20 道母材、坡口准备与热影响练习题及答案
焊接基础考试练习的全部母材、坡口准备与热影响练习题，附正确答案和简短解析。
开始练习测验 →1. 新到的热轧钢板表面带有轧制氧化皮，还留有剪切时的切削油膜。如果不清理就直接焊接该接头，焊缝金属中最可能直接出现什么结果？
- A.咬边，因为油膜使成形焊道两侧趾部的电弧电压升高
- B.引弧痕，因为松动的氧化皮迫使焊工在一道中多次重新引弧
- C.气孔，因为油和氧化皮在电弧中分解并向熔池中释放气体✓ 答案
- D.凸度过大，因为轧制氧化皮提高了钢板表层的熔化温度
油污、水分和氧化物在电弧高温下分解，放出的气体在熔池凝固时被封闭在焊缝内，因此气孔是母材不清洁最常导致的缺陷。同样的碳氢化合物和水分还会带入扩散氢，所以脏接头也容易出现焊道下裂纹。轧制氧化皮并不会改变其下钢材的熔化温度。
编号 QB-NRYU5D依据： AWS EG2.0, Guide for the Training of Welding Personnel: SENSE Level I-Entry Welders (base metal cleaning before welding)报告此题的问题
2. 需要在镀锌钢构件上焊接一处结构节点。在引弧之前，标准做法要求怎样做？为什么？
- A.保留镀锌层并降低热输入，因为镀层会先熔开，随后回流保护成形的焊缝
- B.保留镀锌层并提高热输入，因为减慢行走速度能在电弧前方把镀层烧掉
- C.把接头周围数英寸内的镀锌层打磨掉，因为锌蒸气会引起金属烟热并使熔池产生气体✓ 答案
- D.只把根部面上的镀锌层去掉，因为盖面下方残留的锌对成形焊缝没有影响
锌的沸点远低于钢的熔点，因此焊接区域内残留的镀层会汽化进入呼吸带并进入熔池。氧化锌烟尘会引起金属烟热，这是一种在接触后数小时才出现的流感样反应；被封闭的锌蒸气还会造成气孔，所以焊前必须把焊接区域周围的镀层磨掉。
编号 QB-79HCWE依据： ANSI Z49.1, Safety in Welding, Cutting, and Allied Processes (welding on coated base metals)报告此题的问题
3. 某车间既焊碳钢又焊奥氏体不锈钢。为什么清理不锈钢接头必须使用不锈钢丝刷，并且这把刷子只能用于不锈钢？
- A.碳钢刷会在表面留下碳，使熔敷金属的含碳量超过材料规格要求
- B.碳钢刷会在不锈钢上产生静电，把保护气体从熔池处吸走
- C.碳钢刷会把铁粒嵌入不锈钢表面，这些铁粒会生锈并引发腐蚀✓ 答案
- D.碳钢刷太软，刮不掉铬氧化膜，接头仍被覆盖而完全无法熔合
碳钢刷毛会把游离铁转移到不锈钢表面的钝化铬氧化层中。嵌入的铁会生锈，破坏选用该合金所依赖的耐蚀性，因此必须使用不锈钢丝刷，并按材质分开专用，避免交叉污染。
编号 QB-PRB7BE依据： AWS D1.6, Structural Welding Code - Stainless Steel (cleaning of stainless base metal)报告此题的问题
4. 为什么必须在焊接前立即清除铝表面的氧化膜？应使用什么工具？
- A.氧化膜会把热量滞留在表面，焊前用水擦拭接头就能溶解掉
- B.氧化膜有磁性会偏弧，用碳钢丝刷加敲渣锤将其清除
- C.氧化膜熔点远高于铝本身，用铝专用的干净不锈钢丝刷刷掉✓ 答案
- D.氧化膜熔点远低于铝本身，焊前用火焰稍加预热即可把它烧掉
氧化铝的熔点比其下的铝高出数倍，所以母材已经熔化时氧化膜仍是固态，会作为夹杂物被封闭在接头中。应使用铝专用的干净不锈钢丝刷进行机械清理或采用化学清理，并在清理后尽快施焊，因为氧化膜会很快重新生成。
编号 QB-49FCDB依据： AWS D1.2, Structural Welding Code - Aluminum (oxide removal before welding)报告此题的问题
5. 在 3/8 in. 厚的钢板上开单 V 形坡口，焊接工艺规定根部面为 3/32 in.。沿板厚方向测量，已加工边缘中坡口面占多少？
- A.3/16 in.，因为单V坡口的坡口面永远是板厚的一半
- B.3/32 in.，因为坡口面与根部面总是加工成相同高度
- C.15/32 in.，因为坡口面等于板厚加上根部面的高度
- D.9/32 in.，因为根部面与坡口面之和等于板厚✓ 答案
根部面是坡口面底部未开坡口的平直钝边，根部面与坡口面合起来正好等于构件的全厚度。换算成三十二分之一：3/8 in. 即 12/32 in.，减去 3/32 in. 的根部面，余下 9/32 in. 为坡口面。
编号 QB-KR97TA依据： AWS A3.0, Standard Welding Terms and Definitions (root face and groove face)报告此题的问题
6. 图纸要求钢板对接采用不加衬垫的 V 形坡口，坡口角度为 60 度，两块板加工方式相同。每块板边缘应加工成多大的坡口面角度？该角度从何处量起？
- A.每块板各30度，从垂直于钢板表面的直线量起✓ 答案
- B.每块板30度，从板面量到已加工的坡口边
- C.每块板15度，从根部面量到钢板外缘
- D.每块板60度，从垂直于钢板表面的平面量起
坡口角度是两构件之间坡口的总夹角，而坡口面角度（bevel angle）是单个已加工构件相对于其表面法线所量得的角度。因此两块各 30 度的坡口面角度合起来正好构成图纸要求的 60 度坡口角度。
编号 QB-59TPJC依据： AWS A3.0, Standard Welding Terms and Definitions (bevel angle and groove angle)报告此题的问题
7. 双面坡口焊时，先焊完第一面，然后在焊第二面之前对接头进行清根。清根的目的是什么？
- A.使第一面根部硬化，让第二面可以用低得多的热输入焊接
- B.对接头背面进行局部预热，使第二面无需再控制温度
- C.把第二面的坡口角度扩大，以便在该面使用直径更大的焊条
- D.把第一面的根部清除到露出致密金属，使第二面能完全熔合✓ 答案
第一面的根部常存在未熔合、夹渣或不致密的焊道，如不处理就会永久留在成形接头内部。清根把这些金属清除到露出致密金属，使第二面的焊缝熔合在洁净的母材和焊缝金属上，从而实现全焊透。
编号 QB-MRMHYB依据： AWS A3.0, Standard Welding Terms and Definitions (back gouging)报告此题的问题
8. 两段管子对接组对后，焊工需要在点固之前检查接头处内表面是否对齐。哪种量具是专门用于这项检查的？
- A.钢制量角器，通过测量两端坡口角度读出内部错边量
- B.带定心头的组合角尺，用于测量两个管端之间的内部错边量
- C.笛形水平尺，其气泡管可读出接头处两管内孔的偏差量
- D.高低规，用于测量两管端之间的内部错边量和根部间隙✓ 答案
高低规专门设计用于伸入管孔内测量两管端之间的内部错边（high-low）状况，多数型号还能测量根部间隙和壁厚错位。定心头用于找圆料的中心，水平尺用于测水平和垂直，量角器用于测角度，都无法测量内部错边量。
编号 QB-A9KCEJ依据： NCCER Welding curriculum, Joint Fit-Up and Alignment (Hi-Lo gauge)报告此题的问题
9. 装配工在钢板接缝上点焊桥式夹板（强背），以便在焊接过程中保持两块板对齐。这些强背应如何点固？焊后又应如何处理？
- A.只在一侧点固，之后敲掉，将焊点部位磨平并检查有无损伤✓ 答案
- B.每处只用一次引弧点固，这样板面上不会增加填充金属
- C.四面都点固，之后贴近板面切除，把残留的根部留在原处
- D.点固在坡口内部，让根部焊道在焊接过程中把定位焊熔掉
只在一侧点固的强背，可以沿点固的反方向干净利落地敲断，而不会撕伤板面。随后应把焊点部位磨平，并检查有无凹坑和引弧痕，因为这些缺口在使用中会成为裂纹源。
编号 QB-SRD7UH依据： NCCER Welding curriculum, Joint Fit-Up and Alignment (strongbacks and tack welds)报告此题的问题
10. 在薄板上焊接一条长焊缝时，制造方规定采用退步焊以减小变形。退步焊指的是什么？
- A.从中间向两端一次焊完，随后把钢板翻面并按同样方式再焊一遍
- B.把焊道分成短段，每段的焊接方向与焊缝总体前进方向相反✓ 答案
- C.把焊道分成短段，从焊缝两端同时向中间连续焊到底
- D.采用下坡焊使熔池冷得更快，从而减小收缩产生的力
退步焊时，接头总体沿一个方向推进，但每一小段焊道的焊接方向与之相反。这样分散热量，可避免收缩沿焊缝连续累积，从而减小纵向收缩和弯曲变形。
编号 QB-7GB6NF依据： AWS Welding Handbook, distortion control (back-step sequence)报告此题的问题
11. 钢板上的单V形坡口焊缝在冷却时把两块板向上拉拢，使它们不再处于同一平面。哪项控制措施能直接抵消这种角变形？
- A.把成形盖面磨平到与板面齐平，从而消除接头中的收缩应力
- B.预置装配角度使两板先向外张开，靠焊缝收缩把它们拉正✓ 答案
- C.加大坡口角度，用多熔敷的焊缝金属去抵抗收缩产生的力
- D.整条接头一道厚焊道焊完，使钢板来不及冷却收缩
单V形坡口靠近盖面处的焊缝金属多于根部，因此盖面收缩量更大，两构件便相向转动。预置变形是在焊前按已知量把构件向相反方向倾斜，让可预测的收缩把它们拉到所需位置。增加焊缝金属或加大坡口只会增大收缩，而不是抵抗收缩。
编号 QB-QYGB8G依据： AWS Welding Handbook, distortion control (presetting and prebending)报告此题的问题
12. 要焊接两块厚度相同的普通碳钢板，一块是低碳钢，另一块是高碳钢。含碳量较高这一点，对焊接第二块板意味着什么？
- A.高碳钢导热更快，因此完全不需要预热
- B.高碳钢的热影响区硬化更明显，因而更容易开裂✓ 答案
- C.高碳钢的熔点低得多，因而更容易烧穿
- D.高碳钢的热影响区塑性反而更好，因而更不容易开裂
碳是使钢具有淬硬性的元素，因此含碳量越高，焊缝快速冷却时热影响区就越容易转变为更硬更脆的马氏体。这种低塑性的硬组织，加上残余应力和扩散氢，正是开裂的成因，所以含碳量高的钢需要预热、控制冷却速度并采用低氢工艺。
编号 QB-8GPGTG依据： AWS D1.1, Structural Welding Code - Steel (carbon content and hydrogen-assisted cracking)报告此题的问题
13. 焊工用磁铁检查一块无标识的不锈钢板，发现它不被吸引。这说明该钢板属于哪一类不锈钢？该类还有什么特点？
- A.铁素体铬不锈钢，即400系，且不能通过热处理硬化
- B.任何不锈钢都可以，因为铬含量高就会完全失去磁性
- C.奥氏体铬镍不锈钢，即300系，且不能通过热处理硬化✓ 答案
- D.马氏体不锈钢，含碳较高，可像碳钢那样淬火并回火
决定磁性的是金相组织而不仅仅是铬含量：奥氏体铬镍不锈钢基本上无磁性，而铁素体和马氏体铬不锈钢则有磁性。奥氏体不锈钢不能通过热处理硬化，只能靠冷加工强化，因此磁铁试验是鉴别无标识材料的有效初步方法。
编号 QB-RYUNDH依据： AWS D1.6, Structural Welding Code - Stainless Steel (austenitic, ferritic and martensitic families)报告此题的问题
14. 铸铁被认为是难焊的构件。造成这一点的主要性能是什么？这种性能在焊接时会引起什么后果？
- A.含碳量很高使其很脆，冷却过快会使焊缝和铸件开裂✓ 答案
- B.熔点低使其流动性大，熔池在凝固前就会从接头中流走
- C.含碳量很低使其很软，焊缝会下塌并在接头边缘产生咬边
- D.含镍量高使其无磁性，电弧会漂移而无法稳定停在接头内
铸铁含碳量约为百分之二至四，远高于任何钢材，这些碳使它很脆、几乎没有屈服能力。焊缝和热影响区快速冷却时会形成硬而脆的组织，同时收缩应力不断增大，铸件因此开裂，所以必须缓慢预热、低热输入并控制缓冷。
编号 QB-5GMGAD依据： AWS D11.2, Guide for Welding Iron Castings报告此题的问题
15. 焊接教师要求指出下列哪一项是金属的物理特性，而不是力学性能。哪一项是物理特性？
- A.抗拉强度，即金属断裂前所能承受的拉伸应力
- B.延性，即金属在载荷下断开之前能伸长的程度
- C.硬度，即金属表面抵抗压入或划伤的能力
- D.导热性，即金属把热量从电弧处传走的快慢✓ 答案
物理特性是金属在不施加载荷时本身具有的性质，例如熔点、密度、导电性和导热性以及热膨胀系数。力学性能则描述金属在受力时的反应，包括抗拉强度、延性、硬度和韧性，因此所列各项中只有导热性属于物理特性。
编号 QB-NYSNVD依据： AWS EG2.0, Guide for the Training of Welding Personnel: SENSE Level I-Entry Welders (physical characteristics and mechanical properties of metals)报告此题的问题
16. 把一根无标识的钢棒轻触砂轮，火花呈长而直的流线，几乎没有爆花。这种火花特征说明什么？焊工应如何对待这一结果？
- A.含碳量较低，但在选定焊接工艺之前仍须对该钢棒作出确切鉴别✓ 答案
- B.合金含量较低，因此可以用车间里现有的任何填充金属焊接
- C.含碳量较高，因此该钢棒完全不必预热即可直接施焊
- D.含铬量较高，应把该钢棒当作奥氏体不锈钢并照此焊接
火花试验中，爆花的数量和形态反映含碳量：低碳钢的火花流细长笔直、爆花很少，而含碳量较高的钢会出现大量反复分叉的爆花。该试验只是初步指示，未经确认的材料仍应按未知材料对待，须由材质证明书或仪器分析确认后再选定焊接工艺。
编号 QB-6GYTFE依据： NCCER Welding curriculum, Physical Characteristics and Mechanical Properties of Metals (spark test for metal identification)报告此题的问题
17. 开工前，焊工拿到一份焊接工艺规程（WPS）以及支持该规程的工艺评定记录（PQR）。这两份文件的区别是什么？
- A.焊接工艺规程给焊工规定各项变量；工艺评定记录记载验证这些变量的试验结果✓ 答案
- B.焊接工艺规程列出焊工本人已合格的焊接位置；工艺评定记录列出车间批准使用的母材
- C.焊接工艺规程记载试验结果；工艺评定记录给焊工规定现场作业的各项变量
- D.焊接工艺规程由焊工在作业后编写；工艺评定记录由检验员在作业前编写
焊接工艺规程是作业指导书：规定母材及厚度范围、接头形式与衬垫、填充金属、焊接位置、电特性、清理要求以及焊工必须遵守的预热和道间温度限值。工艺评定记录则是试件实际所用参数及力学试验结果的历史记录，用以证明该工艺可行，因此它支持工艺规程，而不是在接头处照着施焊的文件。
编号 QB-PY5Z2F依据： AWS B2.1, Specification for Welding Procedure and Performance Qualification报告此题的问题
18. 要在寒冷的车间里焊接一条厚且拘束度很高的碳钢接头。工艺为什么要求在打底焊之前进行预热？
- A.减缓冷却速度，使热影响区不至过硬，同时让氢有时间逸出✓ 答案
- B.把接头表面的碳烧掉，使该钢的表现接近低碳钢
- C.加快冷却速度，使热影响区在氢渗入之前就先行凝固定型下来
- D.把母材加热到熔点以上，使根部焊道所需的填充金属更少
板厚、拘束和低环境温度都会加快接头散热，而可淬硬钢急冷会在热影响区形成脆性马氏体。预热可减缓冷却速度，使组织不至过硬，同时给扩散氢逸出的时间、驱除表面水分，并降低造成收缩应力的温度梯度。
编号 QB-3GWTXA依据： AWS D1.1, Structural Welding Code - Steel (purpose of preheat)报告此题的问题
19. 某焊接工艺规程规定最低预热温度为 50°F，最高道间温度为 500°F。焊工连续施焊，钢板温度升到了 650°F。正确的做法是什么？理由是什么？
- A.停焊并把钢板重新加热到 500°F，因为规程列出的道间温度是须保持的下限
- B.停焊，让钢板在静止空气中自然冷到 500°F 以下，因为过热会使晶粒粗化、韧性下降✓ 答案
- C.用水把钢板浇冷到 500°F，因为这样能立刻回到工艺规程要求的范围内
- D.继续在 500°F 以上焊接，因为板温越高焊缝越致密、塑性也越好
工艺规程给出的最高道间温度是上限而不是目标值：超过它会使晶粒粗化、缺口韧性下降，并使调质钢软化。应让钢板自然冷却到规定上限以下，绝不能浇水急冷，因为急冷会使热影响区硬化并可能导致接头开裂。
编号 QB-KY3ZHB依据： AWS D1.1, Structural Welding Code - Steel (interpass temperature control)报告此题的问题
20. 焊完一条拘束度很高的碳钢接头后，工艺要求立即把焊件在较高温度下保温一段规定时间，然后才允许冷却。这种后热的作用是什么？
- A.使熔敷金属迅速硬化，从而提高成形接头的抗拉强度
- B.把盖面上残留的熔渣烧掉，从而省去各道焊道之间的清理工作
- C.让扩散氢有时间逸出，从而防止焊后数小时才出现的延迟裂纹✓ 答案
- D.把残余氢驱赶到焊缝深处，从而把它完全封闭在热影响区之外
氢致裂纹需要三个条件同时具备：扩散氢、易裂的硬组织和拉应力，而且可能在停弧一天以后才出现。焊后立即保温可使氢保持较高的扩散能力，在焊件冷却到易发生该类裂纹的温度区间之前，先从钢中逸出。
编号 QB-2RCPFM依据： AWS Welding Handbook, hydrogen-assisted cracking and post-weld hydrogen bakeout报告此题的问题
本考试的其他主题
练习题依据 AWS SENSE Level I（入门焊工）笔试模块、ANSI Z49.1 安全规范以及 AWS A2.4 焊接符号标准编写。本题库仅覆盖入门焊接的「理论」部分——工艺评定与焊工操作技能考试属于实操，无法在此练习；本题库也不用于备考另一项完全以实操评定的 AWS 认证焊工资格。AWS、SENSE 与 NCCER 分别为各自机构的商标；本网站与上述机构无关联，亦未获其认可。请以你所在培训项目的现行教材为准，并在实际作业中遵循现场的焊接工艺规程与图纸，而不是凭记忆中的数值。 关于 AWS SENSE →