1、金属熔焊原理及材料焊接性 教案金属熔焊原理及材料焊接性 教案 教 案课程 金属熔焊原理及材料焊接性 班级 焊接1301/制造1301 教师 杨起俊 2014 学年 第 1 学期 二零一一年九月印制 教 案 授课顺序 授课日期2014.9.11授课课时2专业班次焊接1301/制造1301授课方法讲授授 课 内 容 ：绪论 目 的 要 求 ：通过绪论的学习，使学生掌握焊接方法的定义、分类及应用；理解金属熔焊的原理及熔焊过程；了解本课程的基本学习内容、学习目标及学习方法，为更好地学习本门课程奠定一个感性认识的基础。重 点 ：焊接的定义、分类及应用；金属熔焊原理及熔化过程 本课程的基本内容、学习目标、
2、学习方法及考核标准难 点 ：焊接方法分类及应用； 金属熔焊原理及熔化过程。 教 参 ：金属熔焊基础及材料焊接，李凤银，机械工业出版社 教学环节及组织：一、焊接的定义、分类及应用（一）焊接的定义；与其他连接方法的区别（二）焊接的分类：熔焊、压焊、钎焊。3种焊接方法原理及区别（三）焊接方法在实际生产中的应用，考虑板厚、焊接结构、使用条件等因素。二、金属熔焊原理及熔化过程在熔焊的过程中，焊接热源首先将焊接处的母材及填充金属加热熔化形成熔池，熔池金属与周围的高温固体母材金属紧密接触，充分的浸润，待焊接热源离开，温度降低，液态的熔池金属冷却凝固，形成同母材金属长合在一起的联生结晶，成为原子结合的接头。三
3、、本课程的基本内容、学习目标、学习方法及考核标准（一）内容：(1)焊接冶金基础 (2)焊接材料 (3)焊接缺陷的产生及防止 (4)金属的焊接性及其评定 (5)常用金属材料的焊接（2）学习目标：（1）知识目标 （2）能力目标 （三）学习方法 （四）考核标准课 后 记 载 ： 编 写 教 师 （签名） 编写日期 年 月 日教研室主任或系主任意见： （签名） 年 月 日 教 案 授课顺序 授课日期2014.9.12授课课时2专业班次焊接1301/制造1301授课方法讲授授 课 内 容 ：焊接冶金及特点 目 的 要 求 ：了解焊接冶金的作用、特点，理解焊接冶金过程的基本规律及其对焊缝金属的作用。重 点
4、 ：焊接冶金过程基本规律 难 点 ：焊接冶金反应区；焊接参数对焊接冶金的影响 教 参 ：金属熔焊基础及材料焊接，李凤银，机械工业出版社教学环节及组织：能力知识点1 焊接冶金过程及其作用 一、焊接冶金过程 二、焊接冶金的两个作用 1.对熔化金属进行保护，以免受空气的有害作用 2.调整焊接材料的成分和性能能力知识点2 焊接冶金的特点焊接冶金与普通冶金相比较，主要有以下特点：1.冶金反应温度高2.冶金反应时间短3.冶金反应条件差4.冶金反应界面大5.熔融金属处于不断运动状态能力知识点3 焊接冶金反应区1.药皮反应区2.熔滴反应区3.熔池反应区能力知识点4焊接参数对焊接冶金的影响1.熔合比2.焊接参数
5、3.焊接材料课 后 记 载 ： 编 写 教 师 （签名） 编写日期 年 月 日教研室主任或系主任意见： （签名） 年 月 日 教 案 授课顺序 授课日期2014.9.19授课课时2专业班次焊接1301/制造1301授课方法讲授授 课 内 容 ：焊接热过程 目 的 要 求 ：了解焊接热过程、热能传递的基本方式、焊接温度场、焊接热循环的特点，理解焊接温度场、焊接热循环的影响因素及调节方法。 重 点 ：焊接热传递、焊接温度场、焊接热循环 难 点 ：焊接热循环的影响因素及调节方法 教 参 ：金属熔焊基础及材料焊接，李凤银，机械工业出版社教学环节及组织：能力知识点1 常用焊接热源及热能传递的基本方式一、
6、常用的焊接热源 1.电弧热 2.化学热 3.电阻热 4.摩擦热 5.电子束 6.等离子弧 7.激光束2、焊接过程的热效率：3、焊接传热的基本形式：传导、对流和辐射。能力知识点2 焊接温度场 一、焊接温度场的表示及特点 二、影响温度场的因素能力知识点3 焊接热循环 一、焊接热循环的概念2、焊接热循环的基本参数及特点3、影响焊接热循环的因素4、调整焊接热循环的措施课 后 记 载 ： 编 写 教 师 （签名） 编写日期 年 月 日教研室主任或系主任意见： （签名） 年 月 日 教 案 授课顺序 授课日期2014.9.25授课课时2专业班次焊接1301/制造1301授课方法讲授授 课 内 容 ：焊缝金
7、属的组成 目 的 要 求 ：了解焊缝金属的形成过程；理解过重合金元素对焊缝金属性能的作用；理解焊条过渡的过程。 重 点 ：熔滴过渡；焊缝金属熔合比 难 点 ：熔滴过渡中力、热、电的作用。熔合比对焊缝的影响。 教 参 ：金属熔焊基础及材料焊接，李凤银，机械工业出版社 教学环节及组织：能力知识点1 焊条的熔化与过渡1、焊条的加热：有电阻热和电弧热2、焊条金属的熔化：Vm=m/t=PI熔敷系数：飞溅率：3、熔滴过渡的作用力：重力、表面张力、电磁压缩力、斑点压力、等离子流力、电弧气体吹力。4、熔滴过渡的形式：滴状过渡、短路过渡、喷射过渡。5、熔滴过渡时的飞溅能力知识点2 母材的熔化及熔池1、熔池的形状
8、和尺寸：熔宽、熔深、余高等以及与能量的关系。2、熔池的温度3、熔池金属的流动能力知识点3 焊缝金属的熔合比与母材金属的稀释熔合比：熔合比(稀释率)的大小与焊接方法、焊接参数、接头形状和尺寸、坡口形式及尺寸、焊道层数、母材金属的热物理性质等有关。能力知识点4 焊接熔渣1、熔渣的作用：机械保护作用、改善焊接工艺性能、冶金处理。2、熔渣的分类：盐型熔渣、盐-氧化物型熔渣、氧化物型熔渣。3、熔渣的物理性质与碱度课 后 记 载 ： 编 写 教 师 （签名） 编写日期 年 月 日教研室主任或系主任意见： （签名） 年 月 日 教 案 授课顺序 授课日期2014.9.26授课课时2专业班次焊接1301/制造
9、1301授课方法讲授授 课 内 容 ：有害元素及合金元素对焊缝金属的作用 目 的 要 求 ：熟悉各种有害金属对焊缝的危害以及控制措施 重 点 ：有害元素的控制措施 难 点 ：有害元素对焊缝的作用 教 参 ：金属熔焊基础及材料焊接，李凤银，机械工业出版社教学环节及组织：能力知识点1 氢对焊缝金属的作用1、氢的来源2、氢对焊缝金属的作用1.氢与金属反应2.氢的溶解3.氢在焊缝金属中的扩散3、氢对焊接质量的影响1.导致氢脆2.产生白点3.形成氢气孔4.导致冷裂纹四、控制氢的措施1.控制焊接材料中氢的含量2.清除焊件及焊丝表面的杂质3.冶金处理4.控制焊接参数5.焊后热处理能力知识点2 氮对焊缝金属的
10、作用1、氮的来源2、氮与焊缝金属的作用3、氮对焊接质量的影响1.形成氮气孔2.降低焊缝金属的力学性能3.时效脆化4、控制氮的措施1.加强机械保护2.合理选用焊接参数3.控制焊接材料的成分能力知识点3 氧对焊缝金属的作用1、氧的来源2、氧与焊缝金属的作用：溶解与氧化三、氧对焊缝质量的影响四、控制氧的措施以及焊缝脱氧能力知识点4 对焊缝金属中硫、磷的控制1、硫、磷的来源2、焊缝中硫、磷的危害3、控制焊缝中硫、磷的措施能力知识点5 焊缝金属的合金化1、合金化的目的2、合金化的方式3、合金元素的过渡系数及影响因素课 后 记 载 ： 编 写 教 师 （签名） 编写日期 年 月 日教研室主任或系主任意见：
11、 （签名） 年 月 日 教 案 授课顺序授课日期2014.10.9授课课时2专业班次焊接1301/制造1301授课方法讲授授 课 内 容 ：焊缝金属的组织和性能 目 的 要 求 ：了解金属的结晶过程 重 点 ：焊缝金属结晶以及固态相变 难 点 ：金属的结晶过程以及各种组织形成 教 参 ：金属熔焊基础及材料焊接，李凤银，机械工业出版社教学环节及组织：能力知识点1 焊缝金属的一次结晶1、焊缝金属一次结晶的特点2、焊缝金属一次结晶的过程能力知识点2 焊缝金属的固态相变能力知识点3 焊缝金属的偏析1、显微偏析2、区域偏析3、层状偏析能力知识点4改善焊缝金属性能的途径1、变质处理2、振动结晶3、锤击坡口
12、或焊道表面4、预热和焊后热处理5、多层焊6、调整焊接参数7、跟踪回火课 后 记 载 ： 编 写 教 师 （签名） 编写日期 年 月 日教研室主任或系主任意见： （签名） 年 月 日 教 案 授课顺序 授课日期2014.10.10授课课时2专业班次焊接1301/制造1301授课方法讲授授 课 内 容 ：熔合区和焊接热影响区 目 的 要 求 ：了解熔合区以及热影响区的组织与性能 重 点 ：熔合区以及热影响区的组织与性能难 点 ：熔合区以及热影响区的组织 教 参 ：金属熔焊基础及材料焊接，李凤银，机械工业出版社教学环节及组织：能力知识点1 熔合区的组织和性能能力知识点2 焊接热影响区加热时的组织转变
13、1、焊接热影响区的加热特点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.局部加热2、焊接热影响区加热时组织转变的特点1.使相变温度升高2.影响奥氏体均质化程度能力知识点3 焊接热影响区冷却时的组织转变能力知识点4 焊接热影响区的组织与性能1、不易淬火钢热影响区的组织和性能1.过热区2.正火区3.部分相变区4.再结晶区2、易淬火钢热影响区的组织和性能1.完全淬火区2.不完全淬火区3.回火区课 后 记 载 ： 编 写 教 师 （签名） 编写日期 年 月 日教研室主任或系主任意见： （签名） 年 月 日 教 案 授课顺序 授课日期2014.10.17授课课时2专业班次焊接1
14、301/制造1301授课方法讲授授 课 内 容 ：焊接接头组织和性能的调整与改善 目 的 要 求 ：了解影响焊接接头组织和性能的因素 了解焊接接头组织和性能的调整与改善重 点 ：焊接接头组织和性能的调整与改善 难 点 ：影响焊接接头组织和性能的因素 教 参 ：金属熔焊基础及材料焊接，李凤银，机械工业出版社教学环节及组织：能力知识点1 焊接接头的特点焊缝金属基本上是一种铸造组织，化学成分与母材金属不同。近缝区金属受焊接热循环的影响，其组织和力学性能都发生了不同程度的变化，特别是熔合区更为明显，这说明了焊接接头具有金属组织和力学性能极不均匀的特点。焊接接头还会产生各种焊接缺陷，存在残余应力和应力集
15、中，这些因素对焊接接头的组织与性能也有很大影响。能力知识点2 影响焊接接头组织和性能的因素1、焊接材料2、焊接方法3、焊接规范与线能量4、操作方法能力知识点3 焊接接头组织和性能的调整与改善1、采用高韧性母材2、焊后热处理3、合理制定焊接工艺课后布置作业课 后 记 载 ： 编 写 教 师 （签名） 编写日期 年 月 日教研室主任或系主任意见： （签名） 年 月 日 教 案 授课顺序 授课日期2014.10.23/10.24授课课时4专业班次焊接1301/制造1301授课方法讲授授 课 内 容 ：焊条 目 的 要 求 ： 理解焊条的组成及焊芯、药皮的作用；了解焊条的分类；理解焊条型号及牌号；了解
16、焊条的工艺性能、冶金性能；掌握焊条的选用及使用方法。重 点 ：焊条的选用 难 点 ： 焊条的型号与牌号 教 参 ： 金属熔焊基础及材料焊接，李凤银，机械工业出版社教学环节及组织：能力知识点1 焊条的组成及作用1、焊芯：作电极、作填充材料2、药皮1.作用（1）提高电弧的稳定性（2）机械保护作用（3）冶金处理作用（4）改善焊接工艺性能2.药皮的组成物3.药皮的类型：8种能力知识点2焊条的分类1、按焊条用途分类：11种2、按熔渣分类：酸性和碱性能力知识点3 焊条的型号与牌号1、焊条型号及编制方法2、焊条牌号及编制方法能力知识点4 焊条工艺性能1、稳弧性2、焊缝成形性3、对各种位置焊接的适应性 4、脱
17、渣性5、飞溅6、焊条的熔化速度7、药皮发红8、焊条发尘量 9、两种典型焊条的工艺性能分析：钛钙型及低氢型焊条能力知识点5 焊条的选用、储存保管及使用1、焊条的选用原则1.等强度原则2.同成分原则3.抗裂纹原则4.抗气孔原则5.低成本原则2、同种钢材焊接时焊条选用要点1.考虑焊缝金属力学性能和化学成分2.考虑焊接构件使用性能和工作条件3.考虑焊接结构特点及受力条件4.考虑施工条件和经济效益3、异种钢焊接时焊条选用要点4、焊条的储存保管5、焊条的使用能力知识点6 焊条的发展现状课 后 记 载 ： 编 写 教 师 （签名） 编写日期 年 月 日教研室主任或系主任意见： （签名） 年 月 日 教 案
18、授课顺序 授课日期2014.10.31授课课时2专业班次焊接1301/制造1301授课方法讲授授 课 内 容 ：焊丝 目 的 要 求 ：了解焊丝的型号与牌号编制方法 了解实芯焊丝与药芯焊丝的特点重 点 ：实芯焊丝 难 点 ：焊丝型号与牌号编制方法 教 参 ：金属熔焊基础及材料焊接，李凤银，机械工业出版社教学环节及组织：能力知识点1 焊丝的分类1、按其适用的焊接方法2、按被焊金属材料的不同3、按焊丝截面形状及结构能力知识点2 实芯焊丝1、分类2、特点能力知识点3 药芯焊丝1、分类2、特点能力知识点4 焊丝的牌号与型号1、实芯焊丝的牌号2、实芯焊丝型号3、药芯焊丝牌号与型号课 后 记 载 ： 编
19、写 教 师 （签名） 编写日期 年 月 日教研室主任或系主任意见： （签名） 年 月 日 教 案 授课顺序 授课日期2013.11.6授课课时2专业班次焊接1301/制造1301授课方法讲授授 课 内 容 ： 焊剂；焊接用气体 目 的 要 求 ：了解焊剂分类及特点；能够正确选用焊剂与焊丝匹配。 了解各种气体的特点及用途，正确选用焊接气体。 重 点 ：焊剂和气体的选用 难 点 ：焊剂型号与牌号 教 参 ：金属熔焊基础及材料焊接，李凤银，机械工业出版社教学环节及组织：综合知识模块三焊剂能力知识点1 焊剂的分类1、按焊剂用途分类2、按焊剂制造方法分类3、按焊剂化学成分分类4、按焊剂化学性质分类能力知
20、识点2 焊剂的型号和牌号1、焊剂的型号2、焊剂的牌号3、焊剂与焊丝的匹配能力知识点3 焊剂的性能及用途1、对焊剂的质量要求2、常用熔炼焊剂的性能及用途综合知识模块四焊接用气体能力知识点1 焊接用气体的物理和化学性质1、二氧化碳气体2、氩气3、氦气4、氮气5、氧气6、乙炔7、石油气8、天然气9、氢气能力知识点2 焊接用气体的类型及选用1、焊接用气体的类型2、焊接用气体的选用课 后 记 载 ： 编 写 教 师 （签名） 编写日期 年 月 日教研室主任或系主任意见： （签名） 年 月 日 教 案 授课顺序 授课日期2014.11.7授课课时2专业班次焊接1301/制造1301授课方法讲授授 课 内
21、容 ：其他焊接材料 目 的 要 求 ：了解钨极、气焊熔剂、其他焊接材料的特点及使用方法 重 点 ：钨极、气焊熔剂 难 点 ：钨极的种类与性能 教 参 ：金属熔焊基础及材料焊接，李凤银，机械工业出版社 教学环节及组织：能力知识点1 钨极的种类与性能1、纯钨极2、钍钨极3、铈钨极4、锆钨极能力知识点2 气焊熔剂1、气焊熔剂的牌号2、气焊熔剂的化学成分、用途、性能及焊接注意事项能力知识点3 其他焊接材料1、碳棒2、管极涂料3、防止飞溅粘结用涂料 布置作业课 后 记 载 ： 编 写 教 师 （签名） 编写日期 年 月 日教研室主任或系主任意见： （签名） 年 月 日 教 案 授课顺序 授课日期2014
22、.11.13授课课时2专业班次焊接1301/制造1301授课方法讲授/实验授 课 内 容 ：焊接缺陷的种类及特征 目 的 要 求 ：了解各种缺陷的形式和危害 重 点 ：常见焊接缺陷的特征及危害 难 点 ：缺陷形成原因 教 参 ：金属熔焊基础及材料焊接，李凤银，机械工业出版社 教学环节及组织：能力知识点1 焊接缺陷的类型1、焊接缺欠与焊接缺陷2、焊接缺陷的分类能力知识点2 常见焊接缺陷的特征及危害焊接缺陷的存在，不仅会降低焊接接头的使用性能，影响结构的安全使用，严重时还将导致脆性破坏，引起重大事故。有害程度较大的焊接缺陷有五种，按有害程度递减的顺序排列为：裂纹、未熔合和未焊透、咬边、夹渣、气孔。
23、能力知识点3 焊接缺陷实验通过自己现场焊接，发现各种缺陷的形式以及形成原理课 后 记 载 ： 编 写 教 师 （签名） 编写日期 年 月 日教研室主任或系主任意见： （签名） 年 月 日 教 案 授课顺序 授课日期2014.11.14授课课时2专业班次焊接1301/制造1301授课方法讲授授 课 内 容 ：焊缝中的气孔与夹杂物 目 的 要 求 ：了解气孔和夹杂的来源、危害和控制措施 重 点 ：气孔和夹杂的来源、危害和控制措施 难 点 ：气孔和夹杂形成机理 教 参 ：金属熔焊基础及材料焊接，李凤银，机械工业出版社 教学环节及组织：能力知识点1 气孔的分类与特征1、根据产生气孔的气体种类分类2、根
24、据气孔的分布情况分类1.均布气孔2.密集气孔3.链状气孔4.条状气孔三、根据气孔的形成位置分类能力知识点2 气孔产生的原因及影响因素1、气孔的产生过程及原因1.形成气孔的气体来源2.焊缝中气孔的形成过程3.氢气孔和氮气孔产生的主要原因及其特征4.一氧化碳气孔产生的原因及其特征2、影响焊缝形成气孔的因素1.焊接熔渣氧化性的影响2.铁锈、水分及其他杂质影响3.焊接参数的影响4.电流种类和极性的影响5.工艺操作方面的影响能力知识点3 防止气孔产生的措施1、消除产生气孔的气体来源2、加强对熔池的保护3、正确选择焊接材料和保护气体4、控制焊接工艺条件能力知识点4 焊缝中的夹杂物1、夹杂物的危害2、夹杂物
25、的产生原因3、防止和减少焊缝中形成夹杂物的措施课 后 记 载 ： 编 写 教 师 （签名） 编写日期 年 月 日教研室主任或系主任意见： （签名） 年 月 日 教 案 授课顺序 授课日期2014.11.21授课课时2专业班次焊接1301/制造1301授课方法讲授授 课 内 容 ：结晶裂纹 目 的 要 求 ：了解结晶裂纹产生的原因、影响因素以及防止措施 重 点 ：结晶裂纹防止措施 难 点 ：结晶裂纹产生的显微机理 教 参 ：金属熔焊基础及材料焊接，李凤银，机械工业出版社 教学环节及组织：能力知识点1 结晶裂纹的特征焊接裂纹是指在焊接应力及其他致脆因素共同作用下，焊接接头中局部地区的金属原子结合力
26、遭到破坏而形成的新界面所产生的缝隙。它具有缺口尖锐和长宽比大的特征。能力知识点2 结晶裂纹产生的原因一是冶金因素；二是力的因素。能力知识点3 影响结晶裂纹产生的因素1、冶金因素1.合金元素和杂质的影响2.凝固结晶组织形态的影响2、工艺因素能力知识点4 防止结晶裂纹的措施1、控制焊缝金属成分2、调整焊接工艺课 后 记 载 ： 编 写 教 师 （签名） 编写日期 年 月 日教研室主任或系主任意见： （签名） 年 月 日 教 案 授课顺序 授课日期2014.11.27授课课时2专业班次焊接1301/制造1301授课方法讲授授 课 内 容 ：焊接冷裂纹、其他焊接缺陷 目 的 要 求 ：了解冷裂纹及其他焊接裂纹形成原因及影响因素，熟悉缺陷防止措施。 重 点 ：冷裂纹和其他焊接缺陷防止措施 难 点 ：冷裂纹形成的显微机理 教 参 ：金属熔焊基础及材料焊接，李凤银，机械工业出版社 教学环节及组织： 综合知识模块四焊接冷裂纹能力知识点1 焊接冷裂纹的类型1、冷裂纹的特征1.产生的温度和时间2.产生的部位和方向3.断口特征
