高焊工艺第二章异种金属的焊接

河北省技工学校表5—1教师课时授课计划学校：唐山劳动技师学院授课序号授课日期授课班级缺席课题：第二章异种金属的焊接§2-1异种金属焊接概述本次授课目的与要求：1、了解异种金属焊接的概念2、了解了解异种金属焊接性3、熟悉异种金属焊接方法的选择课堂类型：综合课教具、挂图与参考书：《高级焊工工艺与技能训练》中国劳动社会保障出版社《焊工初中高教程》中国劳动出版社考核对象：全体学生，随机提问复习旧课要点：1、钛及钛合金焊接接头脆化的解决途径2、钛及钛合金焊接产生气孔的原因及防止措施3、钛及钛合金焊接产生裂纹的原因新课难点，重点与解决措施：重点：1、异种金属焊接性2、异种金属焊接易出现的问题及防止措施难点：焊接易出现的问题及防止措施表5—2巩固新课要点：§2-1异种金属焊接概述一、异种金属焊接的概念二、异种金属的焊接性三、异种金属焊接的主要问题四、异种金属焊接方法的选择课外作业（复习题）：1、异种金属焊接的分类？2、异种金属焊接产生的两种金相结构？性能、特点？3、异种金属焊接接头特点？任课教师：组长审阅：年月日年月日本课题小结与改进措施：小结：1、异种金属的概念、焊接性、易出现的问题2、焊接方法的选择措施：提醒同学们课下复习金属材料相关知识新课内容（附后）课时安排：2课时（90分钟）教学方法：讲授、举例、探究、提问旧课复习：（3分钟）1、钛及钛合金焊接接头脆化的解决途径。2、提问：①钛及钛合金焊接产生气孔的原因及措施？②钛及钛合金焊接产生裂纹的原因？引入新课：（2分钟）随着科学技术发展，异种金属焊接越来越广泛。许多情况，要求构件，不同的部位承受不同的工作条件，如载荷、温度或介质。通常几种不同金属焊接起来，又能满足要求，又能发挥各种技术的作用，有经济效益。新课内容：§2-1异种金属焊接概述一、异种金属焊接的概念（5分钟）异种金属焊接：各种物理常数和金属组织等性质各不形同的母材金属之间的焊接。从材料角度分类：异种钢焊接三类异种有色金属焊接钢与有色金属焊接从接头形式分类：两种不同金属母材的接头三种被焊母材金属相同采用不同焊缝金属的接头复合金属板的接头二、异种金属的焊接性（25分钟）金属焊接性：金属是否适应焊接加工而形成完整的、具备检查上次课知识点的掌握情况通过举例讲解异种金属的应用及焊接的意义讲授异种金属的概念及分类一定使用性能的焊接接头的特性。焊接过程接头是否容易形成缺陷（结合性能）两方面焊后满足使用条件的能力（使用性能）两种金属能够熔合或通过中间过渡层的填充材料熔合，都认为具有焊接性。差别在于焊接工艺的简单、复杂程度；焊后接头的性能好坏。1、异种金属组合的金相结构固溶体合金结构化合物1）固溶体：是指二组元在液态相互溶解，结晶以一组元为基体保持原有晶格类型，另一组元是原子分布在基体组元晶格里，形成一致的固体合金。特点：组织均匀，力学性能（主要塑性、韧性）好，理想的焊缝组织。无限固溶体如：铜-镍铁-镍分类有限固溶体析出另一固溶体（两相）铁-铜析出化合物铁-铝铝-铜2）化合物：是指合金组元按一定的原子数量比，化合成一种完全不同于原来组元晶格的新相，且具有金属特性的固体合金。特点：硬而脆，不能用于连接金属。焊缝出现塑性、韧性下降。2、异种金属间的热物理性能差异讲授焊接性的概念提问金属材料有关金相结构的知识借助板图讲解影响焊接性因素：化学性能、力学性能，主要热物理性能。1）熔化温度（熔点）熔点相近：常用焊接技术和工艺熔点相差100℃以上：很难采用常用焊接技术和工艺铁：1535℃铜：1083℃镍：1453℃铝：660℃镁：648.8℃2）热膨胀系数焊缝及母材冷却收缩不一致，冷却产生较大焊接应力，焊接接头过早损坏。3）热导率和比热容影响焊接热循环和结晶过程，对导热好的金属预热，焊接电弧偏向导热好的一侧。三、异种金属焊接的主要问题（25分钟）合金成分、冶金、物理、化学性能有差别，比焊同种金属困难。接头特点：1、化学成分的不均匀性两种金属合金成分有明显差异，熔化区的化学成分相互稀释。取决：母材、填充材料原始成分，焊接工艺。电流↓熔深↓稀释↓不均匀性↓2、组织的不均匀性由于焊接热循环作用，组织不同。取决：母材、填充的化学成分，焊接方法、焊接层次、焊接工艺、焊后处理。3、性能的不均匀性力学性能的不同（强度、硬度、塑性、韧性），物理性能（膨结合实际举例胀系数、导热率）差异。4、应力场分布的不均匀性各区域残余应力分布不均匀。原因：接头区域塑性、膨胀系数、导热率的差异。焊接接头断裂的主要原因。四、异种金属焊接方法的选择（20分钟）1、熔焊熔焊，两种母材金属熔化，稀释作用明显。稀释率，焊条30％以下，熔化极气保焊10％-50％，埋弧焊10％-75％左右。为减少稀释，降低熔合比，通常采用热量集中的热源电子束焊、激光焊、等离子焊等。工艺：↓熔深，摆动焊丝、带状焊丝、附加不通电焊丝等工艺。2、钎焊接头不存在稀释问题，存在铸造组织，最常用的焊接方法之一。1）熔焊-钎焊特点：低熔点母材一侧为熔焊，高熔点母材钎焊。要求：钎料对高熔点母材有良好润湿性。例如：钢-铜2）共晶扩散钎焊加热一定温度，两金属面形成低熔点共晶体，或钎料与两金属形成低熔点共晶体，扩散到母材并均匀化。3）压焊特点：不加热或加热温度低，避免对母材的热影响，防止产生金属间化合物或被挤出，也不存在稀释问题。讲授异种金属焊接的方法借助实例加深理解接头要求：点焊、缝焊、超声波焊搭接接头摩擦焊至少一个工件旋转体界面爆炸焊适于较大面积连接课堂小结：（8分钟）本次课主要讲述了：一、异种金属焊接的概念1、什么叫异种金属焊接2、异种金属焊接的分类二、异种金属焊接性1、异种金属金相结构2、异种金属热物理性能三、异种金属焊接的主要问题四、异种金属的焊接方法布置作业：（2分钟）1、什么叫异种金属焊接？异种金属焊接的分类？2、什么叫金属的焊接性？3、异种金属的金相组织及性能特点？4、异种金属焊接易出现的问题？5、异种金属的焊接方法？课后小结知识点巩固记忆河北省技工学校表5—1教师课时授课计划学校：唐山劳动技师学院授课序号授课日期授课班级缺席课题：§2-2异种钢的焊接（1）本次授课目的与要求：1、了解异种钢焊接分类2、了解异种钢的焊接性3、掌握异种钢焊接的工艺原则课堂类型：综合课教具、挂图与参考书：《高级焊工工艺与技能训练》中国劳动社会保障出版社《焊工初中高教程》中国劳动出版社考核对象：全体学生，随机提问复习旧课要点：1、异种金属焊接易出现的问题2、焊接异种金属的方法新课难点，重点与解决措施：难点、重点：1、金相组织相同的异种钢焊接工艺2、金相组织不同的异种钢焊接工艺解决措施：1、结合上次课内容进行对比记忆。2、加强课题听讲效果检查，调动听课积极性。表5—2巩固新课要点：§2-2异种钢的焊接（1）一、异种钢焊接概述1、异种钢焊接种类2、异种钢焊接工艺要点3、异种钢焊接的工艺原则课外作业（复习题）：1、异种钢焊接的三种类型？2、焊接材料的选择原则？任课教师：组长审阅：年月日年月日本课题小结与改进措施：小结：1、异种钢焊接的三种类型2、异种钢焊接的工艺要点3、异种钢焊接的工艺原则新课内容（附后）课时安排：2课时（90分钟）教学方法：讲授、举例、探究、提问旧课复习：（3分钟）1、什么叫异种金属焊接2、异种金属焊接的分类3、异种金属焊接的主要问题引入新课：（2分钟）通过举实例，讲解异种钢焊接的应用场合，异种钢焊接的实际意义。新课内容：§2-2异种钢的焊接（1）一、异种钢焊接概述（30分钟）1、异种钢焊接种类常用异种钢按其金相组织可分为三种类型：珠光体钢（低、中碳钢，低合金钢）三种铁素体和铁素体-马氏体钢（铬不锈钢）奥氏体和奥氏体-铁素体钢（铬镍不锈钢）2、异种钢焊接的工艺要点金相组织相同的异种钢焊接（合金化程度不同）异种钢组合金相组织不同的异种钢焊接1）金相组织相同的异种钢焊接（同类钢中不同牌号钢之间的焊接）金相组织相同，物理性能没有很多差异。工艺措施：按合金程度较高的钢（焊接性较差的钢）选择焊接方法和制定工艺措施。焊接材料选择：与母材金相组织相同，按合金成分低的钢讲授异种金属焊接的方法借助实例加深理解通过简单提问检查上次课知识点的掌握情况通过举例讲解异种钢的应用及焊接的意义利用图表讲授异种钢焊接的分类选取。例如：不同牌号珠光体钢焊接∵碳是决定淬硬倾向的主要原因∴按碳当量少的钢选取焊条或焊丝焊前预热，按碳当量高的钢及厚度来决定。2）金相组织不同的异种钢的焊接金相组织不同，物理性能有很多差异，影响接头性能。焊接材料选择：产生过渡层小而韧性好的材料。工艺措施：熔合比尽量小，减少稀释；避免熔敷金属与母材金属搅拌。焊前预热取决于焊缝金属的合金化程度。焊后热处理要慎重，金相组织不同其物理性能差异大，热处理能改善接头性能，但对残余应力未必消除，又可能增加。3、异种钢焊接的工艺原则（45分钟）1）焊接方法的选择大部分熔焊都适合。依据：母材性质、接头形式、构件的工作条件、接头质量要求、生产效率、经济性来选择。焊条焊：工艺灵活、熔合比小、焊条种类多、适应性强。埋弧焊：生产率高、直线或环形大构件但焊接参数↑熔合比↑稀释率↑不同的珠光体钢及珠光体钢与高铬马氏体钢焊接，采用CO2焊，适应性强。异种奥氏体钢及奥氏体钢与珠光体钢焊接，钨极氩弧焊或熔化极氩弧焊，质量稳定可靠。提醒同学们课下复习金属材料结合金属材料相关内容讲解2）焊接材料的选择原则①保证焊接接头的使用性能。②能防止接头产生冷热裂纹。③焊缝金属强度塑性不能兼顾时，选用塑性较好的材料。④能防止气孔、夹渣等缺陷产生，是焊缝有一定的致密性。⑤具有良好的工艺性，焊缝美观。⑥焊缝金属组织有稳定性。3）坡口角度的选择主要根据母材的厚度；还要控制熔合比，来控制稀释度。坡口角度↑熔合比↓坡口角度↓熔合比↑4）焊接规范的选择∵线能量↑熔合比↑∴应尽量采用小电流、高焊速、短电弧，降低母材熔化量，保证较小的熔合比5）预热及焊后热处理预热：同种金相组织、合金程度不同的异种钢，按焊接性较差的钢选择预热温度和规范，防止产生裂纹。不同金相组织异种钢，依据两种钢的焊接性和焊接材料的化学成分，选择温度和规范。若被焊金属不能后热处理，采用奥氏体焊条焊接，则预热温度应低些。焊后热处理：同种钢，后热处理目的改善接头组织性能，消除残余应力，促使焊缝氢逸出。异种钢，热处理规范复杂。金相基本相同时，按合金含量高的钢确定热处理规范；金相不同时，加热冷却后应力重新分通过版图分析绘制表格方便记忆布，可能裂纹（例如：珠光体钢和奥氏体钢）。因此具体分析，通过实验确定。课堂小结：（8分钟）本次课主要讲述了：1、异种钢的分类2、异种钢的工艺要点3、异种钢焊接的工艺原则布置作业：（2分钟）1、异种钢焊接按金相组织分哪三种类型？2、异种钢焊接工艺方法的选择原则？3、异种钢焊接材料的选择原则？总结本次课内容布置作业加深记忆河北省技工学校表5—1教师课时授课计划学校：唐山劳动技师学院授课序号授课日期授课班级缺席课题：§2-2异种钢的焊接（2）低碳钢与低合金钢的焊接本次授课目的与要求：1、了解低碳钢与低合金钢焊接特点和方法2、熟悉低碳钢与低合金钢的焊接工艺3、掌握低碳钢与低碳钢的焊接课堂类型：综合课教具、挂图与参考书：《高级焊工工艺与技能训练》中国劳动社会保障出版社《焊工初中高教程》中国劳动出版社考核对象：全体学生，随机提问复习旧课要点：1、低碳钢焊接的三种类型2、金相组织相同的异种钢焊接要点3、金相组织不同的异种钢焊接要点新课难点，重点与解决措施：难点、重点：低碳钢与低合金钢焊接材料、规范的选择原则。解决措施：1、结合生产实例进行讲授2、调动学生听课积极性，加强课题检查表5—2巩固新课要点：§2-2异种钢的焊接（2）二、低碳钢与低合金钢的焊接1、低碳钢与低合金钢的焊接性2、焊接材料的选用3、焊接工艺要素课外作业（复习题）：1、低碳钢与低合金钢焊接易出现的问题防止2、焊接材料、工艺选择任课教师：组长审阅：年月日年月日本课题小结与改进措施：小结：1、低碳钢低合金钢焊接性2、焊接材料、工艺选择措施：知识较抽象，多利用生产实例讲授新课内容（附后）