金屬材料焊接工藝 第3版 教案 7 低碳鋼的焊接

授課教案首頁學(xué)年第學(xué)期機(jī)械工程學(xué)院材料技術(shù)系（部）焊接技術(shù)及自動(dòng)化教研室課程名稱金屬材料焊接工藝任課教師授課形式理論教學(xué)√課內(nèi)實(shí)踐□理實(shí)一體□習(xí)題復(fù)習(xí)□考核評(píng)價(jià)□其他活動(dòng)□課時(shí)安排2課時(shí)序號(hào)7授課日期月日月日月日月日授課班級(jí)教學(xué)內(nèi)容：第二章碳素鋼的焊接2、低碳鋼的焊接教學(xué)目標(biāo)：知識(shí)目標(biāo)：1、了解低碳鋼的焊接性2、了解低碳鋼的成分特點(diǎn)能力目標(biāo)：1、掌握低碳鋼的焊接工藝要點(diǎn)素質(zhì)目標(biāo)：1、培養(yǎng)學(xué)生良好的操作習(xí)慣2、具有與人溝通、與人合作的社會(huì)交往能力重點(diǎn)難點(diǎn)及解決方法：使學(xué)生充分理解碳素鋼的特征及低碳鋼焊接工藝。授課地點(diǎn)：教室教學(xué)媒體：投影儀設(shè)備及材料：其它資源：學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)方式：課堂提問及作業(yè)作業(yè)和思考題：1、什么是碳素鋼？2、碳素鋼如何分類？3、低碳鋼在低溫條件下焊接工藝要點(diǎn)是什么？課后小結(jié)：填表說明：1.序號(hào)，指該課程授課的順序號(hào)，應(yīng)與授課計(jì)劃一致；2.授課形式在相應(yīng)的選項(xiàng)打“√”。

授課教案教學(xué)內(nèi)容及過程時(shí)間分配方法及手段一、教學(xué)組織1．引入10分鐘2．講解50分鐘3．提問15分鐘4.小結(jié)15分鐘二、教學(xué)內(nèi)容綜合知識(shí)模塊二低碳鋼的焊接能力知識(shí)點(diǎn)一低碳鋼的成分特點(diǎn)與焊接性成分特點(diǎn)：碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低，硅、錳含量較少。焊接性優(yōu)良焊接時(shí)一般不需預(yù)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(gè)焊接過程中不需要特殊的工藝措施焊接時(shí)具有以下特點(diǎn)：1）可裝配成各種接頭形式，適應(yīng)各種不同位置的焊接，且焊接工藝和技術(shù)較簡(jiǎn)單，容易掌握。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(jié)構(gòu)和受壓容器。3）不需要使用特殊和復(fù)雜的設(shè)備，對(duì)焊接電源和焊接材料沒有特殊要求，交直流焊機(jī)、酸堿性焊條和焊劑都可以使用。4）如果焊接時(shí)熱輸入過大，例如焊條直徑或焊接電流選擇不當(dāng)、埋弧焊電流或焊速不當(dāng)，也可能出現(xiàn)熱影響區(qū)晶粒長(zhǎng)大而引起塑性降低。能力知識(shí)點(diǎn)二低碳鋼的焊接工藝要點(diǎn)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(yīng)遵循等強(qiáng)匹配的原則，也就是根據(jù)母材強(qiáng)度等級(jí)及工作條件來選擇焊接材料。低碳鋼結(jié)構(gòu)通常使用抗拉強(qiáng)度平均值為420MPa的鋼材，因而常選用E43××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(xué)方法如：項(xiàng)目教學(xué)、案例分析、分組討論、角色扮演、啟發(fā)引導(dǎo)等；3.教學(xué)手段如：課件演示、模型講解、實(shí)物講解、掛圖講解、視頻講解、網(wǎng)絡(luò)課程等。授課教案教學(xué)內(nèi)容及過程時(shí)間分配方法及手段表2-2焊接低碳鋼常用的焊接材料鋼號(hào)焊條電弧焊埋弧焊CO2焊一般結(jié)構(gòu)焊接動(dòng)載荷、復(fù)雜與厚板結(jié)構(gòu)、重要受壓容器和低溫下焊接焊絲牌號(hào)焊劑牌號(hào)Q235Q255E4303、E4313、E4301、E4320、E4311E4315、E4316(E5015、E5016)H08AHJ430HJ431H08Mn2SiH08Mn2SiAQ275E5015、E5016E5015、E5016H08MnA08、1015、20E4303、E4301E4320、E4311E4315、E4316(E5015、E5016)H08AH08MnAHJ430HJ431HJ33025、30E4315、E4316E5015、E5016H08MnA、H10MnA20gE4303、E4301E4315、E4316(E5015、E5016)H08MnAH08MnSi、H10Mn220RE4303、E4301E4315、E4316(E5015、E5016)H08MnA填表說明：1.本頁可續(xù)頁；2.教學(xué)方法如：項(xiàng)目教學(xué)、案例分析、分組討論、角色扮演、啟發(fā)引導(dǎo)等；3.教學(xué)手段如：課件演示、模型講解、實(shí)物講解、掛圖講解、視頻講解、網(wǎng)絡(luò)課程等。授課教案教學(xué)內(nèi)容及過程時(shí)間分配方法及手段3．低碳鋼施焊工藝要點(diǎn)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（T≤0℃）時(shí)，會(huì)因冷速加快而導(dǎo)致接頭裂紋傾向增加，例如在焊接直徑Φ≥3000mm且壁厚δ≥50mm的結(jié)構(gòu)、焊接壁厚δ≥90mm的第一層焊道、受壓容器壁厚δ≥20mm時(shí)的焊縫有可能產(chǎn)生裂紋。因此焊接時(shí)應(yīng)采取如下工藝措施：1）焊前預(yù)熱，焊接時(shí)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(shí)填滿弧坑。5）不在低溫下進(jìn)行成形、矯正和裝配。6）盡可能改善嚴(yán)寒的勞動(dòng)條件。上述措施可單獨(dú)使用有時(shí)需要綜合使用。能力知識(shí)點(diǎn)三低碳鋼的特殊焊接工藝1．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(jié)構(gòu)鋼的焊接，在我國(guó)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、石油化工裝置中的熱壁加氫反應(yīng)器等厚壁筒體結(jié)構(gòu)，都可以采用這一工藝方法進(jìn)行焊接。該法比普通埋弧焊間隙小得多，因而節(jié)省焊接材料、縮短焊接時(shí)間和減少母材開坡口時(shí)的浪費(fèi)，同時(shí)還提高接頭焊接質(zhì)量。2．窄間隙自動(dòng)MIG全位置焊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富氬混合氣體作保護(hù)，焊絲直徑φ0.8～φ1.2mm，調(diào)節(jié)參數(shù)多，可以很好地適應(yīng)在不同空間位置時(shí)的焊接需要，并能保證獲得滿意的焊接接頭質(zhì)量。填表說明：1.本頁可續(xù)頁；2.教學(xué)方法如：項(xiàng)目教學(xué)、案例分析、分組討論、角色扮演、啟發(fā)引導(dǎo)等；3.教學(xué)手段如：課件演示、模型講解、實(shí)物講解、掛圖講解、視頻講解、網(wǎng)絡(luò)課程等。授課教案教學(xué)內(nèi)容及過程時(shí)間分配方法及手段3．TIG焊封底背面成形工藝該工藝主要用于無法進(jìn)行兩面焊接、但又要求必須焊透的受壓容器、管道或其他結(jié)構(gòu)的焊接施工。焊接時(shí)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。4．多頭MIG焊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。國(guó)內(nèi)采用12頭的MIG焊膜式壁專用焊機(jī)，正反面各有6個(gè)焊頭同時(shí)焊接，即6個(gè)平焊、6個(gè)仰焊。焊接過