金属熔焊原理及材料焊接性 教案.docx
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金属熔焊原理及材料焊接性 教案.docx
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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、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、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:
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
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、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=αPI
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:
(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
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1301/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
2014.11.13
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。
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
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- 金属熔焊原理及材料焊接性 教案 金属 熔焊 原理 材料 焊接