焊接工艺教案.doc

教 案《焊接工艺—下》 授课班级：三一焊61、焊62、焊63授课教师：徐慧波授学时间：2月第一讲 §9-1 金属焊接性的基本概念教学目的：金属焊接性的概念 焊接性影响因素教学重点：焊接性概念教学难点：焊接性影响因素教学过程：一、金属焊接性的基本概念1、 焊接性金属焊接性是指材料在施工条件下焊接成按规定设计规定的构件，并满足预定服役规定的能力金属焊接性是指材料对焊接加工的适应性，又分为工艺焊接性和使用焊接性1) 工艺焊接性 是指在一定的焊接工艺条件下能否获得优质致密、无缺陷焊接接头的能力2) 使用焊接性 是指焊接接头或整体构造满足技术条件中所规定的使用性能的限度使用焊接性与产品的工作条件有密切关系2、 影响焊接性的因素(1) 材料因素 材料因素有钢的化学成分、冶炼轧制状态、热解决状态、组织状态和力学性能等其中化学成分（涉及杂质的分布）是重要的影响因素对焊接性影响较大的因素有碳、硫、磷、氢、氧和氮对钢中合金元素来说，尚有锰、硅、铬、镍、钼、钛、钒、铌、铜和硼等 (2) 工艺因素 涉及施工时所采用的焊接措施、焊接工艺规程和焊后热解决等对于同一母材，当采用不同的焊接措施和工艺措施时，会体现出不同的焊接性。

3）设计因素 是指焊接构造的安全性不仅受材料的影响，并且在很大限度还受到构造型式的影响焊接接头的构造设计会影响应力状态，从而对焊接性也发生影响构造的刚度过大，接口的断面忽然变化，焊接接头的缺口效应等，均会不同限度地导致脆性破坏的条件此外，在某些部位焊缝过度集中和多向应力状态也会对构造的安全性有不良影响4）服役环境因素 是指焊接构造的工作温度、负荷条件和工作环境如在高温下工作时有也许发生蠕变；在低温或冲击载荷下工作时，会发生脆性破坏；在腐蚀介质中工作时，接头会发生腐蚀等 3、评价焊接性准则：（1）评估焊接接头产生焊接缺陷的倾向（2）评估焊接接头能否满足构造使用性能的规定 小结：1、金属焊接性概念 2、金属焊接性的影响因素作业：P109 第1题课后记：第二讲 §9-2 常用焊接性实验措施教学目的：1、理解常用焊接性实验措施2、用间接估算法、斜丫形坡口实验法教学重点：碳当量估算法教学难点：热影响区最高硬度法教学过程：复习提问：焊接性概念及影响因素是什么？一、 焊接实验的研究目的与措施焊接热裂纹实验焊接冷裂纹实验直接法 再热裂纹实验层状扯破实验热应变时效脆化实验工艺焊接性 焊接气孔敏感性实验 由碳当量推测焊接性裂纹敏感指数及临界应力为判据间接法 持续冷却组织转变图焊接性实验措施分类 断口分析及相组织分析焊接热影响区最高硬度焊接热、应力模拟实验直接法 实际产品构造运营的服役实验压力容器的爆破实验使用焊接性 焊缝及接头的常规力学性能实验焊缝及接头的低温脆性实验间接法 焊缝及接头的断裂韧性实验焊缝及接头的高温性能实验（蠕变、持久等）焊缝及接头疲劳、动载实验焊缝及接头抗腐性、耐磨性及应力腐蚀开裂试 焊接性实验措施的分类1、 焊接性实验的研究目的 研究目的：制定最佳焊接工艺和对的选材2、 金属焊接性的研究措施（1） 对母材进行的实验措施（2） 对焊接接头的实验措施二、 常用焊接性实验措施（一） 间接估算法1、 碳当量估算法碳当量：把钢中合金元素（涉及碳）的含量按其作用换算成碳的相称含量。

1） 计算公式国际焊接学会（I I W）推荐C ECE=C+Mn/6+(C r+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15(%)① 合用于中高强度的非调质低合金高强钢② 一般可用碳当量预热某钢种的焊接性，以便拟定与否需要采用预热和其她工艺措施化学成分取上限③ 板厚不不小于20mmCE < 0.4%, 焊接性良好，不需预热CE = 0.4%~0.6%，需合适预热、控制线能量等工艺措施CE > 0.6%, 属较难焊材料，需采用较高预热温度2、焊接热影响区（HAZ）最高硬度法 焊缝金属 切点 熔合线 硬度测定线图9-3 硬度测定位置在O点两侧各取7个以上的点（测点15个以上）各点的间距0.5mm小结：1、碳当量估算法、2、热影响区最高硬度法作业：某钢材的合金元素含量如下，试计算其碳当量（ 0.77%）并阐明相应工艺措施 C : 0.28~0.35 Mn: 0.8~1.1 Si: 0.9~1.2 Cr: 0.8~1.1 Ni: <0.3课后记： 第三讲 §9-3 常用焊接性实验措施教学目的： 理解斜Y型坡口实验法教学重点： 斜Y型坡口实验法应用教学难点： 斜Y型坡口裂纹实验法过程 教学过程： 提问：什么是碳当量？IIW推荐碳当量公式如何？授新：斜Y型坡口实验法 常用焊接裂纹繁感性实验措施有： 焊接热裂纹、焊接冷裂纹、消除应力裂纹实验、层状扯破。

斜Y型坡口焊接裂纹实验法应用：焊接接头热影响区冷裂纹实验碳素钢和低合金高强钢打底焊缝及其热影响区冷裂纹倾向 1、试件制备： 坡口加工：机械切割加工 200 实验焊缝 拘来焊缝 150 80 60 2、实验措施（1）焊条：低氢型焊条、直径4~5mm （2）上下各层正面和背面交替焊 （3）焊实验焊缝前清理焊缝 （4）实验参数 焊条直径４mm　　　焊接电流：170Ａ±10A 电弧电压：24V±2V 焊接速度：150 mm/min （5）焊完48h后，开始检测解剖3、计算措施 （1）表面裂纹率：Cf =∑Lf/L×100﹪ CF―表面裂纹率 ∑Lf―表面裂纹长度之和 L―实验焊缝长度 （2）根部裂纹率 Cr=∑Lr/L×100﹪. Cs=Hc/H×100﹪ 结论：裂纹率不超过20﹪不应有根部裂纹小结：1、斜Y型坡口实验法应用 2、斜Y型坡口实验法实验措施作业：P109 第3、4题课后记：第四讲 §10-1 碳钢的焊接性教学目的：1、理解碳钢的分类；2、理解碳钢的焊接性。

教学重点： 碳钢的焊接性教学难点： 碳钢的分类教学过程： 提问：斜Y型坡口实验合用于什么状况？一、 碳钢的分类：1、 按含碳量多少低碳钢 ≤0.25﹪中碳钢 0.25﹪~0.6﹪高碳钢 ＞0.6﹪2、 按脱氧措施不同沸腾钢：脱氧不完全半镇定钢：脱氧不完全镇定钢：完全脱氧 特殊镇定钢：完全脱氧 3、按钢的质量 一般碳素钢 S≤0.05﹪ P≤0.05﹪ 优质碳素钢 S≤0.035﹪ P≤0.035﹪ 高档优质碳素钢 S≤0.030﹪ P≤0.035﹪ 特殊优质碳素钢 S≤0.020﹪ P≤0.025﹪4、按用途分碳素构造钢：基本相应低碳钢碳素机械零件用钢：基本相应中碳钢碳素工具钢：基本相应高碳钢二、 碳钢的焊接性1、 焊接性：取决于含碳量 含碳量增长、钢的硬度和强度提高，焊接性变差2、 焊接性鉴定：经验公式：Ceq=C+Mn/6+si/24﹪简化：Ceq=C+Mn/6（1） Ceq＜0.4时淬硬倾向小，焊接性良好不需预热、后热和控制层温度。

2） Ceq=0.4~0.6﹪ 淬硬倾向较大，焊接性差较 一般需预热等相应工艺措施（3）、Ceq＞0.6﹪淬硬倾向严重，焊接性很差必须采用措施：较高预热温度、控制层间温度、后热及采用低氢焊接工艺 小结：1`、碳钢的分类 2、分析碳钢的焊接性作业：P121 第二题 . 课后记：第五讲 §10-2 碳钢的焊接工艺(之一) ----低碳钢焊接工艺教学目的：掌握低碳钢的焊接工艺 教学重点：低碳钢的焊接工艺教学难点：低氢焊接工艺教学过程： 复习提问：碳钢的分类有哪些？ 授新： 低碳钢的焊接工艺一、低碳钢的焊接性低碳钢的含碳量较低，且除Mn、Si、S、P等常规元素外，很少有其她合金元素，因而焊接性良好焊接时有如下特点：1、可装配成多种不同的接头，适应多种不同位置的施焊，且焊接工艺和技术较简朴，容易掌握2、焊前一般不需预热3、塑性较好，焊接接头产生裂纹的倾向小，适合制造各类大型构造件和受压容器4、不需要使用特殊和复杂的设备，对焊接电源没有特殊规定，交直流弧焊机都可以焊接。

对焊接材料也无特殊规定，酸性碱性都可5、低碳钢焊接时，如果焊条直径或工艺参数选择不当，也也许浮现热影响区晶粒长大或时效硬化倾向焊接温度越高，热影响区在高温停留时间越长，晶粒长大越严重 二、低碳钢的焊接工艺 1、低碳钢焊接材料选用⑴焊条 E43××系列 如：E4303、E4315、E4316⑵焊丝焊剂 焊丝：H08A、H08MnA 焊剂：HJ431、HJ430⑶二氧化碳气体保护焊丝 焊丝：ER49-1 ER50-2至E50-7⑷氩弧焊焊丝 规定用专用的氩弧焊焊丝2、低碳钢焊接工艺要点 （1）、焊前清理 （2）、深而窄坡口形式 （3）、刚性增大，宜选用低氢型焊条和严格工艺措施 （4）、寒冷时，低氢型焊条和严格工艺措施 3、多种焊接措施在低碳钢中的应用 常用的措施有：（1） 焊条电弧焊：合用于板厚在2—50mm的对接接头、T字接头、十字接头、搭接接头和堆焊等2） 埋弧焊：合用于板厚在3—150之间的对接接头、T字接头、十字接头3） 电渣焊：特别合用于焊接50-300mm的厚板4） CO2气体保护焊：比较合用于薄板及大型构造件的角焊缝的焊接4、常用缺陷及避免措施： 见表10-7小结：1、低碳钢的焊接性分析； 2、低碳钢的焊接工艺。

作业：P121 第 3、 5题课后记：第六讲 §10-2 碳。