тсп Общий перечень вопросов 2013

ЧАСТЬ 1

физические основы процессов сварки и пайки

Развитие сварки. Краткая историческая справка.

Общие представления о природе сварных соединений.

Сварка без расплавления.

Зависимость между температурой и давлением, необходимыми для сварки железа.

Сварка с расплавлением.

Определение сварки.

Сварка металлов. Классификация. ГОСТ 19521-74.

Химическая термодинамика

Термодинамика процессов сварки и пайки.

Термодинамическое определение сварки.

Термодинамические процессы.

первое начало термодинамики.

Закон Гесса и энтальпия образования веществ.

Теплоемкость веществ.

Вычисление теплового эффекта реакций.

Закон Кирхгофа.

Правила вычисления изменения энтальпии химической реакции.

Второе начало термодинамики.

Изотермные потенциалы.

Соотношение функций состояния.

Вычисление изотермных потенциалов.

Уравнения Гиббса—Гельмгольца.

Фундаментальное уравнение Гиббса.

Свойства характеристических функций.

Химические потенциалы.

Химическое равновесие.

Химическое равновесие в гомогенной среде. Закон действующих масс.

Способы выражения константы равновесия.

Свойства константы равновесия.

Правила записи константы равновесия.

Химическое сродство.

Изотерма химической реакции.

Изобара химической реакции.

Оценка направления процесса. Принцип Ле-Шателье.

Влияние температуры на смещение равновесия реакций.

Влияние общего давления на смещение равновесия реакций.

Влияние увеличения массы одного из веществ на смещение равновесия реакций.

Температурная зависимость константы равновесия химической реакции.

термодинамика растворов

Основные понятия.

Сущность растворения.

Характеристика растворов, участвующих в сварочных процессах.

Способы выражения состава раствора.

Парциальные молярные величины.

Основные и дополнительные термодинамические соотношения (Гиббса-Дюгема)

Изменение энтальпии при растворении.

Изменение потенциала Гиббса при растворении.

Идеальные растворы.

правило фаз

Общие положения.

Геометрический образ уравнения состояния

Однокомпонентные системы

Двухкомпонентные системы

металлургические основы сварки плавлением

Сварочные ванны и их разновидности.

Распределение температуры в зоне сварки.

Перенос электродного металла в сварочную ванну.

Силы действующие на каплю электродного металла.

Газовая среда в зоне сварки плавлением.

Диссоциация газов.

Механизм насыщения металла газами.

Закон Генри – Дальтона.

Закон Сивертса.

Процессы окисления металла шва.

Кислород в сварном шве.

Источники поступления кислорода при сварке, образование оксидов Fe.

Химическое сродство элементов к кислороду.

Оценка активности кислорода в расплаве (определение коэф. активности при наличии «третьих» элементов).

Влияние кислорода на свойства стали. Влияние режимов св. на концентр. кислорода в св. шве.

Водород и азот в сварном шве ( источники поступления, образование соединений с Мe, определение коэф. активности, влияние на механические свойства Ме шва, влияние режимов св. на концентр. газов в Ме).

Источники поступления азота при сварке.

Влияние азота на свойства стали.

Источники поступления водорода при сварке.

Влияние водорода на свойства сварных соединений.

Шлаковая фаза при сварке плавлением. Сварочные шлаки. Физические свойства, основные характеристики. Влияние физических свойств шлака на процессы взаимодействия Ме-Шл при сварке.

Теории строения шлаков.

Функции сварочных шлаков.

Классификация флюсов: по способу изготовления; по химическому составу; по основности.

Расчет активности флюса.

Физические свойства шлаков.

Классификация процессов взаимодействия между расплавленным металлом, газовой средой и шлаком

Раскисление сварочной ванны.

Раскисление сварочной ванны (общие положения) Общая реакция раскисления.

Раскисление с получением конденсированных продуктов реакции.

Свойства раскислителей.

Раскисление с получением газообразных продуктов реакции.

Диффузионное раскисление.

Раскисление металла кислыми шлаками.

Раскисление металла основными шлаками.

Легирование металла при сварке.

Коэффициентом перехода.

Свойства коэффициента перехода легирующих элементов при сварке.

Легирование воздействием газовой фазы.

Рафинирование металла при сварке.

Особенности десульфурации при сварке.

Сера и ее удаление из металла шва.

Активность серы в расплаве.

Фосфор и его удаление из метала шва.

Модифицирование металла при сварке.

Образование пор при сварке.

Влияние пористости на св-ва св. шва.

Образование пор, вызванных различной растворимостью газов в твердых и жидких состояниях.

Особенности образования пор при «кипении» шва.

Совместный механизм.

Расчет химического состава металла шва.

ЧАСТЬ 2

кристаллизация металла сварочной ванны

Кристаллизация. Общие положения.

Гомогенная кристаллизация.

Работа образования зародыша критического размера при кристаллизации

Скорость кристаллизации.

Средняя скорость фазового превращения.

Объяснить, почему при кристаллизации склонность к переохлаждению выше, чем к перегреву.

Гетерогенная кристаллизация. Энергетическая целесообразность гетерогенной кристаллизации сварочной ванны.

Отличия процессов кристаллизации сварочной ванны от кристаллизации слитка.

Направленная кристаллизация чистых металлов.

Кристаллизация сплавов.

Диаграмма состояния и свойства металла шва. Закономерности Н.С.Курнакова.

Значение диаграмм состояния для анализа структуры шва при кристаллизации.

Сварное соединение металлов, неограниченно растворимых друг в друге.

Сварное соединение металлов, нерастворимых друг в друге с образованием эвтектики.

Сварное соединение металлов, ограниченно растворимых друг в друге с образованием эвтектики.

Взаимодействие компонентов, образующих при кристаллизации химические соединения.

Изменение фазового состава металла сварного соединения в результате полиморфизма компонентов (вторичная кристаллизация).

Кристаллизация в неравновесных условиях.

Направленная кристаллизация сплавов.

Первичная структура металла шва при направленной кристаллизации. Типы первичной структуры металла шва. Условия образования первичной структуры.

Условия перехода от ячеистых к дендритным формам роста. Факторы, определяющие первичную структуру сварного шва.

Изменение параметров кристаллизации по высоте шва.

Дендритная и полиэдрическая структура наплавленного валика.

Геометрические параметры, характеризующие форму шва.

Уравнения оси кристаллита.

Регулирование первичной структуры шва.

Измельчение зерен основного металла.

Модифицирование сварочной ванны.

Механические возмущения расплава сварочной ванны.

Электромагнитное перемешивание.

Ультразвуковое воздействие.

Измельчение структуры металла шва путем искусственного повышения скорости охлаждения кристаллизующейся ванны.

Тепловые возмущения расплава сварочной ванны.

Химическая неоднородность металла сварного соединения.

Сущность появления химической неоднородности сварного соединения.

Виды химической неоднородности сварных швов.

Внутрикристаллитная химическая неоднородность.

Межкристаллитная химическая неоднородность.

Зональная ликвация в сварных соединениях.

Химическая неоднородность в зоне сплавления и околошовной зоне.

Внутризёренная химическая неоднородность.

Горячие трещины при сварке

Образование горячих трещин при сварке.Физическая сущность появления ГТ при сварке.

Влияние величины и характера пластических деформаций при кристаллизации

Влияние скорости изменения пластической деформации

Влияние деформационной способности металла (Изменение механических свойств металла после кристаллизации)

Основы теории (Н. Н. Прохоров) технологической прочности металлов при сварке

Оценка возможности образования горячих трещин

Методики и критерии оценки склонности металла шва к образованию горячих трещин

Технологические пробы для оценки сопротивления сварных соединений образованию горячих трещин

Предотвращение образования ГТ при сварке. Технологические рекомендации по уменьшению вероятности образования ГТ при сварке

Фазовые и структурные превращения в сварном шве в твердом состоянии.

Превращения при нагреве

Нагрев ниже критических точек

Сфероидизация

Коагуляция

Нагрев выше критических точек. Образование аустенита

Кинетика аустенитного превращения

Условно – бездиффузионный механизм аустенитного превращения.

Рост аустенитного зерна при нагреве

Общая схема формирования зерна при исходной феррито – цементитной структуре.

Структурная наследственность при аустенитизации

Общая характеристика фазовых превращений при охлаждении

Диффузионное превращение:

Модель образования и роста перлитной колонии

Закономерности выделения избыточных фаз при перлитном превращении

Выделение феррита

Выделение цементита

Кинетика распада переохлажденного аустенита по перлитному механизму

Типы изотермических распада переохлажденного аустенита по перлитному механизму в углеродистых сталях

Перлитное превращение в легированных сталях.

Мартенситное превращение:

Основные особенности мартенситного превращения

Кристаллография мартенситного превращения

Классификация мартенсита

Кинетика мартенситного превращения

Термическая стабилизация аустенита

Влияние деформации на мартенситное превращение

Влияние состава сплава на положение точки М_н

Промежуточное превращение:

Кинетика бейнитного превращения

Механизм бейнитного превращения

Распад переохлажденного аустенита при непрерывном охлаждении

Сталь эвтектоидного состава

Сталь доэвтектоидного состава

Сталь заэвтектоидного состава

Строение зоны термического влияния сварных соединений

Характерные зоны сварных соединений (по Э.Л. Макарову)

Участок неполного расплавления

Участок перегрева

Участок полной перекристаллизации (нормализации)

Участок неполной перекристаллизации

Особенности структуры участков ЗТВ при нагреве до температур ниже А_С1

Участок рекристаллизации

Участок синеломкости

Превращения в металле шва и ЗТВ при охлаждении с температуры сварки

Термокинетические и структурные диаграммы

Структура ЗТВ при сварке низкоуглеродистых сталей.

Структура ЗТВ при сварке чугуна

Структура ЗТВ при сварке сталей перлитного класса

Распределение твердости по сечению сварных соединении

Макроструктурный метод исследования сварных соединений.

Холодные трещины в сварном шве.

Факторы, обуславливающие появление холодных трещин при сварке.

Механизм возникновения холодных трещин

Методы оценки сопротивляемости сплавов образованию холодных трещин при сварке

Пути повышения сопротивляемости сплавов образованию холодных трещин при сварке

Критерии образования ХТ.

Количественные методы оценки сопротивления сварных соединений образованию холодных трещин

Технологические пробы для оценки сопротивления сварных соединений образованию холодных трещин