授課教案首頁

學年第學期

機械工程學院材料技術系（部）焊接技術及自動化教研室

0

課程名稱金屬材料焊接工藝任課教師

理論教學口］課內(nèi)實踐口理實一體口習題復習口

授課形式課時安排2課時

考核評價口其他活動口

授課日期月日月日月日月日

序

1

號

授課班級

教學內(nèi)容：

緒論

教學目標：

知識目標：了解金屬材料焊接工藝的概念

能力目標：1理解金屬材料焊接工藝的影響因素

素質(zhì)目標：1【、培養(yǎng)學生艮好的操作習慣

2、具有與人溝通、與人合作的社會交往能力

重點難點及解決方法：授課地點：教室

通過工藝性能和使用性能，使學

0生充分了解焊接性的含義及重要性。教學媒體：投影儀

設備及材料：

其它資源：

學習效果評價方式：作業(yè)和思考題：

1、什么是金屬材料的焊接性？影響因素

課堂提問及作業(yè)有哪些？

課后小結：

填表說明：1.序號，指該課程授課的順序號，應與授課計劃一致：2.授課形式在相應的選項打“J”。

授課教案

時間

教學內(nèi)容及過程方法及手段

分配

0一、教學組織

1.引入10分鐘

2.講解50分鐘

3.提問15分鐘

4.小結15分鐘

二、教學內(nèi)容

緒論

金屬材料的焊接性

能力知識點一金屬材料焊接性的概念

oS金屬材料焊接性根據(jù)GB/T3375T994《焊接術語》的定義：

“金屬材料在限定的施工條件下焊接成規(guī)定設計要求的構

件，并滿足預定服役要求的能力”。

S優(yōu)質(zhì)焊接接頭應具備的兩個條件：一是接頭中不允許存在

超過質(zhì)量標準規(guī)定的缺陷；二是要具有預期的使用性能。

H金屬材料焊接性是指金屬材料對焊接加工的適應性，它包

括工藝焊接性和使用焊接性。

1.工藝焊接性

S工藝焊接性是指金屬材料對各種焊接方法的適應能力，也

就是在一定的焊接工藝條件下能否獲得符合要求的優(yōu)質(zhì)焊

接接頭的能力。

0回它不是金屬材料本身所固有的性能，但取決于金屬的成分

和性能，并且隨著焊接方法、焊接材料和工藝措施的發(fā)展

而變化。

2.使用焊接性

S使用焊接性是指焊接接頭或整體結構滿足技術條件中所規(guī)

定的使用性能的能力。它取決于焊接結構所滿足的技術條

件規(guī)定的各種性能c

能力知識點二金屬材料焊接性的影響因素

S材料因素

H工藝因素

回結構因素

o回使用條件

填表說明：1.本頁可續(xù)頁；2.教學方法如：項目教學、案例分析、分組討論、角色扮演、啟發(fā)引導等;

3.教學手段如：課件演示、模型講解、實物講解、掛圖講解、視頻講解、網(wǎng)絡課程等。

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學年第學期

機械工程學院材料技術系（部）焊接技術及自動化教研室

0

課程名稱金屬材料焊接工藝任課教師

理論教學口］課內(nèi)實踐口理實一體口習題復習口

授課形式課時安排2課時

考核評價口其他活動口

授課日期月日月日月日月日

序

2

號

授課班級

教學內(nèi)容：

第一章簡述材料焊接性及試驗方法

1、金屬材料焊接性

教學目標：

知識目標：了解金屬材料焊接性的概念

能力目標：1理解金屬材料焊接性的影響因素

素質(zhì)目標：1【、培養(yǎng)學生艮好的操作習慣

2、具有與人溝通、與人合作的社會交往能力

重點難點及解決方法：授課地點：教室

通過工藝性能和使用性能，使學

0生充分了解焊接性的含義及重要性。教學媒體：投影儀

設備及材料：

其它資源：

學習效果評價方式：作業(yè)和思考題：

1、什么是金屬材料的焊接性？影響因素

課堂提問及作業(yè)有哪些？

課后小結：

填表說明：1.序號，指該課程授課的順序號，應與授課計劃一致：2.授課形式在相應的選項打“J”。

授課教案

時間

教學內(nèi)容及過程方法及手段

分配

一、教學組織

1.引入10分鐘

2.講解50分鐘

3.提問15分鐘

4.小結15分鐘

二、教學內(nèi)容

金屬材料的焊接性

能力知識點一金屬材料焊接性的概念

H金屬材料焊接性根據(jù)GB/T3375-1994《焊接術語》的定義：

“金屬材料在限定的施工條件下焊接成規(guī)定設計要求的構

件，并滿足預定服役要求的能力”。

回優(yōu)質(zhì)焊接接頭應具備的兩個條件：一是接頭中不允許存在

超過質(zhì)量標準規(guī)定的缺陷；二是要具有預期的使用性能。

E金屬材料焊接性是指金屬材料對焊接加工的適應性，它包

括工藝焊接性和使用焊接性。

1.工藝焊接性

E工藝焊接性是指金屬材料對各種焊接方法的適應能力，也

就是在一定的焊接工藝條件下能否獲得符合要求的優(yōu)質(zhì)焊

接接頭的能力。

E它不是金屬材料本身所固有的性能，但取決于金屬的成分

和性能，并且隨著焊接方法、焊接材料和I：藝措施的發(fā)展

而變化。

2.使用焊接性

S使用焊接性是指焊接接頭或整體結構滿足技術條件中所規(guī)

定的使用性能的能力。它取決于焊接結構所滿足的技術條

件規(guī)定的各種性能。

能力知識點二金屬材料焊接性的影響因素

回材料因素

E工藝因素

S結構因素

□使用條件

填表說明：1.本頁可續(xù)頁；2.教學方法如：項目教學、案例分析、分組討論、角色扮演、啟發(fā)引導等;

3.教學手段如：課件演示、模型講解、實物講解、掛圖講解、視頻講解、網(wǎng)絡課程等。

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學年第學期

機械工程學院材料技術系（部）焊接技術及自動化教研室

0

課程名稱金屬材料焊接工藝任課教師

理論教學口］課內(nèi)實踐口理實一體口習題復習口

授課形式課時安排2課時

考核評價口其他活動口

授課日期月日月日月日月日

序

3

號

授課班級

教學內(nèi)容：

2、金屬焊接性試驗

教學目標：

知識目標：1、了解金屬材料焊接性的分析與評定方法

能力目標：熟記金屬材料焊接性評定的內(nèi)容

素質(zhì)目標：1、培養(yǎng)學生良好的操作習慣

2、具有與人溝通、與人合作的社會交往能力

重點難點及解決方法：授課地點：教室

分別從直接法和間接法入手，使學生教學媒體：投影儀

0充分了解金屬材料焊接性實驗方法種類。設備及材料：

其它資源：

學習效果評價方式：作業(yè)和思考題：

1、金屬材料焊接性的評定方法有哪些？

課堂提問及作業(yè)

課后小結：

同學們對焊接金屬材料的焊接性質(zhì)和選擇材料能基本正確。

填表說明：1.序號，指該課程授課的順序號，應與授課計劃一致；2.授課形式在相應的選項打“J”。

授課教案

時間

教學內(nèi)容及過程方法及手段

分配

一、教學組織

1.引入10分鐘

2.講解50分鐘

3.提問15分鐘

4.小結15分鐘

二、教學內(nèi)容

金屬材料焊接性分析與評定方法

1.碳當量法

回在鋼材所含有的各種元素中，碳對冷裂敏感性的影響最顯著，

因此將鋼中各種元素都按相當于若干含碳量折合并疊加起來

即為“碳當量”，并以此來判斷鋼材的淬硬傾向和冷裂敏感性，

進而推斷鋼材的焊接性。

目前應用的碳當量計算公式：國際焊接學會(IIW)推薦的CE、日

本工業(yè)標準(JIS)規(guī)定和美國焊接學會推薦的Ceqc

使用國際焊接學會(HW)推薦的CE：對板厚小于20mm的鋼材，

回當CE<0.4%時，鋼材的淬硬傾向不大，焊接性良好，焊前不需

預熱；

H當不：0.4?0.6%時，鋼材易于淬硬，焊接性較差，焊接時必須

預熱才能防止裂紋，隨著板屋及碳當量的增加，預熱溫度也相

應提IWJ;

H當CE>0.6%時，鋼材淬硬傾向很大，焊接性差，炸接時必須采

用嚴格的工藝措施如預熱、后熱、緩冷等，以防止產(chǎn)生裂紋。

使用日本工業(yè)標準(JIS)規(guī)定的Ceq(JlS)：對板厚小于20mm的鋼

材和采用焊條電弧焊時，對于強度等級不同鋼材規(guī)定了不產(chǎn)生裂

紋的臨界值和相應的預熱措施..

?使用美國焊接學會推薦的Ceq(AW'S)：應根據(jù)Ceq(AWS)值再結

合焊件厚度，先從圖1-1查出該鋼種焊接性的優(yōu)劣等級，再根

據(jù)表1-6確定出其焊接的最佳工藝措施。

2.焊接冷裂紋敏感指數(shù)法

?焊接冷裂紋敏感指數(shù)(Pc)不僅包括了母材的化學成分，又

考慮了熔敷金屬含氫量與拘束條件(板厚)的作用。

?斜丫形坡口焊接裂紋試驗的冷裂紋敏感指數(shù)公式：

?Pc=C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B+6/600+

[H]/60(%)

?根據(jù)Pc值可以通過經(jīng)驗公式求出斜Y型坡口對接裂紋試驗條

件下，為了防止冷裂紋所需要的最低預熱溫度T0(℃)

?T0=1440Pc-392

填表說明：1.本頁可續(xù)頁；2.教學方法如：項目教學、案例分析、分組討論、角色扮演、啟發(fā)引導等;

3.教學手段如：課件演示、模型講解、實物講解、掛圖講解、視頻講解、網(wǎng)絡課程等。

授課教案

時間

教學內(nèi)容及過程方法及手段

分配

3.利用金屬材料的物理性能分析

金屬材料的物理性能，對焊接熱循環(huán)、熔池冶金過程、結晶與相

變過程等都有明顯的影響C

E熱導率大的材料（銅），傳熱快，焊接時熔池結晶速度快容易

產(chǎn)生氣孔和熔透不足；

E而熱導率低的材料（鈦、不銹鋼），焊接時由于溫度悌度大會

產(chǎn)生較大的應力及變形，而且還會因為高溫停留時間延長而導

致焊縫金屬晶粒粗大。

E焊接線脹系數(shù)大的材料（如不銹鋼），接頭的應力和變形必然

更嚴重；

焊接密度小的材料（如鋁及其合金），則容易在焊縫中產(chǎn)生氣孔和

夾雜。

4.利用金屬材料的化學性能分析

回化學性質(zhì)比較活潑的金屬（如鋁、鎂、鈦及具合金），在焊接

條件下極易被氧化。

E有些金屬材料甚至對氧、氮、氫等氣體都極為敏感，焊接這些

材料時需要采取惰性氣體保護焊和在真空中焊接等保護可靠

的焊接方法，有時甚至在焊縫背面也要進行保護「

回鈦對氧、氮、氫等氣體都極為敏感，吸收這些氣體后力學性能

顯著降低，特別是韌性降低嚴重，因此要嚴格控制這些氣體對

焊縫及熱影響區(qū)的影響。

5.利用合金相圖或SH或T（CCT）圖分析

E例如對于共晶相圖，其固、液相線之間的溫度區(qū)間大，會造成

結晶時的成分偏析、低熔點共晶的生成和脆性溫度區(qū)間的大，

熱裂紋傾向大。

E對于各種低合金鋼來說，可以利用各自的連續(xù)冷卻組織轉變圖

（CCT圖）或模擬熱影響區(qū)的連續(xù)冷卻組織轉變醫(yī)（SHCCT圖）

分析其焊接性。

E可以根據(jù)轉變圖預測熱影響區(qū)組織、性能和硬度變化，從而預

測某種鋼焊接熱影響區(qū)的淬硬傾向和產(chǎn)生冷裂紋的可能性，以

便確定適當?shù)暮附庸に嚄l件。

填表說明：1.本頁可續(xù)頁；2.教學方法如：項目教學、案例分析、分組討論、角色扮演、啟發(fā)引導等;

3.教學手段如：課件演示、模型講解、實物講解、掛圖講解、視頻講解、網(wǎng)絡課程等。

授課教案首頁

學年第學期

機械工程學院材料技術系（部）焊接技術及自動化教研室

0

課程名稱金屬材料焊接工藝任課教師

理論教學口］課內(nèi)實踐口理實一體口習題復習口

授課形式課時安排2課時

考核評價口其他活動口

授課日期月日月日月日月日

序

4

號

授課班級

教學內(nèi)容：

3、常用的焊接性試驗方法

教學目標：

知識目標：1、了解金屬材料焊接性的實驗方法種類

能力目標：熟記金屬材料焊接性評定的內(nèi)容

素質(zhì)目標：1、培養(yǎng)學生良好的操作習慣

2、具有與人溝通、與人合作的社會交往能力

重點難點及解決方法：授課地點：教室

分別從直接法和間接法入手，使學生教學媒體：投影儀

0充分了解金屬材料焊接性實驗方法種類。設備及材料：

其它資源：

學習效果評價方式：作業(yè)和思考題：

1、金屬材料焊接性的實驗方法有哪些？

課堂提問及作業(yè)

課后小結：

填表說明：1.序號，指該課程授課的順序號，應與授課計劃一致：2.授課形式在相應的選項打“J”。

授課教案

時間

教學內(nèi)容及過程方法及手段

分配

0一、教學組織

1.引入10分鐘

2.講解50分鐘

3.提問15分鐘

4.小結15分鐘

二、教學內(nèi)容

金屬材料焊接性的評定與實驗

H能力知識點二金屬材料焊接性試驗方法

一、斜Y型坡口焊接裂紋試驗法

o用于評定碳鋼和低合金高強度鋼焊接熱影響區(qū)對冷裂紋的敏

感性。屬于自拘束裂紋試驗。其試驗要求應遵從GB/T4675.1—1984

《焊接性試驗一斜Y型坡口焊接裂紋試驗法》的規(guī)定c

二、焊接熱影響區(qū)最高硬度試驗法

試驗標準GB/T4675.5-1984,適用于焊條電弧焊。試板采用氣割下

料，試驗標準厚度為20nm1,當材料厚度超過20nlm時須用機加工成

20mm,并保留一個軋制表面；當材料厚度小于201nm時則無須加工

三、插銷試驗法

插銷試驗法是?種定量測定低合金鋼焊接熱影響區(qū)冷裂紋敏感

0性的試驗方法，屬于外拘束裂紋試驗法。該試驗方法消耗材料少，

結果穩(wěn)定可靠，因此在國內(nèi)外得到廣泛應用。我國己制定國家標

準GB/T94467988《焊接用插銷冷裂紋試驗方法》。插銷試驗的基

本原理是根據(jù)產(chǎn)生冷裂紋的三要素（即鋼的淬硬傾向、焊縫含氫

量及接頭的應力狀態(tài)），定量測出被焊鋼材產(chǎn)生焊接冷裂紋的“臨

界應力”作為冷裂紋敏感性的評定指標。

四、剛性固定對接裂紋試驗法

該方法主要用于測定焊縫的冷裂紋和熱裂紋傾向，也可以測定焊

接熱影響區(qū)的冷裂紋傾向，適用于低合金鋼焊條電弧焊、埋弧焊

和氣體保護焊等。試件在不小于厚度為40nmi的鋼板上以角焊縫形

o式四周焊接牢固。當試件板厚＜12rmn時，取焊角尺寸與板厚相等；

當板厚＞12mm時，焊角尺寸取12nlm。試件坡口由機械方法加工。

填表說明：1.本頁可續(xù)頁；2.教學方法如：項目教學、案例分析、分組討論、角色扮演、啟發(fā)引導等;

3.教學手段如：課件演示、模型講解、實物講解、掛圖講解、視頻講解、網(wǎng)絡課程等。

授課教案首頁

學年第學期

機械工程學院材料技術系（部）焊接技術及自動化教研室

0

課程名稱金屬材料焊接工藝任課教師

理論教學口］課內(nèi)實踐口理實一體口習題復習口

授課形式課時安排2課時

考核評價口其他活動口

授課日期月日月日月日月日

序

5

號

授課班級

教學內(nèi)容：

習題課

教學目標：

重點難點及解決方法：授課地點：教室

0教學媒體：投影儀

設備及材料：

其它資源：

學習效果評價方式：作業(yè)和思考題：

課堂提問及作業(yè)

課后小結：

填表說明：1.序號，指該課程授課的順序號，應與授課計劃一致：2.授課形式在相應的選項打“J”。

授課教案首頁

學年第學期

機械工程學院材料技術系（部）焊接技術及自動化教研室

0

課程名稱金屬材料焊接工藝任課教師

理論教學口］課內(nèi)實踐口理實一體口習題復習口

授課形式課時安排2課時

考核評價口其他活動口

授課日期月日月日月日月日

序

6

號

授課班級

教學內(nèi)容：

第二章碳素鋼的焊接

1、碳素鋼概述

教學目標：

知識目標：1、了解碳素鋼的分類、用途

能力目標：1、理解碳素鋼分類的不同方式

素質(zhì)目標：1、培養(yǎng)學生良好的操作習慣

2、具有與人溝通、與人合作的社會交往能力

重點難點及解決方法：授課地點：教室

0教學媒體：投影儀

使學生充分理解碳素鋼的特征。

設備及材料：

其它資源：

學習效果評價方式：作業(yè)和思考題：

1、什么是碳素鋼？

課堂提問及作業(yè)2、碳素鋼如何分類？

3、低碳鋼在低溫條件下焊接工藝要點是

什么？

課后小結：

填表說明：1.序號，指該課程授課的順序號，應與授課計劃一致；2.授課形式在相應的選項打“J

授課教案

時間

教學內(nèi)容及過程方法及手段

分配

0一、教學組織

1.引入10分鐘

2.講解50分鐘

3.提問15分鐘

4.小結15分鐘

二、教學內(nèi)容

非合金鋼與鋼材分類方法

H國標GB/T13304T991《鋼分類》將鋼材按兩種方式進行分類：一種

o是按化學成分分類，另一種是按主要質(zhì)量等級和主要性能及使用性

能分類。

1.按化學成分分類

按化學成分鋼分類為：非合金鋼、低合金鋼和合金鋼三類。

非合金鋼按質(zhì)量等級又分為普通質(zhì)品、優(yōu)質(zhì)和特殊質(zhì)量用鋼三類，其中每

一類又按主要特性分為若干小類。

“非合金鋼”是指傳統(tǒng)的“碳素鋼”或“碳鋼”，具有較好的力學性能和各

種工藝性能，并且冶煉工藝比較簡單，價格低廉，因而在焊接結構制造中

應用廣泛，但一般用于工作溫度在350c以下的結構。

02.按主要質(zhì)最等級和主要性能或使用性能分類

按主要質(zhì)量等級和主要性能或使用性能分類為：普通質(zhì)量非合金鋼、優(yōu)質(zhì)

非合金鋼和特殊質(zhì)量非合金鋼。

3.按用途分類

按用途非合金鋼分為：碳素結構鋼和碳素工具鋼。

此外，鋼材還可以從其他角度進行分類，如按專業(yè)(鍋爐用鋼、橋梁用鋼、

容器用鋼等)、按冶煉方法進行分類。

S能力知識點二非合金鋼

□非合金鋼(碳鋼)按碳的質(zhì)量分數(shù)可分為低碳鋼(wcVO.25%)、

o中碳鋼(wc=O.25%?0.60%)和高碳鋼(wc>0.60%)；

回按用途可分為結構鋼和工具鋼。

回在焊接結構用非合金鋼中，常采用按碳的質(zhì)量分數(shù)分類的方法。

填表說明：1.本頁可續(xù)頁；2.教學方法如：項目教學、案例分析、分組討論、角色扮演、啟發(fā)引導等;

3.教學手段如：課件演示、模型講解、實物講解、掛圖講解、視頻講解、網(wǎng)絡課程等。

授課教案

時間

教學內(nèi)容及過程方法及手段

分配

非合金鋼（碳鋼）是指以鐵為基礎、以碳為合金元素，碳的質(zhì)

量分數(shù)一般不超過1.蜴的鋼，其他常存元素因含量較低皆不作為

合金元素。因此其焊接性主要取決于碳的質(zhì)量分數(shù)，隨碳的質(zhì)量

分數(shù)的增加焊接性逐漸變差，見表2T。

表27非合金鋼焊接性與碳的質(zhì)量分數(shù)的關系

鋼

碳的質(zhì)

的典型

量分數(shù)典型用途焊接性

種硬度

（%）

類

特殊板材和型

低W0.1560HBW材、薄板、帶優(yōu)

碳材、焊絲

鋼0.15?結構用型材、

90HBW良

0.25板材和棒材

中中（通常需要預熱

0.25?機器部件和工

碳25HRC和后熱、推薦低氫

0.60具

鋼焊接）

高

彈簧、模具、劣（必須用低氫焊

碳20.6040HRC

鋼軌接、預熱和后熱）

鋼

填表說明：1.本頁可續(xù)頁；2.教學方法如：項目教學、案例分析、分組討論、角色扮演、啟發(fā)引導等:

3.教學手段如：課件演示、模型講解、實物講解、掛圖講解、視頻講解、網(wǎng)絡課程等。

授課教案首頁

學年第學期

機械工程學院材料技術系（部）焊接技術及自動化教研室

課程名稱金屬材料焊接工藝任課教師

理論教學口］課內(nèi)實踐口理實一體口習題復習口

授課形式課時安排2課時

考核評價口其他活動口

授課日期月日月日月日月日

序

7

號

授課班級

教學內(nèi)容：

第二章碳素鋼的焊接

2、低碳鋼的焊接

教學目標：

知識目標：11、了解低碳鋼的焊接性

/）、了解低碳鋼的成分特點

能力目標：〕1、掌握低碳鋼的焊接工藝要點

素質(zhì)目標：11、培養(yǎng)學生良好的操作習慣

2、具有與人溝通、與人合作的社會交往能力

重點難點及解決方法：授課地點：教室

教學媒體：投影儀

使學生充分理解碳素鋼的特征及低碳鋼

焊接工藝。設備及時料：

其它資源：

學習效果評價方式：作業(yè)和思考題：

1、什么是碳素鋼？

課堂提問及作業(yè)2、碳素鋼如何分類？

3、低碳鋼在低溫條件下焊接工藝要點是

什么？

課后小結：

填表說明：1.序號，指該課程授課的順序號，應與授課計劃一致；2.授課形式在相應的選項打“J

授課教案

時間

教學內(nèi)容及過程方法及手段

分配

0一、教學組織

1.引入10分鐘

2.講解50分鐘

3.提問15分鐘

4.小結15分鐘

二、教學內(nèi)容

綜合知識模塊二低碳鋼的焊接

能力知識點一低碳鋼的成分特點與焊接性

o□成分特點：碳的質(zhì)量分數(shù)較低，硅、錦含量較少。

回焊接性優(yōu)良

■焊接時一般不需預熱、控制道間溫度和后熱，焊后也不必

采取熱處理來改善組織，可以說在整個焊接過程中不需要

特殊的工藝措施

回焊接時具有以下特點：

H1）可裝配成各種接頭形式，適應各種不同位置的焊接，且焊接工藝和

技術較簡單，容易掌握。

回2）塑性好，焊接接頭產(chǎn)生裂紋的傾向小，適合制造各種大型結構和受

0壓容器。

回3）不需要使用特殊和復雜的設備，對焊接電源和焊接材料沒有特殊要

求，交直流焊機、酸堿性焊條和焊劑都可以使用。

H4）如果焊接時熱輸入過大，例如焊條直徑或焊接電流選擇不當、埋弧

焊電流或焊速不當，也可能出現(xiàn)熱影響區(qū)晶粒長大而引起塑性降低。

能力知識點二低碳鋼的焊接工藝要點

1.焊接方法：低碳鋼焊接性良好，幾乎可以選擇所有的焊接方法，并能保

證焊接接頭的良好質(zhì)量。

2.焊接材料：選擇焊接材料應遵循等強匹配的原則，也就是根據(jù)母材強度

o等級及工作條件來選擇焊接材料。低碳鋼結構通常使用抗拉強度平均值為

420MPa的鋼材，因而常選用E43XX系列焊條。表2-2列出了焊接低碳鋼常

用的焊接材料。

填表說明：1.本頁可續(xù)頁；2.教學方法如：項目教學、案例分析、分組討論、角色扮演、啟發(fā)引導等;

3.教學手段如：課件演示、模型講解、實物講解、掛圖講解、視頻講解、網(wǎng)絡課程等。

授課教案

方法

時間

教學內(nèi)容及過程及手

分配

段

表2-2焊接低碳鋼常用的焊接材料

焊條電弧焊埋弧焊

焊接動載荷、復:雜與

鋼號焊劑C02焊

一般結構厚板結構、重要受壓焊絲牌號

牌號

容器和低溫下焊接

E4303、

E4313、

Q235E4315、E4316

E4301、H08A

Q255(E5015、E5016)HJ430

E4320、

HJ431

E4311

E5015、

Q275E5015>E5016H08MnA

E5016

08、E4303、

10E4301E4315、E4316H08AH08Mn2Si

15、E4320、(E5015、E5016)H08MnAH08Mn2SiA

20E4311

25、E4315、H08MnA、HJ430

E5015、E5016

30E4316HlOMnAHJ431

H08MnAHJ330

E4303、E4315、E4316

20gH08MnSi、

E4301(E5015、E5016)

H10Mn2

E4303、E4315、E4316

20RH08MnA

E4301(E5015、E5016)

填表說明：1.本頁可續(xù)頁；2.教學方法如：項目教學、案例分析、分組討論、角色扮演、啟發(fā)引導等;

3.教學手段如：課件演示、模型講解、實物講解、掛圖講解、視頻講解、網(wǎng)絡課程等。

授課教案

時間

教學內(nèi)容及過程方法及手段

分配

回3.低碳鋼施焊工藝要點

回低碳鋼焊接一般不需要特殊的工藝措施，但在工件厚度較大或環(huán)境

溫度較低（TWOC）時，會因冷速加快而導致接頭裂紋傾向增加，

例如在焊接直徑中》3000mm且壁厚&250mm的結構、焊接壁厚62

90mm的第一層焊道、受壓容器壁厚6220nlm時的焊縫有可能產(chǎn)生裂

紋。

H因此焊接時應采取如下工藝措施：

1）焊前預熱，焊接時保持道間溫度。

2）采用低氫或超低氫型焊接材料。

3）連續(xù)施焊整條焊縫，避免中斷。

4）在坡口內(nèi)引弧，避免擦傷母材，注意熄弧時填滿弧坑。

5）不在低溫下進行成形、矯正和裝配。

6）盡可能改善嚴寒的勞動條件。

H上述措施可單獨使用有時需要綜合使用。

能力知識點三低碳鋼的特殊焊接工藝

01.窄間隙埋弧焊

□窄間隙埋弧焊可用于低碳鋼焊接，也可用于合金結構鋼的焊接，在

我國已有多套窄間隙焊接裝置，例如，大型火電站鍋爐、核電站主

容器、石油化工裝置口的熱壁加氫反應器等厚壁筒體結構，都可

以采用這一工藝方法進行焊接。該法比普通埋孤焊間隙小得多，因

而節(jié)省焊接材料、縮短焊接時間和減少母材開坡口時的浪費，同時

還提高接頭焊接質(zhì)量。

回

02.窄間隙自動MIG全位置焊

回該工藝方法主要用于大直徑厚壁管件的焊接，采用射流過渡的脈沖

MIG焊，Ar+CO2富氫混合氣體作保護，焊絲直徑小0.3?61.2mm,

調(diào)節(jié)參數(shù)多，可以很好地適應在不同空間位置時的焊接需要，并能

保證獲得滿意的焊接接頭質(zhì)量。

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3.教學手段如：課件演示、模型講解、實物講解、掛圖講解、視頻講解、網(wǎng)絡課程等。

授課教案

時間

教學內(nèi)容及過程方法及手段

分配

回3.TIG焊封底背面成形工藝

回該工藝主要用于無法進行兩面焊接、但又要求必須焊透的受壓容

器、管道或其他結構的焊接施工。焊接時要求根部熔化，背面形成

焊縫；或背面不要求成形，但根部必須完全熔透。

回4.多頭MIG焊

回大型電站鍋爐中的膜式壁很大，由許多根鋼管與鋼帶彼此相間焊接

而成，材料都為低碳鋼，正、反兩面都要求焊接。

a國內(nèi)采用12頭的M【G焊膜式壁專用焊機，正反面各有6個焊頭同時焊

接，即6個平焊、6個仰焊。焊接過程不必翻轉工件，效率高。

□目前，日本已有20個頭（10個平焊、10個仰焊）專用焊機，且焊接

質(zhì)量完全合格。

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授課教案首頁

學年第學期

機械工程學院材料技術系（部）焊接技術及自動化教研室

0

課程名稱金屬材料焊接工藝任課教師

理論教學口］課內(nèi)實踐口理實一體口習題復習口

授課形式課時安排2課時

考核評價口其他活動口

授課日期月日月日月日月日

序

8

號

授課班級

教學內(nèi)容：

第二章非合金鋼及其焊接工藝

3、中碳鋼的焊接

教學目標：

知識目標：1、了解中碳鋼的成分特點及焊接性

能力目標：1、掌握中碳鋼的焊接工藝要點

素質(zhì)目標：1、培養(yǎng)學生良好的操作習慣

2、具有與人溝通、與人合乍的社會交往能力

重點難點及解決方法：授課地點：教室

0使學生充分理解中碳鋼的特殊焊接工教學媒體：投影儀

藝。設備及對料：

其它資源：

學習效果評價方式：作業(yè)和思考題：

1、為何中碳鋼在制造機器零件中應

課堂提問及作業(yè)用普遍，而在焊接結構中仍盡量不

用？

2、碳鋼焊接主要應用于那些范圍？

3、碳鋼焊接時應注意哪些問題？

課后小結：

短表說明：1.序號，指該課程授課的順序號，應與授課計劃一致；2.授課形式在相應的選項打“J

授課教案

時間

教學內(nèi)容及過程方法及手段

分配

一、教學組織

1.引入10分鐘

2.講解50分鐘

3.提問15分鐘

4.小結15分鐘

二、教學內(nèi)容

綜合知識模塊三中碳鋼的焊接

□能力知識點一中碳鋼的成分特點與焊接性

回中碳鋼中碳的質(zhì)量分數(shù)為wc=0.25%?0.60%,其強度和硬度較高，

塑性和韌性較差，淬硬性較大，當wc接近下限時焊接性良好，隨WC

的增加焊接性嚴重惡化。

H同時在物理性能方面，中碳鋼比低碳鋼線膨脹系數(shù)略大，熱導率稍

低，這也就增加了中碳鋼焊接時的熱應力和過熱傾向。

4、當鋼中碳的質(zhì)量分數(shù)大于0.15%時，碳本身的偏析以及它促進硫等

其它元素的偏析都明顯起來，如果鋼中的硫較多，則會因形成低熔

點硫化物而導致熱裂紋傾向增加，因此用于焊接的中碳鋼必須嚴格

控制硫的質(zhì)量分數(shù)：

5、其次，由于碳的質(zhì)量分數(shù)較大，在焊接冶金反應中，C和FeO反應

生成的C0有可能產(chǎn)生C0氣孔；

6、第三，碳的增加提高了鋼材的淬硬性，焊接時如果冷速較快則會在

熱影響區(qū)產(chǎn)生馬氏體組織，且中碳鋼的馬氏體組織有較大的脆性，

因此在焊接應力作用下容易發(fā)生冷裂紋和脆斷

□中碳鋼的焊接性較差，且隨碳的質(zhì)量分數(shù)增加而越來越差，焊接時

的主要問題是熱裂紋、冷裂紋、氣孔和脆斷，有時還會存在熱影響

區(qū)強度降低，鋼中雜質(zhì)越多、結構剛性越大，問題就越嚴重。

填表說明：1.本頁可續(xù)頁；2.教學方法如：項目教學、案例分析、分組討論、角色扮演、啟發(fā)引導等;

3.教學手段如：課件演示、模型講解、實物講解、掛圖講解、視頻講解、網(wǎng)絡課程等。

授課教案

時間

教學內(nèi)容及過程方法及手段

分配

中碳鋼一般不用作焊接結構材料，而是用作機器部件和工具較多，多

利用其堅硬耐磨的性能，而非利用其高強度。這種堅硬耐磨性能通常是經(jīng)

過熱處理來達到的，因此焊接時就要注意母材的熱處埋狀態(tài)。如果是焊接

已經(jīng)過熱處理的部件，則必須采取措施防止裂紋產(chǎn)生；如果是焊后進行熱

處理，要求熱處理后接頭與母材性能相匹配，則必須注意選擇焊接材料。

能力知識點二中碳鋼的焊接工藝要點

01.焊接方法

E中碳鋼焊接性較差，一般用作機器部件，其焊接一般是修補性的，

所以焊接中碳鋼最合適的焊接方法是焊條電弧焊。