金屬材料的焊接工藝教案

1、 教學(xué)授課計(jì)劃授課班級(jí)授課日期授課題目 §111 金屬的焊接性 目的要求 理解掌握焊接性的概念及焊接性的間接判斷法： 了解影響焊接性的因素和焊接性的直接試驗(yàn)法。 重點(diǎn)難點(diǎn) 碳當(dāng)量法 組織教學(xué) 審視學(xué)生風(fēng)貌 記錄考勤情況 總結(jié)復(fù)習(xí) 鋼板焊接與焊接金屬的性質(zhì)的關(guān)系分析 導(dǎo)入新課 在工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，不僅會(huì)遇到制造焊接結(jié)構(gòu)的各種金屬材料，而且還會(huì)遇到一些金屬結(jié)構(gòu)的修復(fù)，如鑄鐵的焊補(bǔ)等。因此，掌握這些金屬材料的焊接性及焊接工藝對(duì)保證焊接結(jié)構(gòu)的質(zhì)量是至關(guān)重要的。 課前提問 金屬的性質(zhì)有哪些？ 答：物理性能 化學(xué)性能 力學(xué)性能 工藝性能 教學(xué)方式和手段 講授 教學(xué)媒介 教科書 多媒體 講授內(nèi)容（ 7

2、0 ）分鐘一、焊接性概念 焊接性只是一個(gè)相對(duì)的概念，所涉及的問題較為復(fù)雜，至今沒有一個(gè)嚴(yán)格的定義，我們可將其理理解為金屬是否能適應(yīng)焊接加工而形成完整的，具備一定使用性能的焊接接頭的特性。 它包括兩方面的內(nèi)容： 1.接合性能- 金屬在經(jīng)受焊接加工時(shí)對(duì)缺陷的敏感性； 2.使用性能-焊成的接頭在一定的使用條件下可靠運(yùn)行的能力。二、影響焊接性的因素 1材料因素 指焊件本身和使用的焊接材料，其中材料的化學(xué)成分對(duì)金屬的焊接性起主要作用。 2.工藝因素 指焊接工藝方法和工藝措施。 3結(jié)構(gòu)因素 指焊接接頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要包括接頭處的剛度，應(yīng)力集中和多軸應(yīng)力等方面 的因素。 4使用條件 主要指的是工作環(huán)境，即焊

3、接結(jié)構(gòu)必須符合使用條件的要求。三、焊接性的間接判斷法 1碳當(dāng)量 碳當(dāng)量指鋼中合金元素（包括碳）的含量按其作用換算成碳的相當(dāng)含量。 2碳當(dāng)量法 碳當(dāng)量法是一種粗略估價(jià)低合金鋼冷裂敏感性的方法。由于焊接熱影響區(qū)的淬硬及冷裂傾向與化學(xué)成分直接有磁，其中C對(duì)淬硬及冷裂影響最顯著，所以人們將各種元素的作用按照相當(dāng)C的作用而折合疊加，求得所謂“碳當(dāng)量”，即“Ceq”以“Ceq”的大小為估價(jià)淬硬及冷裂傾向大小的指標(biāo)，認(rèn)為Ceq越小，焊接性越好。 3計(jì)算公式 國(guó)際焊接學(xué)會(huì)（IIW）推薦：Ceq=C+（） 當(dāng)Ceq0.4，鋼材的淬硬傾向不明量，焊接性優(yōu)良，焊前可不必預(yù)熱。 當(dāng)0.4Ceq0.6，淬硬傾向漸明顯，

4、需適當(dāng)預(yù)熱，控制淺能量等。 當(dāng)Ceq0.6，淬硬傾向較強(qiáng)，難焊需采取較高的預(yù)熱溫度和嚴(yán)格的工藝措施。四、焊接性的直接試驗(yàn)法 1目的 （1）選擇適用于基本金屬的焊接材料； （2）確定合適的焊接工藝參數(shù)； （3）用于研制新的材料。 2內(nèi)容 （1）抗裂性試驗(yàn)； 抵抗熱裂紋、冷裂冷、脆性轉(zhuǎn)變能力。 （2）焊接接頭的使用性能。 3選擇的制定焊接性試驗(yàn)方法的原則 （1）針對(duì)性 試驗(yàn)條件應(yīng)盡可能接近焊接時(shí)的實(shí)際條件。 （2）可靠性 a. 嚴(yán)格試驗(yàn)條件；b.盡可能自動(dòng)化、機(jī)械化。（3）經(jīng)濟(jì)性 力求做到省材、省時(shí)、省費(fèi)用。總結(jié)鞏固新課：本節(jié)主要介紹了金屬焊接性的概念及影響因素，焊接性的間接判斷法，即碳當(dāng)量法，焊

5、接性的直接試驗(yàn)法。布置作業(yè)：習(xí)題冊(cè)參考資料 焊工鑒定教材 教學(xué)后記 編寫日期： 年 月 日 教師： 簽字 教學(xué)授課計(jì)劃授課班級(jí)授課日期授課題目 §112 金屬材料常用焊接工藝措施 目的要求 掌握預(yù)熱、后熱及焊后熱處理等常用焊接工藝措施的作用和實(shí)施方法。重點(diǎn)難點(diǎn) 焊后熱處理的作用及實(shí)施方法 組織教學(xué) 審視學(xué)生風(fēng)貌 記錄考勤情況 總結(jié)復(fù)習(xí) 焊接性的判斷方法 導(dǎo)入新課 各種金屬材料的焊接性不同，且影響因素較多 。因此為了保證焊接質(zhì)量，常對(duì)焊接性差或較差的金屬材料采取預(yù)熱、后熱、焊后熱處理等工藝措施。 課前提問 何為之碳當(dāng)量？ 答：碳當(dāng)量指鋼中合金元素（包括碳）的含量按其作用換算成碳的相當(dāng)含

6、量。 教學(xué)方式和手段 講授法 教學(xué)媒介 教科書 多媒體 講授內(nèi)容（ 70 ）分鐘1、 預(yù)熱 1、定義 焊接開始前對(duì)焊件全部或局部進(jìn)行加熱的工藝措施稱為預(yù)熱。按照焊接工藝的規(guī)定，預(yù)熱需要達(dá)到的溫度稱為預(yù)熱溫度。 2、作用 降低焊后冷卻速度和減小因溫差而造成的焊接應(yīng)力。 3、預(yù)熱溫度選擇原則 剛度不大的低碳鋼、強(qiáng)度級(jí)別較低的低合金鋼的一般結(jié)構(gòu)不必預(yù)熱； 奧氏體不銹鋼焊接時(shí)，為防止晶間腐蝕不預(yù)熱； 碳當(dāng)量越大、母材越厚、剛度越大、環(huán)境溫度越低，則預(yù)熱溫度越高； 多層多道焊時(shí)，道間溫度不低于預(yù)熱溫度； 4、預(yù)熱方法 有火焰加熱、工頻感應(yīng)加熱、紅外線加熱等。 加熱寬度一般在坡口兩側(cè)各75100范圍，且不

7、小于板厚的5倍。2、 后熱 1、定義 焊接后立即對(duì)焊件的全部或局部進(jìn)行加熱或保溫，使其緩冷的工藝措施稱為后熱，它不等于焊后熱處理。 2、作用 避免形成淬硬組織；使氫逸出焊縫表面；防止裂紋產(chǎn)生。 對(duì)于冷裂傾向大的低合金鋼等材料，進(jìn)行專門的消氫處理，即焊后立即將焊件加熱到250350溫度范圍，保溫26h后空冷，其目的是消除焊縫金屬中的擴(kuò)散氫。 3、加熱方法 后熱的加熱方法、寬度、測(cè)溫部位等要求與預(yù)熱相同。3、 焊后熱處理 1、定義 焊后為改善焊接接頭的組織和性能或消除焊接殘余應(yīng)力而進(jìn)行的熱處理，稱為焊后熱處理。 2、作用 消除殘余應(yīng)力；軟化淬硬部位； 改善焊縫和熱影響區(qū)的組織和性能； 提高接頭的塑

8、性和韌性； 穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的尺寸。 3、種類 600650范圍內(nèi)的消除應(yīng)力退火； 低于AC1線的高溫回火； 奧氏體不銹鋼的均勻化處理。 4、方法 整體熱處理 局部熱處理 5、焊后熱處理的應(yīng)用 母材強(qiáng)度級(jí)別高，產(chǎn)生延遲裂紋傾向大的普低鋼； 低溫工作的容器和焊接結(jié)構(gòu)； 承受交變載荷工作，要求疲勞強(qiáng)度高的構(gòu)件； 有應(yīng)力腐蝕和焊后要求幾何尺寸穩(wěn)定的焊接結(jié)構(gòu)。 總結(jié)鞏固新課：本節(jié)主要介紹了預(yù)熱、后熱、焊后熱處理的定義、作用、 實(shí)施方法及選用原則。布置作業(yè)：習(xí)題冊(cè)參考資料 焊工鑒定教材 教學(xué)后記 編寫日期： 年 月 日 教師： 簽字 教學(xué)授課計(jì)劃授課班級(jí)授課日期授課題目 §113 碳素鋼的焊接 目的要

9、求 了解碳素鋼的組成及分類； 理解掌握低、中碳鋼的接性及焊接工藝。 重點(diǎn)難點(diǎn) 低、中碳鋼的焊接 組織教學(xué) 審視學(xué)生風(fēng)貌 記錄考勤情況 總結(jié)復(fù)習(xí) 碳鋼的基本常識(shí) 導(dǎo)入新課 碳素鋼簡(jiǎn)稱碳鋼，是含碳量小于2.11的鐵碳合金。碳素鋼是工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的材料。了解其焊接性就具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。 課前提問 碳鋼是怎樣分類的？ 答：按含碳量；按質(zhì)量等級(jí)；按脫氧方式。 教學(xué)方式和手段 講授 教學(xué)媒介 教科書 多媒體 講授內(nèi)容（ 70 ）分鐘一、碳素鋼的成分 碳素鋼是以鐵為基體，C為主要合金元素的鐵碳合金，其中C的含量很低。通常C1,Mn1.65,Si0.60。二、碳鋼的分類 1、按鋼的含碳量分類 低碳鋼：

10、C0.25% 中碳鋼：C 0.25%0.60% 高碳鋼：C 0.60% 2、 按鋼的質(zhì)量分類 （S、P的含量的多少） 普通鋼： S0.050% P0.045% 優(yōu)質(zhì)鋼： S0.035% P0.035%高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼： S0.025% P0.025% 3、按鋼的用途分類 結(jié)構(gòu)鋼：機(jī)械零件、工程構(gòu)件 （C0.70% ） 工具鋼：刀具、模具、量具 （ C 0.70% ） 4、 按脫氧程度不同分類 沸騰鋼：脫氧程度不完全的鋼 （F）鎮(zhèn)靜鋼：脫氧程度完全的鋼 （Z） 半鎮(zhèn)靜鋼：介于沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼（ b ）特殊鎮(zhèn)靜鋼：脫氧程度很完全的鋼 （TZ） 鎮(zhèn)靜鋼：表面質(zhì)量一般，偏析較輕，沖擊韌性良好。 沸騰鋼：表面質(zhì)

11、量較 好，偏析較嚴(yán)重，沖擊韌性較差。 二者強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率大致相同。三、低碳鋼的焊接 1焊接性 （1）是焊接性最好的金屬； （2）不需預(yù)熱，焊后熱處理等工藝措施； （3）可滿足手工焊各種空間位置的焊接，且焊接工藝和操作技術(shù)較簡(jiǎn)單、易掌握。 （4）對(duì)焊接電源方法無(wú)特殊要求，一般交、直流弧焊機(jī)都可用。 2常用的焊接方法和焊接材料 幾乎所用的焊接方法均可采用，用的最多是手工電弧焊、埋弧自動(dòng)焊、CO2氣保焊、電渣焊等。 （1）手工電弧焊 應(yīng)用最廣泛，焊條的選擇是根據(jù)低碳鋼的強(qiáng)度等級(jí)選用相應(yīng)強(qiáng)度等級(jí)的結(jié)構(gòu)鋼焊條。 （2）埋弧焊 采有HO8A、HO8MnA等焊絲和焊劑431or430；工藝上應(yīng)注意焊劑的烘干和

12、域坡口的清理。 （3）CO2氣保焊 用HO8MnSi、HO8MnSiA、HO8Mn2SiA焊絲 （4）電渣焊 焊絲：H10MnSiA、H10Mn2A、H10Mn2MOA； 焊劑：焊劑360 另：當(dāng)f較大or剛性很大，且對(duì)接頭性能要求較高時(shí)，則應(yīng)焊后熱處理，其目的是a.消除焊接應(yīng)力；b.改善局部組織及平衡接頭各部位的性能。四、中碳鋼的焊接 1焊接性 與低碳鋼相比較，焊接性較差，常見的有35號(hào)，45號(hào)，55號(hào)等。 （1）焊縫金屬易產(chǎn)生熱裂紋； （2）熱影響區(qū)易產(chǎn)生冷裂紋； 2焊接工藝 （1）盡量采用堿性焊條； 因其抗冷裂和抗熱裂性能較好。 （2）預(yù)熱 35、45、150250（250400） （3

13、）工藝措施a. U型坡口；b. 多層焊時(shí)，第一層焊縫盡量采用小I，慢焊速；c. 焊條應(yīng)烘干，烘干溫度為350400，保溫2h；d. 焊后輕錘擊焊縫；e. 焊后緩冷；f. 焊后熱處理。一般作600650清除應(yīng)力回大處理?？偨Y(jié)鞏固新課：本節(jié)主要介紹了碳素鋼的成分及分類。低碳鋼的焊接性及焊接工藝，中碳鋼的焊接性及焊接工藝。布置作業(yè)：習(xí)題冊(cè)參考資料 焊工鑒定教材 教學(xué)后記 編寫日期： 年 月 日 教師： 簽字 教學(xué)授課計(jì)劃授課班級(jí)授課日期授課題目 §114 低合金鋼高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的焊接 目的要求 了解低合金鋼高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼成分、特點(diǎn)、分類 理解低合金鋼高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的焊接性； 掌握的焊接材料選擇及

14、 16Mn、15MnV等的焊接。 重點(diǎn)難點(diǎn) 低合金鋼高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼焊接工藝 組織教學(xué) 審視學(xué)生風(fēng)貌 記錄考勤情況 總結(jié)復(fù)習(xí) 低合金鋼簡(jiǎn)介 導(dǎo)入新課 低合金鋼是在碳鋼的基礎(chǔ)上添加了不超過(guò)5的合金元素的鋼。利用焊接來(lái)制造焊接結(jié)構(gòu)的低合金鋼可分為強(qiáng)度用結(jié)構(gòu)鋼和專業(yè)用結(jié)構(gòu)鋼。低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼分為Q295、Q345、Q390、Q420、Q460五類，按質(zhì)量等級(jí)分為A、B、C、D、E五級(jí)。課前提問 中碳鋼的焊接性如何？ 答：焊縫金屬易產(chǎn)生熱裂紋；熱影響區(qū)易產(chǎn)生冷裂紋； 教學(xué)方式和手段 講授 教學(xué)媒介 教科書 多媒體 講授內(nèi)容（ 70 ）分鐘一、低合金結(jié)構(gòu)鋼簡(jiǎn)介 合金結(jié)構(gòu)鋼就是在碳素鋼的基礎(chǔ)上，根據(jù)對(duì)性能的

15、不同要求，添加了一定的合金元素。其大致可分為兩大類：一類是強(qiáng)度用鋼，主要是根據(jù)強(qiáng)度來(lái)選用的，普低鋼即屬此類，合金化的目的是為了提高強(qiáng)度，并保證足夠的塑性和韌性；另一類是特殊有鋼，主要是為了滿足一些特殊使用性能的要求，如高溫性能、低溫性能和耐蝕性能等。二、低合金鋼高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的焊接性 對(duì)于一些強(qiáng)度較低的普低鋼（300400Mpa）的焊接性接近于低碳鋼，焊接性良好；而對(duì)于一些強(qiáng)度較高、且厚度較大的結(jié)構(gòu)剛性較大的焊件，焊接時(shí)應(yīng)采取一定的工藝措施，易出現(xiàn)的問題如下： 1熱影響區(qū)的淬硬傾向 影響熱影響區(qū)淬硬程度的主要因素是 （1）化學(xué)成分 一般來(lái)講，鋼的含碳量和合金元素含量愈高，其淬硬傾向愈大。 （2）

16、冷卻速度 焊件在焊后冷卻速度愈大，其淬硬傾向愈大。 2焊接接頭的冷裂紋 冷裂紋是焊接這類鋼時(shí)的一個(gè)主要問題。從材料本身考慮淬硬 組織，是引起冷裂紋的決定性因素。其防止措施見§64。 3熱裂紋 從這類鋼的成分來(lái)看，一般含C量都較低，而含Mn量較高，Mn/s比符合要求，具有較了的抗熱裂性能。正常情況下焊縫中不會(huì)出現(xiàn)熱裂紋，但當(dāng)材料成分不合格的因嚴(yán)重偏析使局部C、S含量偏高時(shí)，Mn/s就可能低于要求而出現(xiàn)熱裂紋。三、焊接材料的選擇 焊接材料的選擇，應(yīng)根據(jù)焊件的化學(xué)成、機(jī)械性能、接頭剛性坡口形式以及使用要求來(lái)決定。由于合金結(jié)構(gòu)鋼正常情況下熱裂、冷裂傾向很小，故其選擇材料的主要依據(jù)是保證焊縫金

17、屬的強(qiáng)度、塑性和韌性等機(jī)械性能與母材相匹配，為達(dá)到這一目的，在選擇焊接材料時(shí)，應(yīng)該從母材的機(jī)械性能出發(fā)，選擇相應(yīng)強(qiáng)度級(jí)別的焊接材料，而并不是從化學(xué)成分出發(fā)，選擇與母材成分完全一樣的焊接材料。這樣，不僅沒有必要，而且往往會(huì)得到很壞的結(jié)果。 其具體選擇見課本P182-表11-44、 控制焊接熱輸入 Q295、Q345鋼脆化冷裂傾向小，對(duì)熱輸入沒有嚴(yán)格限制，但熱輸入小些更有利。 其他條件下為防止淬硬傾向增大，產(chǎn)生冷裂，熱輸入應(yīng)偏大些。 強(qiáng)度級(jí)別高的低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼采用預(yù)熱配合小的熱輸入更合理。5、 幾種常用低合金鋼高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的焊接工藝要求 116Mn鋼的焊接 它是屬于350Mpa級(jí)的普低鋼，其冶

18、煉、加工和焊接性都較好，普遍用于制造各種焊接結(jié)構(gòu)和客器。 （1）焊接性 焊接性良好，淬硬傾向比235鋼稍大一些，一般情況下，不用采取特殊的工藝措施，但在低溫條件下焊接厚度、剛性較大的結(jié)構(gòu)時(shí)，可能出現(xiàn)裂紋，應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱詳見表126。 （2）常用的焊接方法 a.手工電弧焊 采用強(qiáng)度等級(jí)為E50的焊條，如：E5016、E5015（堿）E5003、E5001、E5503、E5501等，（E4316、E4315）。 b.埋弧自動(dòng)焊 焊劑：高錳、高硅、如焊劑431、焊劑350（焊前應(yīng)25012h烘干） 焊絲：HO8A（不開坡口）、HO8MnA、H10Mn2（大與深坡口）、H10MnSi（開坡口） c.

19、CO2焊 薄板結(jié)構(gòu)及厚板窄間隙焊時(shí)，細(xì)焊絲0.61.2 中厚板結(jié)構(gòu)鑄鋼件補(bǔ)焊時(shí)，粗焊線 常用的焊絲有：HO8Mn2Si 215MnV和15MnTi的焊接 屬于400Mpa級(jí)的普低鋼，是在16Mn中加少量的V和Ti，從而使鋼的強(qiáng)度提高，減少過(guò)熱傾向，具有良好的焊接性，基本與16Mn同?？偨Y(jié)鞏固新課：了解低合金鋼高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼成分、特點(diǎn)、分類，理解掌握普低鋼的焊接性、焊接材料的選擇以及16Mn、15MnV等的焊接。布置作業(yè)：習(xí)題冊(cè)參考資料 焊工鑒定教材 教學(xué)后記 編寫日期： 年 月 日 教師： 簽字 教學(xué)授課計(jì)劃授課班級(jí)授課日期授課題目 §115 珠光體耐熱鋼的焊接 目的要求 了解耐熱鋼的

20、特性； 理解掌握耐熱鋼焊接性及焊接工藝。 重點(diǎn)難點(diǎn) 耐熱鋼的特點(diǎn)、焊接性及焊接工藝 組織教學(xué) 審視學(xué)生風(fēng)貌 記錄考勤情況 總結(jié)復(fù)習(xí) 低合金鋼的基本分類 導(dǎo)入新課 具有足夠的高溫強(qiáng)度和抗高溫氧化性的鋼叫做耐熱鋼。珠光體耐熱鋼是以鉻、鉬為主要合金元素的低合金鋼，由于它的基本組織（供貨狀態(tài)組織）是珠光體（珠光體+鐵素體），故稱珠光體耐熱鋼，如15Mo、12GrMo、15GrMo、12Gr1MoV等。 課前提問 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的焊接性如何？ 答：焊接裂紋 ；粗晶區(qū)脆化。 教學(xué)方式和手段 講授 教學(xué)媒介 教科書 多媒體 講授內(nèi)容（ 70 ）分鐘 一、珠光體耐熱鋼簡(jiǎn)介 1定義 以鉻、鉬為主要合金元素的

21、低合金鋼、其基體組織是珠光體C珠光體+鐵素體）。 2特性 （1）高溫強(qiáng)度 由于鉬的熔點(diǎn)很高，故在高溫下能保持較高的強(qiáng)度，其工作溫度高達(dá)600，若加入少量的V、W、Nb、Ti等后，可進(jìn)一步提高熱強(qiáng)性。 （2）高溫抗氧化性 由于鉻與氧的親和力比鐵大，故在金屬表面形成一層致密難熔的保護(hù)膜（氧化鉻），從而防止了內(nèi)部金屬的氧化，但碳會(huì)與鉻反應(yīng)形成化合物，而降低鉻的有效濃度，故應(yīng)限制C 的含量，一般C0.25。 （3）應(yīng)用 廣泛應(yīng)用于制造蒸汽動(dòng)力發(fā)電設(shè)備及石油化工行業(yè)。二、焊接性 珠光體耐熱鋼的焊接性與低碳調(diào)質(zhì)高強(qiáng)鋼很相似，主要問題是熱影響區(qū)的硬化、冷裂紋、軟化以及焊后熱處理的高溫長(zhǎng)期使用中的角熱裂紋問題

22、。另外，在一些CrMo鋼中具有明顯的回火脆化現(xiàn)象。三、珠光體耐熱鋼焊接工藝 1預(yù)熱 150300，（在焊接過(guò)程始終保持） 2保溫焊和連續(xù)焊 保溫焊：指在焊接過(guò)和中，近縫區(qū)（30100mm）保持足夠的溫度。 連續(xù)焊：指焊接過(guò)程不間斷。若必須間斷，則應(yīng)使焊件緩慢均勻地冷卻，再焊之前仍須預(yù)熱。 3短道焊 方法：是如果焊一條長(zhǎng)焊縫，則每一道不要焊大長(zhǎng)，使之重復(fù)受熱如P184圖112示。 目的：使焊縫及熱影響區(qū)緩慢冷卻。 4自由狀態(tài)下焊； 盡量避免使用胎夾具。 5焊后緩冷 焊后立即將焊件用石棉布覆蓋，or直接放在石棉灰中。 6焊后熱處理 目的：防止延遲裂收、消除應(yīng)力、改善組織 常用方法有：高溫回火、退火

23、處理 高溫回火：焊后將焊加熱至700750，保溫然后在靜止空氣中冷卻。 退火處理：將焊件加熱至840910，保溫一定的時(shí)間23min/mm，然后以30°c/h冷卻至540。再爐冷or冷至室溫。 通過(guò)預(yù)熱，特別是焊后熱處理，珠光體耐熱鋼接頭的薄弱環(huán)節(jié)往往不再是熔合淺附近的硬化區(qū)，而常常是硬度明顯下降的軟化區(qū)，而焊后高溫回火不但不能使“白帶”區(qū)的硬度恢復(fù)，甚至還會(huì)稍有降低，只能經(jīng)正火十回火才能改善，另從焊接工藝上應(yīng)盡可能減小焊接線能量及預(yù)熱溫度。但過(guò)小會(huì)增大熔合區(qū)的硬化程度，對(duì)韌性和防止裂紋都不利，故確定時(shí)應(yīng)綜合考慮接頭各種性能的要求。 7焊接材料的選擇 在選擇焊接材料時(shí)，為了保證焊縫性

24、能同母材匹配，具有必要的熱強(qiáng)性。焊縫成分應(yīng)力求與母材相近。 如：手弧焊：焊條主要根據(jù)化學(xué)成分，而不是常溫機(jī)械性能、使用原則與堿性焊條同即烘干。焊件清理，直流反接，短弧等。也可用奧氏體不銹鋼焊條，焊前需預(yù)熱，焊后不用熱處理。 埋弧焊：選用與焊件成分相同的焊絲配焊劑250?？偨Y(jié)鞏固新課：本節(jié)主要介紹了耐熱鋼的特性，成分，焊接性，焊接工藝及常用焊接方法，焊接材料的選擇。布置作業(yè)：習(xí)題冊(cè)參考資料 焊工鑒定教材 教學(xué)后記 編寫日期： 年 月 日 教師： 簽字 教學(xué)授課計(jì)劃授課班級(jí)授課日期授課題目 §116 低溫鋼的焊接 目的要求 了解低溫鋼的特點(diǎn)；理解低溫鋼的焊接性； 掌握低溫鋼的焊接工藝。

25、重點(diǎn)難點(diǎn) 低溫鋼的焊接工藝。 組織教學(xué) 審視學(xué)生風(fēng)貌 記錄考勤情況 總結(jié)復(fù)習(xí) 珠光體耐熱鋼的焊接工藝 導(dǎo)入新課 低溫用鋼主要用于制造低溫下工作的容器、管道和結(jié)構(gòu)。如LNG船、液氮儲(chǔ)罐等。 課前提問 金屬材料的韌性指標(biāo)指的是什么？ 答：金屬材料抗脆斷的能力。 教學(xué)方式和手段 講授 教學(xué)媒介 教科書 多媒體 講授內(nèi)容（ 70 ）分鐘一、低溫鋼的特點(diǎn) 1、對(duì)低溫鋼的認(rèn)識(shí)： 用于制造-20-253低溫下工作的焊接結(jié)構(gòu)的專用鋼材，稱為低溫鋼。低溫鋼按使用溫度不同，可分為-40、-50、-60、-70、-80、-90、-100、-196及-256九個(gè)溫度級(jí)別。 2、低溫鋼的分類：根據(jù)化學(xué)成分和組織特點(diǎn)，分

26、為三大類： （1）低合金鐵素體型低溫鋼：含合金元素總量不超過(guò)5%。組織為鐵素體加少量珠光體，在-40-110范圍內(nèi)使用。 舉例：低合金低溫鋼16MnDR（-40 ）、低溫碳鋼ASTM A333Gr6（ -45 ） 、 3.5Ni 鋼ASTM A333Gr3 （-100 ）等。 （2）中合金低碳馬氏體型低溫鋼：合金元素含量大于5-10%。組織與熱處理方法有關(guān)：淬火后的組織為低碳馬氏體；正火后的組織為低碳馬氏體、鐵素體及少量奧氏體；回火后的組織為含鎳鐵素體和少量富碳奧氏體。 舉例：典型鋼種有9Ni鋼：回火后的組織使9Ni鋼在-196低溫下仍具有優(yōu)良的低溫韌性。 （3）高合金奧氏體型低溫鋼：合金元素

27、總含量大于10%，組織為奧氏體，在-196-269的低溫下仍保持相當(dāng)高的韌性。 舉例：1Cr18Ni9Ti等。 3、低溫鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生脆性斷裂的必要條件： （1）必須具備由外載荷及殘余內(nèi)應(yīng)力引起的一定應(yīng)力水平； （2）由結(jié)構(gòu)、材料、制造缺陷引起的缺口效應(yīng)，其中由焊接而引起的缺陷（幾何的或冶金的）往往是脆斷的裂源。 （3）設(shè)備和管道的工作溫度低于材料的脆性轉(zhuǎn)變溫度 低合金低溫鋼的焊接特點(diǎn)： 二、低溫鋼的焊接性 1、不含鎳低溫鋼：由于其含碳量低、其他合金元素也不高，淬硬和冷裂傾向小，具有良好的焊接性。一般可不采用預(yù)熱，但應(yīng)避免在低溫下施焊。 2、含鎳低溫鋼：由于添加了鎳，增大了鋼的淬硬性，但不顯著，冷

28、裂傾向不大。當(dāng)板厚較大或拘束較大時(shí)，應(yīng)采用適當(dāng)預(yù)熱。 3、雖然鎳可能增大熱裂傾向，但是嚴(yán)格控制鋼及焊接材料中的C、S、P含量，以及采用合理的焊接工藝，增大焊縫成形系數(shù)，可以避免熱裂紋。 4、特別提醒：低溫下使用的焊接結(jié)構(gòu)易于發(fā)生脆性斷裂。所以保證焊縫和粗晶區(qū)的低溫韌性是低溫鋼焊接時(shí)的技術(shù)關(guān)鍵。 5、舉例：9Ni鋼的焊接特點(diǎn) （1）焊接接頭的低溫韌性問題（包括焊縫金屬、熔合區(qū)和粗晶區(qū)）。 （2）焊接熱裂紋問題，尤其表現(xiàn)為弧坑裂紋。 （3） 焊接冷裂紋問題：在低氫條件下一般不會(huì)產(chǎn)生冷裂紋。但高氫下也有一定冷裂敏感性。 （4） 焊接時(shí)電弧的磁偏吹問題：9Ni鋼系鐵磁性鋼，焊接時(shí)易發(fā)生電弧的磁偏吹，造

29、成夾渣、未熔合等焊接缺陷的產(chǎn)生 。 焊接磁偏吹的消除及控制措施： 采用永久磁鐵平衡法來(lái)消除焊接磁偏吹的影響。在坡口焊縫的背側(cè)移動(dòng)永久磁鐵，并用特斯拉計(jì)監(jiān)測(cè)，可以保證焊縫內(nèi)的剩磁接近于零。 采用交流焊接電源，由于電流方向的高頻率變換（每秒100次），磁場(chǎng)不會(huì)造成電弧偏吹。 避免使用大電流的碳弧氣刨清根，而改用砂輪打磨?！咳⒌蜏劁摰暮附庸に?1、低溫鋼焊接接頭的低溫韌性保證措施： （1）從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上充分考慮焊透，避免結(jié)構(gòu)不良而引起的人為缺陷。 （2）正確選擇焊材，保證焊縫足夠的沖擊韌性水平。 （3）正確制定焊接工藝，控制焊接線能量：采取小電流、快焊速、控制多層焊的層間溫度等措施。 （4）避免工藝

30、缺陷：防止焊接接頭產(chǎn)生各種應(yīng)力集中源。 （5）采用錘擊工件等強(qiáng)制手段進(jìn)行組裝會(huì)增加殘余應(yīng)力，易導(dǎo)致發(fā)生低應(yīng)力脆性斷裂破壞。所以規(guī)定低溫鋼在組裝過(guò)程中不允許采用錘擊等強(qiáng)制手段進(jìn)行組裝。 （6） 因?yàn)槿笨谛?yīng)往往是脆斷的裂源，所以不允許在受壓元件上刻劃或敲打材料標(biāo)記和焊工鋼印等導(dǎo)致產(chǎn)生缺口效應(yīng)的劃痕。 （7）焊件表面的電弧擦傷是應(yīng)力集中源，所以規(guī)定焊接時(shí)不得在焊件表面引弧、收弧和試驗(yàn)電流，嚴(yán)禁有電弧擦傷。 （8）對(duì)低溫鋼焊接實(shí)行表面退火焊道，對(duì)改善焊接接頭的韌性有相當(dāng)有利的作用。這種表面退火焊道通常可以用鎢極氬弧焊不填焊絲表面重熔來(lái)實(shí)現(xiàn)。 （9）為了消除表面層的柱狀組織，也可以最后多焊一層退火焊道

31、，再把退火焊道加工掉。 （10）焊后消除應(yīng)力熱處理可以降低低溫鋼焊接產(chǎn)品的脆斷危險(xiǎn)性。 5、低合金低溫鋼的焊條選用要點(diǎn)： 2、 低溫鋼焊接的主要矛盾是保證接頭的低溫韌性要求，防止接頭在使用過(guò)程中產(chǎn)生脆性斷裂，其強(qiáng)度通常均能滿足要求。故應(yīng)按以下原則選用與母材的使用溫度相適應(yīng)的焊條： （1）當(dāng)?shù)蜏劁摻Y(jié)構(gòu)的使用條件在-45以上時(shí)，可選用低溫韌性好的Ti-B系或高韌性普通低合金鋼焊條。如W507、J507RH。 （2）使用條件在-60以下的低溫鋼，一般均采用含鎳的低溫鋼焊條。如W607、W707Ni等。 （3）在-100左右使用的低溫鋼，通常均使用含3.5Ni或更高含鎳量并含一定量鉬的低溫鋼焊條。 如

32、W907Ni。 （4）對(duì)于9Ni鋼的焊接，常用的焊接材料有三種，即：含Ni約60%以上的Inconel型、含Ni約40%的Fe-Ni基型、含Ni13%-Cr16%的奧氏體不銹鋼改進(jìn)型。 如： 如ENiCrFe-2 、 ENiCrFe-4 、 ENiCrMo-6等焊條 。 （5）JB/T4709-2000規(guī)定：用于焊接低溫鋼的鎳鋼焊條的焊縫金屬夏比V型缺口沖擊吸收功在相應(yīng)低溫時(shí)應(yīng)不小于34J。 （6）低溫鋼焊條藥皮一般均采用低氫型。 總結(jié)鞏固新課：本節(jié)主要介紹了低溫鋼的特點(diǎn)，成分，焊接性，焊接工藝及焊接材料的選擇。布置作業(yè)：習(xí)題冊(cè)參考資料 焊工鑒定教材 教學(xué)后記 編寫日期： 年 月 日 教師：

33、簽字 教學(xué)授課計(jì)劃授課班級(jí)授課日期授課題目 §117 不銹鋼的焊接 目的要求 了解不銹鋼的性能，成分、分類； 理解掌握奧氏體不銹鋼的焊接性及焊接工藝； 理解掌握不銹復(fù)合鋼板的焊接。 重點(diǎn)難點(diǎn) 奧氏體不銹鋼的焊接 組織教學(xué) 審視學(xué)生風(fēng)貌 記錄考勤情況 總結(jié)復(fù)習(xí) 低溫鋼的焊接性 導(dǎo)入新課 具有足夠的高溫強(qiáng)度和抗高溫氧化性的鋼叫做耐熱鋼。珠光體耐熱鋼是以鉻、鉬為主要合金元素的低合金鋼，由于它的基本組織（供貨狀態(tài)組織）是珠光體（珠光體+鐵素體），故稱珠光體耐熱鋼，如15Mo、12GrMo、15GrMo、12Gr1MoV等。 課前提問 低溫鋼的焊接性如何？ 答： 脆化即保證焊縫和過(guò)熱區(qū)的低溫韌

34、性是低溫鋼焊接時(shí)的技術(shù)關(guān)鍵。 教學(xué)方式和手段 講授 教學(xué)媒介 教科書 多媒體 講授內(nèi)容（ 70 ）分鐘一、不銹鋼簡(jiǎn)介 1何謂之？ 指能抵抗大氣腐蝕的鋼稱為不銹鋼。 耐酸鋼：能抵抗某些酸性介質(zhì)的腐蝕。 耐熱鋼：在高溫下具有良好的抗氧化性和高溫強(qiáng)度。 由于上述二種鋼都能抵抗大氣的腐蝕，故也包括在不銹鋼內(nèi)。另，不銹鋼并不是絕對(duì)不會(huì)生銹。 2分類 （1）按化學(xué)成分不同分： a.鉻不銹鋼 如：1Cr13、2Cr13、Cr17等。 b.鉻鎳不銹鋼 如：0Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti等。 （2）按組織不同分： a.奧氏體鋼 應(yīng)用最廣的一種，以Cr18Ni8為代表的系列（簡(jiǎn)稱188）主要用于耐蝕條件下

35、；以Cr25Ni20為代表的系列（簡(jiǎn)稱2520）則主要用于做熱穩(wěn)定鋼，提高含碳量則用做熱強(qiáng)鋼。 b.鐵素體鋼 含Cr為1728%的高鉻鋼屬此類，主要用做熱穩(wěn)定鋼。也可做耐蝕鋼用。 c.馬氏體鋼 Cr13系列及以Cr12為基的多元合金化的鋼均屬此類。二、鉻鎳奧氏體不銹鋼的焊接 1焊接性 奧氏體鋼具有良好的耐蝕性、塑性、高溫性能和焊接性目前需解決的問題主要如下： （1）晶間腐蝕問題 原因：以碳化鉻在晶間沉淀為前提出的“貧鉻理論”是這樣解釋的：鉻是決定不銹鋼耐蝕性的主要元素，有效含量應(yīng)12%。以C 0.08%的188鋼為例。由于室溫時(shí)C的溶解度只有0.020.03%,固溶處理后奧氏體必為碳飽和，而呈不穩(wěn)定狀態(tài)。若經(jīng)再次中溫加熱（450850），C將向晶界擴(kuò)散，并與Cr結(jié)合而形成Cr23C6或（Cr、Fe）23C6沉淀于晶界。這時(shí)，由于晶粒內(nèi)部Cr的擴(kuò)散速度較慢，在形成Cr的碳化物時(shí)，可能發(fā)生Cr的“供不應(yīng)求”現(xiàn)象，致使靠近晶界的晶粒表面一個(gè)薄層嚴(yán)重缺Cr。有腐蝕介質(zhì)作用時(shí)，缺Cr區(qū)域?qū)a(chǎn)生明顯腐蝕即晶間