某工件采用激光焊，激光器输出功率为 2.0 kW，材料对激光能量的有效吸收率为 35%，焊接速度为 6 mm/s，焊缝长度为 180 mm。为防止热输入过大，单位长度有效热输入不得超过 100 J/mm。求：（1）焊接过程的单位长度有效热输入；（2）完成 180 mm 焊缝所需的有效热量；（3）若保持激光输出功率和吸收率不变，为满足热输入要求，焊接速度至少应为多少。 三、综合应用题（本大题共6小题，共40分） 26.（5分）某汽车零部件生产线上采用电阻点焊连接两层低碳钢板。焊接电流为 8000 A，焊接处的总电阻为 0.0002 Ω，通电时间为 0.2 s，每个工件需要焊接 6 个焊点。生产中计划将焊接电流提高 10%，以增加焊点强度。（1）计算单个焊点产生的电阻热和 6 个焊点产生的总电阻热。（2）若其他条件不变，焊接电流提高 10%后，单个焊点的发热量提高百分之多少？（3）分析电流过大可能产生的焊接缺陷，并说明两项改进措施。 27.（5分）某汽车零部件生产线采用电阻点焊连接两块低碳钢板。焊接电流为 ，焊接回路的总电阻为 ，通电时间为 ，其中有用焊接热量约占电阻热的 。（1）计算一次点焊产生的电阻热以及用于形成焊点的有效热量。（2）若其他条件不变，仅将焊接电流提高 ，计算有效热量，并判断其增加比例。（3）若焊接过程中出现飞溅现象，说明两项合理的工艺改进措施。 28.（5分）某机械制造企业采用摩擦焊连接两根直径为 20 mm 的实心钢杆。焊接过程中，主轴转速为 1500 r/min，摩擦扭矩为 60 N·m，摩擦持续时间为 4.0 s，机械能转化为焊接热的有效比例为 85%。（1）计算摩擦阶段输入的机械功和有效转化为焊接热的能量。（2）若将主轴转速提高到 1800 r/min，而摩擦扭矩和摩擦时间保持不变，判断有效焊接热量如何变化。（3）说明摩擦焊接头形成的主要过程，并提出一项控制接头质量的措施。 29.（5分）某机械厂采用炉中钎焊方法连接一批铜管接头，钎料的熔化温度为 。待加热工件总质量为 ，工件平均比热容为 ，初始温度为 。加热炉有效利用率为 ，额定加热功率为 。（1）计算工件从初始温度升高到钎料熔化温度所需的有效热量，并计算加热炉理论上需要的加热时间。（2）判断该钎焊属于软钎焊还是硬钎焊，并说明判断依据。（3）为保证钎缝质量，简述焊前处理和加热过程中应采取的措施。 30.（10分）某精密仪器企业采用连续激光焊连接不锈钢薄板。激光器输出功率为 2.0 kW，焊接速度为 10 mm/s，材料对激光能量的有效吸收率为 35%，一条焊缝长度为 600 mm。（1）计算单位长度激光输入能量和单位长度被材料吸收的有效能量，并计算整条焊缝吸收的有效能量。（2）若焊接速度提高到 20 mm/s，激光功率及吸收率不变，判断单位长度有效能量如何变化，并说明对熔深的可能影响。（3）针对速度提高后可能出现的熔深不足，提出两项工艺改进措施。 31.（10分）某精密仪器支架采用激光焊接不锈钢薄板。激光器输出功率为 ，从激光能量到焊缝有效热量的转换效率为 ，焊缝长度为 ，焊接速度为 。（1）计算完成该条焊缝所需的焊接时间、输入激光能量、有效焊接热量和单位长度热输入。（2）若将焊接速度降为 ，计算新的单位长度热输入，并判断其相对于原工艺的变化。（3）若工件为厚度较小的不锈钢薄板，现场出现烧穿倾向，应从焊接参数和操作条件方面采取哪些改进措施？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $ 山东省（春季高考）机电技术类《金属加工基础》45分钟专题训练卷专辑，共208份试卷。试卷命题与高考紧密相关，精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固机电技术类理论知识，熟悉高考题型和命题规律，提高解题能力和应试技巧，为高考取得优异成绩打下坚实的基础，本训练卷适用于即将参加机电技术类高考的学生。 与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《机械制图》《机械基础》《液压与气压传动》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 山东省（春季高考）机电技术类 《金属加工基础》 项目八：焊接 任务四：其他焊接方法简介 时间：45分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题2分，共40分） 1. 电阻焊形成焊接接头时，主要利用的是（ ） A. 利用燃气火焰熔化母材 B. 利用电阻热熔合焊件 C. 利用电弧热熔敷焊丝 D. 利用摩擦热塑化端面 【答案】B 【解析】电阻焊是利用电流通过焊件接触处产生的电阻热，并在压力作用下形成焊接接头。 2. 电阻焊接头形成熔核所需的热量，主要由（ ） A. 焊件电阻发热产生 B. 电弧燃烧放热产生 C. 火焰燃烧放热产生 D. 摩擦滑动发热产生 【答案】A 【解析】电阻焊利用电流通过焊件接触电阻产生的焦耳热，使局部金属熔化形成熔核。 3. 摩擦焊接过程中，使连接部位达到塑性状态的主要热源是（ ） A. 电极接触电阻热 B. 高能束流冲击热 C. 工件相对摩擦热 D. 可燃气体燃烧热 【答案】C 【解析】摩擦焊通过焊件之间的相对运动产生摩擦热，使端面金属塑化后在压力下结合。 4. 摩擦焊实现连接时，接头区域的热量主要来自（ ） A. 电流通过接头产生 B. 气体燃烧反应产生 C. 工件相对摩擦产生 D. 激光照射表面产生 【答案】C 【解析】摩擦焊利用工件相对运动产生摩擦热，并在顶锻压力作用下形成接头。 5. 常规电子束焊接通常在（ ）进行。 A. 空气环境中 B. 水下环境中 C. 熔渣环境中 D. 真空环境中 【答案】D 【解析】电子束在真空环境中传输时能量损失小、聚焦性能好，便于获得较深的熔深。 6. 电子束焊通常在真空环境中进行，主要目的是（ ） A. 减小焊件冷却速度 B. 减少电子束空气散射 C. 提高焊件导电能力 D. 减小工件装配间隙 【答案】B 【解析】真空环境可减少空气分子对电子束的散射，使电子束能量更集中地作用于焊件。 7. 下列焊接方法中，以相干光作为主要热源的是（ ） A. 激光焊 B. 等离子弧焊 C. 电阻焊 D. 摩擦焊 【答案】A 【解析】激光焊利用高能量密度激光束照射焊件，使局部金属迅速熔化形成焊缝。 8. 激光焊的突出特点是（ ） A. 热源温度较低 B. 熔深宽度较小 C. 加热范围较大 D. 能量密度较高 【答案】D 【解析】激光束聚焦后具有很高的能量密度，可实现高速、深熔焊接。 9. 电子元器件的细导线与金属端子连接时，利用高频振动实现固相结合，宜采用（ ） A. 点焊 B. 超声波焊 C. 电渣焊 D. 埋弧焊 【答案】B 【解析】超声波焊利用高频机械振动和压力破坏表面氧化膜，实现材料的固相连接。 10. 超声波焊形成接头的主要特点是（ ） A. 局部熔化后凝固连接 B. 低温加压实现固相连接 C. 高温钎料填充间隙连接 D. 电弧熔化形成熔池连接 【答案】B 【解析】超声波焊利用高频振动和压力破坏表面氧化膜，使金属在较低温度下实现固相连接。 11. 等离子弧焊中，获得高能量密度电弧的主要措施是（ ） A. 增大焊丝伸出长度 B. 提高焊剂覆盖厚度 C. 用喷嘴压缩电弧 D. 加长电极焊接距离 【答案】C 【解析】等离子弧焊利用喷嘴对电弧进行压缩，使电弧截面减小、能量密度提高。 12. 等离子弧焊与普通钨极氩弧焊相比，其电弧的主要特点是（ ） A. 弧柱截面较大 B. 能量分布较散 C. 电弧挺度较好 D. 熔池温度较低 【答案】C 【解析】等离子弧经压缩后弧柱细而挺直，能量集中，穿透能力较强。 13. 大型厚板立焊时，利用熔渣电阻热连续熔化焊丝的焊接方法是（ ） A. 气焊 B. 摩擦焊 C. 点焊 D. 电渣焊 【答案】D 【解析】电渣焊利用熔渣的电阻热作为热源，适用于较厚焊件的立焊和大截面焊接。 14. 扩散焊获得可靠接头时，通常需要使被焊表面（ ） A. 保持清洁并紧密贴合 B. 保持粗糙并预留间隙 C. 保持潮湿并快速冷却 D. 保持氧化并自由接触 【答案】A 【解析】扩散焊依靠原子相互扩散形成接头，要求接触表面清洁、贴合良好，并施加一定温度和压力。 15. 生产钛钢复合板时，借助爆炸载荷使两种金属高速碰撞结合，常采用（ ） A. 摩擦焊 B. 爆炸焊 C. 激光焊 D. 点焊 【答案】B 【解析】爆炸焊利用炸药爆炸产生的冲击力，使两种金属表面高速碰撞并形成牢固结合。 16. 爆炸焊主要利用爆炸产生的冲击载荷，使两种金属（ ） A. 缓慢加热后熔化连接 B. 持续振动后固相连接 C. 高速碰撞后形成连接 D. 电阻发热后熔核连接 【答案】C 【解析】爆炸焊利用炸药爆轰产生的高速碰撞，使金属表面形成牢固的冶金结合。 17. 某汽车车身生产线需连接两层搭接钢板，要求生产效率高，且焊接部位两侧均可接近，最适宜采用（ ） A. 采用点焊电极压紧通电焊接 B. 采用气焊火焰加热焊接 C. 采用钨极氩弧熔化焊接 D. 采用手工电弧填丝焊接 【答案】A 【解析】点焊适用于薄板搭接接头，焊接速度快，易于实现自动化，广泛用于汽车车身制造。 18. 某薄板精密零件要求焊接变形小、热影响区窄，并适合自动化生产，宜选用（ ） A. 氧乙炔焊方法 B. 手工电弧焊方法 C. 埋弧自动焊方法 D. 激光焊接方法 【答案】D 【解析】激光焊能量集中、加热时间短，焊接变形和热影响区较小，适合精密自动化焊接。 19. 某航空维修车间需修复铝合金薄壁箱体的局部裂纹，现场无法建立真空，要求热影响区小、变形小，并能实现精密自动化修复。应优先选择的工艺方案是（ ） A. 采用电渣熔池进行厚板连续焊接 B. 采用埋弧焊剂进行大电流焊接 C. 采用激光聚焦进行局部快速修复 D. 采用真空束流进行深熔焊接 【答案】C 【解析】激光焊能量集中、热输入小，可在非真空条件下进行，适合薄壁精密件的局部自动化修复。 20. 某电阻点焊工艺原设定焊接电流为10 kA、通电时间为0.20 s。现实际电流降为8 kA、通电时间降为0.15 s，其他条件不变。依据焦耳热与电流平方及通电时间成正比的关系，可判断（ ） A. 发热量约为原来的48%，熔核不足风险增大 B. 发热量约为原来的60%，飞溅风险明显增大 C. 发热量约为原来的75%，压痕深度明显增大 D. 发热量约为原来的80%，焊点强度明显提高 【答案】A 【解析】发热量比值为，即。热量显著降低，易导致熔核尺寸不足。 二、计算题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 21. 某工件采用电阻点焊，焊接电流为 8000 A，焊接回路总电阻为 0.25 mΩ，通电时间为 0.18 s，工件吸收的有效热量占电阻热的 75%。求：（1）焊接过程中产生的电阻热；（2）工件吸收的有效热量；（3）焊接回路产生电阻热的平均功率。 【答案】（1）电阻热为 2880 J。（2）工件吸收的有效热量为 2160 J。（3）平均功率为 16000 W。 【解析】（1）按焦耳定律计算，Q＝Rt＝80002×0.00025×0.18＝2880 J。（2）有效热量为 2880×75%＝2160 J。（3）平均功率为 2880÷0.18＝16000 W。 22. 某薄板采用电阻缝焊，焊轮直径为 200 mm，焊轮转速为 2.4 r/min，焊点中心距为 4 mm。形成的熔核直径为 5 mm。取 π 为 3.14。求：（1）焊轮圆周线速度，单位用 mm/min；（2）每分钟形成的焊点数；（3）相邻焊点的搭接率。 【答案】（1）焊轮圆周线速度为 1507.2 mm/min。（2）每分钟形成的焊点数为 376.8 个，约为 377 个。（3）相邻焊点的搭接率为 20%。 【解析】（1）焊轮每转长度为 3.14×200，线速度为 3.14×200×2.4，得 1507.2 mm/min。（2）焊点数为 1507.2÷4，得 376.8 个/min。（3）搭接率为（5－4）÷5，得 20%。 23. 两根直径为 20 mm 的圆棒采用摩擦焊连接。摩擦阶段轴向缩短量为 3.2 mm，顶锻阶段轴向缩短量为 1.8 mm。摩擦阶段持续 4 s，顶锻阶段持续 1 s。取 π 为 3.14。求：（1）圆棒的横截面积；（2）焊接过程的总轴向缩短量；（3）若将塑性变形区体积近似看作横截面积与总缩短量的乘积，求该体积；（4）摩擦阶段和顶锻阶段的平均轴向缩短速度。 【答案】（1）横截面积为 314 mm2。（2）总轴向缩短量为 5.0 mm。（3）塑性变形区体积为 1570 mm3。（4）摩擦阶段平均缩短速度为 0.8 mm/s，顶锻阶段平均缩短速度为 1.8 mm/s。 【解析】（1）圆棒横截面积为 A＝π/4＝3.14×202÷4＝314 mm2。（2）焊接过程的总轴向缩短量为 3.2＋1.8＝5.0 mm。（3）塑性变形区体积为 V＝AΔl＝314×5.0＝1570 mm3。（4）摩擦阶段平均轴向缩短速度为 ＝3.2÷4＝0.8 mm/s；顶锻阶段平均轴向缩短速度为 ＝1.8÷1＝1.8 mm/s。 24. 某铜管采用钎焊搭接，搭接长度为 50 mm，搭接宽度为 20 mm，钎缝平均间隙为 0.08 mm。钎料密度为 8.4 g/cm3，钎料利用率为 70%。加热设备额定功率为 1.2 kW，热效率为 65%，连续加热 90 s。求：（1）钎缝所需填充的有效体积；（2）实际需要准备的钎料质量；（3）工件获得的有效热量。 【答案】（1）有效填充体积为 80 mm3，即 0.08 cm3。（2）实际需要准备的钎料质量为 0.96 g。（3）工件获得的有效热量为 70.2 kJ。 【解析】（1）钎缝体积为 50×20×0.08，得 80 mm3，即 0.08 cm3。（2）有效钎料质量为 0.08×8.4，考虑利用率后为 0.672÷70%，得 0.96 g。（3）有效热量为 1.2×90×65%，得 70.2 kJ。 25. 某工件采用激光焊，激光器输出功率为 2.0 kW，材料对激光能量的有效吸收率为 35%，焊接速度为 6 mm/s，焊缝长度为 180 mm。为防止热输入过大，单位长度有效热输入不得超过 100 J/mm。求：（1）焊接过程的单位长度有效热输入；（2）完成 180 mm 焊缝所需的有效热量；（3）若保持激光输出功率和吸收率不变，为满足热输入要求，焊接速度至少应为多少。 【答案】（1）单位长度有效热输入约为 116.7 J/mm。（2）完成焊缝所需的有效热量为 21000 J。（3）焊接速度至少应为 7.0 mm/s。 【解析】（1）有效功率为 2000×35%，单位长度热输入为 700÷6，得 116.7 J/mm。（2）焊接时间为 180÷6，得 30 s，有效热量为 700×30，得 21000 J。（3）最低速度为 700÷100，得 7.0 mm/s。 三、综合应用题（本大题共6小题，共40分） 26.（5分）某汽车零部件生产线上采用电阻点焊连接两层低碳钢板。焊接电流为 8000 A，焊接处的总电阻为 0.0002 Ω，通电时间为 0.2 s，每个工件需要焊接 6 个焊点。生产中计划将焊接电流提高 10%，以增加焊点强度。（1）计算单个焊点产生的电阻热和 6 个焊点产生的总电阻热。（2）若其他条件不变，焊接电流提高 10%后，单个焊点的发热量提高百分之多少？（3）分析电流过大可能产生的焊接缺陷，并说明两项改进措施。 【答案】（1）单个焊点电阻热计算式为 ＝Rt。代入得 ＝80002×0.0002×0.2＝2560 J。6 个焊点总电阻热为 Q总＝6×2560＝15360 J。（2）电流提高 10%后，发热量与电流平方成正比，热量比值为 1.12＝1.21，因此提高 21%。（3）可能产生飞溅、烧穿、压痕过深和焊点组织过热等缺陷。可适当减小焊接电流或缩短通电时间，并合理调整电极压力、端面形状及冷却条件。 【解析】由焦耳定律Q=Rt，单点热量为2560 J，6点共15360 J。电流增至1.1倍时，热量按平方关系增为1.21倍，即提高21%。电流过大易飞溅、烧穿，可降低电流或缩短通电时间，并调整电极压力、冷却条件。 27.（5分）某汽车零部件生产线采用电阻点焊连接两块低碳钢板。焊接电流为 ，焊接回路的总电阻为 ，通电时间为 ，其中有用焊接热量约占电阻热的 。（1）计算一次点焊产生的电阻热以及用于形成焊点的有效热量。（2）若其他条件不变，仅将焊接电流提高 ，计算有效热量，并判断其增加比例。（3）若焊接过程中出现飞溅现象，说明两项合理的工艺改进措施。 【答案】（1），。电阻热为 。有效热量为 。（2）提高后的电流为 ，有效热量为 。有效热量增加 。（3）适当降低焊接电流或缩短通电时间；检查并调整电极压力、端面形状及电极对中情况，避免局部电流密度过大。 【解析】换算I=8000 A，R=2.0×10-4 Ω，Q==2560 J，有效热量为0.75Q=1920 J。电流提高10%后，有效热量为2323.2 J，增幅为1.12-1=21%。飞溅时可降低电流或缩短通电时间，并调整电极压力和对中。 28.（5分）某机械制造企业采用摩擦焊连接两根直径为 20 mm 的实心钢杆。焊接过程中，主轴转速为 1500 r/min，摩擦扭矩为 60 N·m，摩擦持续时间为 4.0 s，机械能转化为焊接热的有效比例为 85%。（1）计算摩擦阶段输入的机械功和有效转化为焊接热的能量。（2）若将主轴转速提高到 1800 r/min，而摩擦扭矩和摩擦时间保持不变，判断有效焊接热量如何变化。（3）说明摩擦焊接头形成的主要过程，并提出一项控制接头质量的措施。 【答案】（1）1500 r/min 对应的转速为 1500÷60＝25 r/s。摩擦角位移为 2π×25×4＝200π rad。机械功为 W＝Tθ＝60×200π＝12000π J，约为 37699 J。有效焊接热量为 Q＝0.85×37699，约为 32044 J。（2）转速比为 1800÷1500＝1.2。在扭矩和时间不变时，有效热量与转速成正比，因此有效焊接热量约提高 20%，约为 38453 J。（3）旋转端面相互摩擦生热，使接触表面达到塑性状态；随后停止旋转并施加顶锻压力，挤出氧化物和塑性金属，形成牢固接头。应合理控制摩擦时间、顶锻压力和顶锻量。 【解析】转速1500 r/min=25 r/s，4 s内角位移θ=2π×25×4=200π rad。W=Tθ=12000π J≈37699 J，有效热量为0.85W≈32044 J。转速提高至1800 r/min后热量增20%，约38453 J。摩擦塑化后顶锻成形，应控制摩擦时间和顶锻压力。 29.（5分）某机械厂采用炉中钎焊方法连接一批铜管接头，钎料的熔化温度为 。待加热工件总质量为 ，工件平均比热容为 ，初始温度为 。加热炉有效利用率为 ，额定加热功率为 。（1）计算工件从初始温度升高到钎料熔化温度所需的有效热量，并计算加热炉理论上需要的加热时间。（2）判断该钎焊属于软钎焊还是硬钎焊，并说明判断依据。（3）为保证钎缝质量，简述焊前处理和加热过程中应采取的措施。 【答案】（1）温升为 。工件吸收的有效热量为 。炉子输入热量为 。因 ，加热时间为 。（2）属于硬钎焊。钎料的熔化温度高于 ，符合硬钎焊的温度范围。（3）清除接头表面的油污、氧化膜和杂质，保证接头间隙均匀；合理使用钎剂或保护气氛；加热时使母材均匀升温，避免局部过热和钎料提前堆积。 【解析】温升ΔT=680-20=660 ℃，工件吸热Q=mcΔT=455.4 kJ；考虑65%利用率，输入热量约700.6 kJ，加热时间约58.4 s。钎料熔化温度680 ℃高于450 ℃，属硬钎焊。焊前应清理油污、氧化膜并控制间隙，加热时采用钎剂或保护气氛并均匀升温。 30.（10分）某精密仪器企业采用连续激光焊连接不锈钢薄板。激光器输出功率为 2.0 kW，焊接速度为 10 mm/s，材料对激光能量的有效吸收率为 35%，一条焊缝长度为 600 mm。（1）计算单位长度激光输入能量和单位长度被材料吸收的有效能量，并计算整条焊缝吸收的有效能量。（2）若焊接速度提高到 20 mm/s，激光功率及吸收率不变，判断单位长度有效能量如何变化，并说明对熔深的可能影响。（3）针对速度提高后可能出现的熔深不足，提出两项工艺改进措施。 【答案】（1）单位长度激光输入能量为 ＝P/v＝2000÷0.01＝200000 J/m。单位长度有效能量为 ＝0.35×200000＝70000 J/m。600 mm 即 0.6 m，整条焊缝有效能量为 Q＝70000×0.6＝42000 J。（2）新速度为 0.02 m/s，单位长度有效能量为 ′＝0.35×2000÷0.02＝35000 J/m，是原来的 50%，熔深可能减小，甚至出现未熔合。（3）可提高激光输出功率或降低焊接速度；同时应重新调整焦点位置和光斑尺寸，并保证保护气体流量及喷嘴位置合适。 【解析】v=0.01 m/s，单位长度输入能量P/v=200000 J/m，有效能量为0.35×200000=70000 J/m；0.6 m焊缝共吸收42000 J。速度增至0.02 m/s后，单位长度有效能量降为35000 J/m，减半，熔深可能不足。可提高功率或调整焦点、光斑及保护气体条件。 31.（10分）某精密仪器支架采用激光焊接不锈钢薄板。激光器输出功率为 ，从激光能量到焊缝有效热量的转换效率为 ，焊缝长度为 ，焊接速度为 。（1）计算完成该条焊缝所需的焊接时间、输入激光能量、有效焊接热量和单位长度热输入。（2）若将焊接速度降为 ，计算新的单位长度热输入，并判断其相对于原工艺的变化。（3）若工件为厚度较小的不锈钢薄板，现场出现烧穿倾向，应从焊接参数和操作条件方面采取哪些改进措施？ 【答案】（1）焊接时间为 。输入激光能量为 。有效焊接热量为 。单位长度热输入为 。（2）新的焊接时间为 。新的单位长度热输入为 ，比原工艺增加 。（3）适当提高焊接速度或降低激光功率，减小单位长度热输入；准确调节离焦量和焦点位置，保持保护气体流量适当，并改善工件装夹和散热条件。 【解析】焊接时间t=180÷12=15 s，输入能量E=2400×15=36000 J，有效热量为12600 J，单位长度热输入70 J/mm。速度降至8 mm/s时，单位长度热输入为0.35×2400÷8=105 J/mm，增加50%。薄板烧穿时应提高速度或降低功率，并调整离焦、焦点位置及散热条件。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $