机械工程材料及成型基础
工程材料与成型技术基础教学大纲
工程材料与成型技术基础教学大纲一、课程概述本课程主要介绍工程材料的基本性质和成型技术的基本原理。
通过讲授课程，学生能够了解不同材料的物理、化学、机械性质及其工程应用，掌握常见成型工艺及其适用范围，了解材料加工中的一些实用技术和常见问题，为工程实践提供必要的理论支持。
二、教学目标1.熟悉各种工程材料的基本性质；2.掌握各种工程材料的主要应用及其特点；3.了解工程材料加工的基础知识和实用技术；4.了解各种成型工艺的原理和适用范围；5.能够分析和评价选材方案及成型工艺的合理性。
三、教学内容3.1 工程材料基础1.工程材料的种类和分类；2.工程材料的结构和性质；3.材料的力学性能；4.材料加工的基础知识和实用技术。
3.2 成型技术基础1.常见的成型工艺及其原理；2.成型工艺选择的基本原则；3.成型工艺的特点、优缺点及适用范围；4.成型工艺的参数设定及其对材料性能的影响。
3.3 工程材料的应用与开发1.不同工程材料的应用特点；2.材料开发的方法及其前景；3.材料选择原则与方法；4.材料应用案例介绍。
四、教学方式与方法本课程将采用课堂讲授、案例分析、实验教学和互动交流等多种教学方式和方法，结合实例进行教学，注重理论与实践相结合，通过抽象概括与具体实践相融合，培养学生的分析和解决问题的能力。
五、考核方式考核方式包括平时成绩和期末考试。
其中平时成绩占总成绩的60%，期末考试占总成绩的40%。
六、参考教材1.《工程材料与成型技术基础》；2.《机械制造工艺基础》；3.《工程材料与加工实践》；4.《工程材料原理》；5.《工程材料的性能评价与应用》。
七、教学进度安排教学内容授课学时工程材料基础14成型技术基础14工程材料应用与开发4八、教学团队及联系方式主讲教师：XX邮箱：********电话：XXXX-XXXXXXX助教：XX邮箱：********电话：XXXX-XXXXXXX九、教学环境与设备要求1.讲授教室应具备教学投影仪、远程控制器等现代化教学设备；2.实验教室应具备液压机、冲压机、静电喷涂设备等成型加工实验设备。
工程材料及其成型基础大纲
工程材料及其成型基础大纲一、概述1.工程材料及其成型的定义和概念2.工程材料的分类及应用领域3.工程材料的性能要求和测试方法二、金属材料1.金属材料的分类和特点2.金属的晶体结构和缺陷3.金属的力学性能及其测试方法4.金属材料的热处理和强化机制5.常见金属材料的应用和加工工艺三、非金属材料1.非金属材料的分类和特点2.非金属材料的结构和性能3.非金属材料的应用领域和特殊性能4.非金属材料的加工和成型工艺四、高分子材料1.高分子材料的分类和特点2.高分子材料的结构和性能3.高分子材料的加工和改性方法4.常见高分子材料的应用领域和加工工艺五、复合材料1.复合材料的概念和分类2.复合材料的结构和性能3.复合材料的增强机制和界面特性4.复合材料的制备和成型工艺5.常见复合材料的应用领域和加工方法六、成型工艺1.金属材料的成型方法和工艺流程2.非金属材料的成型方法和工艺流程3.高分子材料的成型方法和工艺流程4.复合材料的成型方法和工艺流程七、表面处理与涂装1.表面处理的目的和方法2.金属材料的表面处理工艺3.非金属材料的表面处理工艺4.涂装技术及其应用八、工程材料的环境损伤与防护1.工程材料在使用过程中的损伤类型和机理2.工程材料的防护措施和方法3.工程材料的可持续发展和环境保护九、新材料与材料设计1.新型工程材料的研究和应用现状2.材料设计的原则和方法3.材料设计与工程实践以上为工程材料及其成型基础大纲的主要内容，通过对材料基本概念、分类、性能和加工工艺的介绍，使学生能够掌握工程材料的选择、设计和加工方法，进而提高工程实践能力。
工程材料及机械制造基础
工程材料及机械制造基础工程材料及机械制造基础随着工业化进程的加快，机械制造产业成为了产业结构调整和经济转型的重要部分。
而机械制造又离不开工程材料的选用和应用，因此，熟悉工程材料及机械制造基础知识，对机械制造从业者至关重要。
一、工程材料1. 金属材料金属材料是指以金属元素或其合金为主要成分和基体组成的材料。
金属材料具有导电性好、热导率高、强度高、耐磨损、耐腐蚀等特点，因此在机械制造中被广泛应用。
常用金属材料有钢、铜、铝、镁、锌等。
2. 非金属材料非金属材料是指一类不含金属或含金属量较低的材料。
常用的有陶瓷材料、高分子材料和复合材料。
其中，陶瓷材料通常用于高温炉具和电子产品；高分子材料适用于制作塑料制品、橡胶制品和纺织品等；复合材料在航空、航天、汽车等领域有广泛应用。
二、机械制造基础1. 机械制造方法常见的机械制造方法有车、铣、钻、刨、磨、冲压、焊接、锻造等。
各种机械制造方法的应用根据具体工艺之间的关系进行设计和选择。
2. 机械制造技术机械制造技术是指制造加工过程中使用的各种技术和方法，包括材料加工技术、生产加工技术、制造技术等。
其中，材料加工技术包括金属材料的锻造、挤压、模锻等方法，非金属材料的成型、压缩、挤压、拉伸等方法；生产加工技术包括车床加工、铣床加工、磨床加工等；制造技术则包括设计、加工、质量控制等。
3. 机械制造质量控制机械制造质量控制是保证机械制造品质的关键要素。
质量控制主要通过检测、检验等方式实现。
检测是检查组件、零件尺寸、外形、材料、硬度等，以记录分析；检验是通过材料检验、件检验、总体检验等方式，按照规定质量要求，分析原因，以实现优质机械制造。
三、结语工程材料和机械制造基础是机械制造产业不可或缺的组成部分，掌握了这些基础知识，能够实现从材料的选择、到机械制造过程中的技术选择、生产、质量控制，以及最终出厂的检查等各个环节的全掌控。
因此，各个从业者在实践中深入理解和应用这些知识，是非常必要的。
工程材料及成型技术基础考试模拟题含答案
工程材料及成型技术基础考试模拟题含答案一、单选题（共90题，每题1分，共90分）1、晶体中的位错属于( )A、线缺陷B、点缺陷C、面缺陷D、体缺陷正确答案：A2、可锻铸铁的石墨形态是( )A、片状B、蠕虫状C、球状D、团絮状正确答案：D3、对薄壁弯曲件,如弯曲半径过小则会引起( )A、回弹B、裂纹C、拉穿D、飞边正确答案：B4、影响金属材料可锻性的主要因素之一是( )。
A、化学成分B、锻工技术水平C、锻件大小D、锻造工序正确答案：A5、关于球墨铸铁,下列叙述中错误的是( )。
A、塑性较灰口铸铁差B、可以进行调质,以提高机械性能C、铸造性能不及灰口铸铁D、抗拉强度可优于灰口铸铁正确答案：A6、模锻无法锻出通孔,一般需在孔中留下一层厚度为4~8mm的金属,这层金属称为( )A、余块B、飞边C、加工余量D、冲孔连皮正确答案：D7、工具钢的最终热处理是()A、淬火+低温回火B、调质C、渗碳D、球化退火正确答案：A8、固溶体和它的纯金属组元相比( )A、强度低,但塑性高些B、强度高,但塑性低些C、强度高,塑性也高些D、强度低,塑性也低些正确答案：B9、锻件的纤维组织使锻件在性能上具有方向性,从而影响锻件质量,它( )。
A、不能消除也不能改变B、可用热处理消除C、只能用多次锻造使其合理分布D、可经锻造消除正确答案：C10、某厂用冷拉钢丝绳吊运出炉热处理工件去淬火,钢丝绳承载能力远超过工件的重量,但在工件吊运过程中,钢丝绳发生断裂,其断裂原因是由于钢丝绳( )。
A、超载B、形成带状组织C、产生加工硬化D、发生再结晶正确答案：D11、对压铸而言,下列说法正确的是( )。
A、可浇厚大件B、铸件可通过热处理来提高强度C、可浇高熔点合金D、铸件不能热处理正确答案：D12、普通灰铸铁件生产时,工艺上一般采取的凝固原则是( )。
A、逐层凝固B、糊状凝固C、同时凝固D、定向凝固正确答案：C13、共析钢奥氏体化后,在A1~680℃范围内等温,其转变产物是( )。
工程材料及成形技术基础作业题库机械
工程材料及成形技术作业题库一. 名词解释1.间隙固溶体：溶质原子分布于溶剂的晶格间隙中所形成的固溶体。
2.过冷度：实际结晶温度Tn及理论结晶温度下Tm的差值称为过冷度3.再结晶：金属发生重新形核和长大而不改变其晶格类型的结晶过程。
4.同素异构性：同一金属在不同温度下具有不同晶格类型的现象。
5.晶体的各向异性：晶体由于其晶格的形状和晶格内分子间距的不同，使晶体在宏观上表现出在不同方向上各种属性的不同。
6.枝晶偏析：金属结晶后晶粒内部的成分不均匀现象。
7.本质晶粒度：指奥氏体晶粒的长大倾向。
8.淬透性：指钢淬火时获得马氏体的能力。
9.淬硬性：指钢淬火后所能达到的最高硬度。
10.临界冷却速度：钢淬火时获得完全马氏体的最低冷却速度。
11.热硬性：指金属材料在高温下保持高硬度的能力。
12.共晶转变：指具有一定成分的液态合金,在一定温度下,同时结晶出两种不同的固相的转变。
13.时效强化：固溶处理后铝合金的强度和硬度随时间变化而发生显著提高的现象。
14.固溶强化：因溶质原子溶入而使固溶体的强度和硬度升高的现象。
15.形变强化：着塑性变形程度的增加，金属的强度、硬度提高，而塑性、韧性下降的现象。
16.调质处理：指淬火及高温回火的热处理工艺。
17.过冷奥氏体：将钢奥氏体化后冷却至A1温度之下尚未分解的奥氏体。
18.变质处理：在金属浇注前添加变质剂来改变晶粒的形状或大小的处理方法。
19.C曲线：过冷奥氏体的等温冷却转变曲线。
20.孕育处理：在浇注前加入孕育剂，促进石墨化，减少白口倾向，使石墨片细化并均匀分布，改善组织和性能的方法。
21.孕育铸铁：经过孕育处理后的灰铸铁。
22.冒口：作为一种补给器，向金属最后凝固部分提供金属液…23.熔模铸造：熔模铸造又称"失蜡铸造"，通常是在蜡模表面涂上数层耐火材料，待其硬化干燥后，将其中的蜡模熔去而制成型壳，再经过焙烧，然后进行浇注，而获得铸件的一种方法，由于获得的铸件具有较高的尺寸精度和表面光洁度，故又称"熔模精密铸造"。
机械工程材料与成型技术课程总结
机械工程材料与成型技术课程总结机械工程材料与成型技术是机械工程专业的一门重要课程，主要涉及到机械工程中常用的材料和成型工艺。
通过学习这门课程，我对机械工程领域中材料和成型工艺的理论和应用有了更深入的了解。
下面我将对这门课程进行总结。
首先，机械工程材料与成型技术课程让我了解到了材料在机械工程中的重要性。
不同的工程领域对材料的要求有所不同，机械工程中常用的材料包括金属材料、塑料材料、陶瓷材料等。
这门课程从材料的组成、结构、性能和应用等方面进行了系统的讲解，让我更好地认识和选择合适的材料。
其次，该课程还介绍了常见的成型工艺。
成型工艺是将材料按照设计要求进行形状加工的重要手段，常见的成型工艺包括锻造、铸造、焊接、下料等。
通过学习这些成型工艺，我了解到了不同工艺的原理、特点以及适用范围。
这对我今后在实际工作中选择合适的成型工艺具有很大的指导意义。
再次，课程中还强调了材料的性能与材料的结构有着密切的关系。
不同的材料结构会导致材料的不同性能，如硬度、强度、韧性等。
在课程中，老师给我们讲解了不同结构对材料性能的影响，如晶体结构、晶粒尺寸、晶界等。
这让我更加深入地理解了材料的微观结构与宏观性能之间的关系。
此外，课程中还介绍了一些新兴的材料和新的成型工艺。
随着科学技术的不断发展，新材料和新工艺不断涌现。
这门课程也及时地介绍了一些前沿的研究成果和应用案例。
通过了解这些新材料和新工艺，我对机械工程领域的发展有了更深刻的认识。
总的来说，机械工程材料与成型技术是一门非常实用的课程。
通过学习这门课程，我不仅掌握了机械工程领域常用的材料和成型工艺，还了解了材料的结构与性能之间的关系，以及新材料和新工艺的发展趋势。
这对我今后在机械工程领域的学习和实践具有重要意义。
在课程学习过程中，我通过课堂听讲、实验实践等方式加深了对知识的理解和掌握。
同时，老师和同学们的积极互动也使课堂氛围更加活跃，让我更容易融入到学习中。
然而，也要承认的是，考试成绩在课程中占据了重要地位。
《机械工程材料及成形技术基础》复习题
《机械工程材料及成形技术基础》复习题一、名词解释题（每题3分，共30分）1、金属化合物；与组成元素晶体结构均不相同的固相2、固溶强化；随溶质含量增加，固溶体的强度、硬度提高，塑性、韧性下降的现象。
3、铁素体；碳在a-Fe中的固溶体4、加工硬化；随冷塑性变形量增加，金属的强度、硬度提高，塑性、韧性下降的现象。
5、球化退火；将工件加热到Ac1以上30——50摄氏度保温一定时间后随炉缓慢冷却至600摄氏度后出炉空冷。
6、金属键；金属离子与自由电子之间的较强作用就叫做金属键。
7、再结晶；冷变形组织在加热时重新彻底改组的过程.8、枝晶偏析；在一个枝晶范围内或一个晶粒范围内成分不均匀的现象。
9、正火；是将工件加热至Ac3或Accm以上30~50℃,保温一段时间后,从炉中取出在空气中冷却的金属热处理工艺。
10、固溶体。
合金在固态时组元间会相互溶解，形成一种在某一组元晶格中包含有其他组元的新相，这种新相称为固溶体二、简答题（每题8分，共48分）1、金属结晶的基本规律是什么？晶核的形成率和成长率受到哪些因素的影响？《P16》l 结晶的基本过程——晶核形成与晶核长大结晶时的冷却速度（即过冷度）随着过冷度的增大，晶核的形成率和成长率都增大，但形成率的增长比成长率的增长快，同时液体金属中难熔杂质以及振动和搅拌的方法也会增大形核率2、手锯锯条、普通螺钉、车床主轴分别用何种碳钢制造？手锯锯条：它要求有较高的硬度和耐磨性，因此用碳素工具钢制造。
如T9,T9A,T10,T10A,T11,T11A普通螺钉：它要保证有一定的机械性能，用普通碳素结构钢制造，如Q195,Q215,Q235车床主轴：它要求有较高的综合机械性能，用优质碳素结构钢，如30，35，40，45，503、金属经冷塑性变形后，组织和性能发生什么变化？《1》晶粒沿变形方向拉长，性能趋于各向异性，如纵向的强度和塑性远大于横向等。
《2》晶粒破碎，位错密度增加，产生加工硬化，即随着变形量的增加，强度和硬度显著提高，而塑性和韧性下降，《3》织构现象的产生，即随着变形的发生不仅金属中晶粒会被破碎拉长，而且各晶粒的晶格位向也会沿着变形的方向同时发生转动，转动结果金属中每个晶粒的晶格位向趋于大体一致，产生织构现象，《4》冷压力加工过程中由于材料各部分的变形不均匀或晶粒内各部分和各晶粒间的变形不均匀，金属内部会形成残余的内应力，这在一般情况下都是不利的，会引起零件尺寸不稳定。
整理工程材料与成形技术基础习题(含答案)
20 年 月 日A4打印 / 可编辑x2040251工程材料及成型技术基础课程教学大纲x2040251工程材料及成型技术基础课程教学大纲课程名称：工程材料及成型技术基础英文名称：Engineering Materials and Moulding Technology Foundation课程编码：x2040251学时数：48其中实践学时数：4 课外学时数：学分数：3.0适用专业：机械设计制造及其自动化机械电子工程机械工程过程装备与控制工程一、课程简介《工程材料及成型技术基础》是机械类专业学生的一门重要专业基础课，与先修课程《工程训练》、后续课程《机械制造技术基础》共同探讨机械制造全过程——即从选择材料、制造毛坯、直到加工出零件所涉及的各个方面内容。
要求学生了解机械工程材料的一般知识，掌握常用材料的成分、组织、性能与加工工艺之间的关系及其用途，使学生具有合理选用材料、正确确定加工方法的能力，并初步掌握零件的结构工艺性，为学生今后的学习、设计、工作打下必备的基础。
二、课程目标与毕业要求关系表三、课程教学内容、基本要求、重点和难点（一）工程材料的结构与性能1. 教学内容晶体材料的原子排列；合金的晶体结构；工程材料的性能2. 基本要求（1）了解部分：晶体结构及缺陷的形式；单晶体和多晶体；相与组织之间的关系；固溶体和化合物性能；机械性能的概念；材料物理化学性能的概念；陶瓷和高聚物的结构（2）理解部分：刚度、强度、塑性、韧性与材料之间的关系应用；材料工艺性能的含义（3）掌握部分：晶体结构缺陷与材料性能之间的关系；合金的相的种类及对性能的影响；硬度的测量、表示方法及应用（4）熟练掌握：材料强化方式3. 重点和难点（1）重点：金属的三种典型晶体结构；实际金属中的三类晶体缺陷；合金的相结构；材料的力学性能指标σS、σb、δ、αk、HB、HRC及与材料之间的关系（2）难点：材料强化方式（二）金属材料的凝固与固态相变1. 教学内容金属结晶过程的基本规律；二元合金相图的分析；铁碳相图的分析；钢在加热和冷却时的转变2. 基本要求（1）了解部分：金属结晶过程的基本规律及影响因素；铁的同素异构转变；二元相图的意义和基本类型；钢在加热时的转变（2）理解部分：细化晶粒的方法；二元相图的基本类型和结晶过程特点；相图与材料使用性能和工艺性能之间关系；连续冷却转变曲线；钢在冷却时的转变产物及性能特点（3）掌握部分：杠杆定律；匀晶相图；共晶转变；包晶转变；共析转变（4）熟练掌握：铁碳相图的规律及应用3. 重点和难点（1）重点：铁碳合金的基本相；碳钢室温下的平衡组织组成；含碳量对铁碳合金的组织及性能的影响；铁碳相图的应用（2）难点：铁碳相图（三）金属材料的塑性变形1. 教学内容金属的塑性变形；塑性变形对金属组织和性能的影响；回复与再结晶；冷、热变形；金属的可锻性2. 基本要求（1）了解部分：单晶体与多晶体金属的塑性变形特点；加工硬化现象；残余应力的危害及消除（2）理解部分：塑性变形金属在加热时组织与性能的变化；金属可锻性的概念及影响因素（3）掌握部分：加工硬化现象的应用；回复与再结晶的特点；冷、热变形的对比；纤维组织对性能的影响及应用（4）熟练掌握：无3. 重点和难点（1）重点：加工硬化现象的应用；回复与再结晶的应用；冷、热变形的选择；纤维组织对性能的应用（2）难点：无（四）金属材料热处理1. 教学内容钢的热处理工艺（退火、正火、淬火、回火、渗碳、感应加热表面淬火）2. 基本要求（1）了解部分：热处理的分类及工序安排；固溶处理和时效强化；热处理零件结构工艺性；先进热处理工艺；渗氮的特点和应用（2）理解部分：退火、正火、淬火、回火的工艺；感应加热表面淬火的参数选择；渗碳过程（3）掌握部分：退火、正火、淬火、回火、渗碳、感应加热表面淬火的目的、组织及应用（4）熟练掌握：退火、正火、淬火、回火、渗碳、感应加热表面淬火的目的、组织及应用3. 重点和难点（1）重点：退火、正火、淬火、回火、渗碳、感应加热表面淬火的目的，组织和应用（2）难点：无（五）金属表面改性处理1. 教学内容金属表面改性处理的目的、意义、特点和方法2. 基本要求（1）了解部分：金属表面改性处理的意义（2）理解部分：转化膜、电镀、离子沉积、热喷涂、涂装、表面着色等工艺的特点和应用场合（3）掌握部分：无（4）熟练掌握：无3. 重点和难点（1）重点：无（2）难点：无（六）金属材料1. 教学内容合金钢的概述；合金元素的作用；结构钢；工具钢；特殊性能钢；铸铁2. 基本要求（1）了解部分：合金钢的分类、编号方法、化学成分和主要用途；特殊性能钢（主要是不锈钢）的性能特点、热处理工艺及主要用途；有色金属和新型金属材料（2）理解部分：合金元素对钢的组织和性能影响规律（3）掌握部分：工具钢、灰铸铁的性能特点及应用；弹簧钢、轴承钢、易切削钢成分、性能特点及主要用途（4）熟练掌握：普通碳素结构钢和普通低合金结构钢、调质钢、渗碳钢成分、性能特点、热处理工艺、典型牌号及应用3. 重点和难点（1）重点：普通碳素结构钢和普通低合金结构钢、调质钢、渗碳钢成分、性能特点、热处理工艺、典型牌号及应用（2）难点：无（七）铸造1. 教学内容合金铸造性能；砂型铸造工艺；特种铸造；铸件结构设计；常用合金铸造生产2. 基本要求（1）了解部分：特种铸造的特点和应用；铸造技术新进展（2）理解部分：砂型铸造工艺选择（3）掌握部分：砂型铸造工艺和常用合金的铸造生产（4）熟练掌握：合金的铸造性能；灰铸铁的铸造性能；铸件结构设计3. 重点和难点（1）重点：合金的铸造性能；灰铸铁的铸造生产；铸件结构设计（2）难点：无（八）压力加工1. 教学内容自由锻；模锻；板料冲压；压力加工件结构设计2. 基本要求（1）了解部分：自由锻的工序；模锻的工序；挤压、轧制、拉拔方法；塑性加工新进展（2）理解部分：自由锻、模锻的特点及应用；板料冲压的工序、特点及应用（3）掌握部分：自由锻工艺规程制订；模锻工艺规程制订（4）熟练掌握：压力加工件结构设计3. 重点和难点（1）重点：压力加工件结构设计（2）难点：无（九）焊接1. 教学内容电弧焊；电阻焊；摩擦焊；焊接件结构工艺性；常用金属材料的焊接2. 基本要求（1）了解部分：电阻焊、摩擦焊、压力焊的特点；焊接技术新进展（2）理解部分：电弧焊接基本原理；焊接接头形式；铸铁的焊接；铜、铝合金的焊接（3）掌握部分：电弧焊方法及应用；碳钢和合金钢的焊接性（4）熟练掌握：焊接结构设计3. 重点和难点（1）重点：电弧焊方法及应用；碳钢和合金钢的焊接性；焊接结构设计（2）难点：无（十）机械零件材料及成型工艺的选用1. 教学内容工程材料及成型工艺选用的基本原则；具体成型方法及改性工艺的选用；典型零件的材料及成型工艺选择2. 基本要求（1）了解部分：无（2）理解部分：无（3）掌握部分：工程材料及成型工艺选用的基本原则；具体成型方法及改性工艺的选用（4）熟练掌握：典型零件的材料及成型工艺选择3. 重点和难点（1）重点：典型零件的材料及成型工艺选择（2）难点：无四、教学方式及学时分配五、课程其他教学环节要求（一）实验教学课：实验一铁碳合金平衡组织的显微分析要求：观察和识别铁碳合金在平衡状态下的显微组织，掌握铁碳合金的成分、组织和性能之间的对应关系实验二碳钢热处理的性能与组织分析要求：掌握钢的退火、正火、淬火、回火工艺；掌握含碳量、加热温度、冷却速度、回火温度对碳钢性能的影响；了解碳钢热处理的基本组织。
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焊接变形的矫正
1. 机械矫正法 即用机械的方法将变形矫正过来，常用的设备有辊【gǔn】 床、压 力机、矫直机等；
2. 火焰矫正法 采用局部加热焊件的某些部位，使其受热时膨胀，受周围冷金属 制约引起长度方向被压缩，冷却时收缩而矫正变形。
第二节 焊条电弧焊
电弧焊是利用电弧作为热源的熔焊方法，简称弧焊。焊条电弧焊是用手工操纵焊条进行焊接 的电弧焊方法。焊条电弧焊具有设备简单，操作灵活，成本低等优点，且焊接性好，对焊接接头 的装配尺寸无特殊要求，可在各种条件下进行各种位置的焊接，是生产中应用最广的焊接方法。 但焊条电弧焊时有强烈弧光和烟尘污染，劳动条件差，生产率低，对工人技术水平要求较高，焊 接质量不够稳定。因此，主要应用于单件小批量生产中焊接碳素钢、低合金结构钢、不锈钢、耐 热钢和对铸铁的补焊等。适宜板厚为3mm-20mm。
《机械工程材料及成型基础》
机械工程系天狼队
主讲人: 李仕贤
焊接
引言 第一节 焊接的基本原理 第二节 焊条电弧焊 第三节 其它焊接方法 第四节 压焊与钎焊 第五节 堆焊与热喷涂 第六节 常用金属材料的焊接 第七节 焊接结构设计
引言
1、何为焊接？
焊接是通过加热或加压， 或两者并用，并且用或不用填充材料， 使工件达到结合的一种方法。
2焊接的分类
第一节 焊接的基本原理
一、 焊接的实质 焊接的实质是使两个分离的物体通过加热或加压，
或两者并用，在用或不用填充材料的条件下 借助于原子间或分子间的联系与质点的扩散 作用形成一个整体的过程。
焊接电弧 由焊接电源供给、具有一定电压的两极
间或电极与母材间，在气体介质中产生 的强烈而持久的放电现象称为焊接电弧。
二、 气体保护电弧焊
用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊，简称气体保护焊。
（一） 氩弧焊
特点： 1）焊件不易氧化； 2）焊接热影响区小，焊件不易变形； 3）焊缝致密，成形美观；
4）焊接成本高。
应用：主要用于焊接易氧化的有色金属和合金钢，如铝、镁、钛及其合金、耐热钢、不锈钢 等。
（二） 二氧化碳气体保护焊
焊接电弧示意图
二、焊接热循环
焊接时，电弧沿焊件逐渐移动并对焊件进行局部加热。焊件经焊接后所形成的结合部分称为 焊缝。焊缝及其邻近区域的总称叫焊缝区。
在焊接过程中，焊缝区金属从常温被加热到最高温度，然后逐渐冷却到常温。由于焊件上各 点的位置不同，被加热的最高温度亦不相同；而热量的传递需要一定的时间，故各点达到其 最高温度的时间亦不相同。在焊接热源作用下，焊件上某点的温度随时间变化的过程称为焊 接热循环。
特点： 1）生产效率高； 2）焊接热影响区小，焊件不易变形； 3）接头抗裂性好； 4）焊接成 本低。
应用： 适合于各种位置的焊接，目前，CO2焊已在全国广泛普及，大有在短时间内取代焊条电 弧焊的发展势头。
三、 电渣焊
1. 定义：电渣焊是利用电流通过液体熔渣所产生的电阻热进行焊接的方法。 2. 特点： 1）厚大截面可一次焊成，生产效率高；
一、 焊条电弧焊电源
1. 电源的要求 焊条电弧焊电源应具有适当的空载电压和较高的引弧电压，以利于引弧，保证安全； 当电弧稳定燃烧时，焊接电流增大，电弧电压应急剧下降； 还应保证焊条与焊件短路时，短路电流不应太大； 2. 电源种类 （1） 交流弧焊机 具有结构简单、噪声小、成本低等优点，但电弧稳定性较差。 （2） 直流弧焊机
二、 焊条
1、焊条的组成和作用
1.焊条由药皮和焊芯两部分组成。 焊芯在焊接过程中既是导电的电极，同时本身又溶化作为 填充金属，与熔化的母材共同形成焊缝金属；药皮是压涂在焊芯表面的涂料层，主要作用是 在焊接过程中造气，防止空气进入焊缝；
2. 焊条的分类
(1)焊条按熔渣的化学性质分为两大类 1）酸性焊条 溶渣呈酸性，药皮中含大量SiO2、TiO2、 MnO等氧化 物。 2）碱性焊条 熔渣呈碱性，药皮的主要成分为CaCo3和CaF2 。
焊接应力
焊接应力，是焊接构件由于焊接而产生的应力。焊接过程的不均匀温度场以及由它引起的局 部塑性变形和比容不同的组织是产生焊接应力和变形的根本原因。在没有外力作用的条件下， 焊接应力在焊件内部是平衡的。焊接应力和变形在一定条件下会影响焊件的功能和外观，因 此是设计和制造中必须考虑的问题。
焊接裂纹与焊接变形的形式
(2)焊条按用途可分为十一大类 碳钢焊条、低合金钢焊条、低温钢焊条、不锈钢焊条、堆焊 焊条、铸铁焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条等。
第三节 其它焊接方法
一、 埋弧焊 二、 气体保护电弧焊 三、 电渣焊 四、 等离子弧焊 五、 电子束焊 六、 激光焊
一、 埋弧焊
1. 定义：电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法称为埋弧焊。 2. 特点： 1）生产率高； 2）焊接质量高、稳定； 3）节约金属材料； 4）改善劳动条件。 3. 应用：常用来焊接厚度为6mm缝。
焊接时，在任何情况下焊接应力总是存在的。当焊接应力超过该材料相应温 度的屈服应力时，焊件将产生变形；超过材料的断裂应力时，焊件将会产生 裂纹甚至断裂。
预防和减小焊接应力及焊接变形的措施
1. 合理设计焊接结构 尽量减少焊缝及焊缝的长度和截面积，并尽量使结构中的所有焊缝对称， 避免交叉焊缝等， 2. 焊前预热 焊前对焊件预热，可减少焊件各部分的温差，对减小焊接应力与变形较为有效。 3. 反变形法 根据实验或计算，确定工件焊后产生变形的方向和大小，焊前将工件预先斜置或 弯 曲成等值反向角度，以期达到焊后与所要求的工件角度正好吻合。 4. 刚性固定法 采用工装夹具或定位焊固定，此法可显著减小但不能完全消除焊后残余变形。 5. 锤击焊缝法 用圆头小锤对焊后红热的焊缝金属进行均匀适度锤击，以延伸变形，补偿其收 缩 同时释放出部分能量，减小焊接应力和变形。 6. 强迫冷却法 将焊缝区的热量迅速散掉，使焊接时金属受热面积减小，此法又称散热法。