《熔焊原理及金属材料焊接》教案
《金属材料焊接》课程设计
《金属材料焊接》课程整体教学设计发布日期：2012-08-03 14:23:54《金属材料焊接》课程整体教学设计（2010～ 2011学年第二学期）课程名称：金属材料焊接所属系部：焊接系制定人：王博佳木斯职教集团课程整体教学设计一、课程基本信息二、课程目标设计总体目标：掌握金属材料焊接性及评价方法的同时，理解碳素钢及低合金钢、不锈钢、铸铁、有色金属和异种金属材料的焊接。
并能够对上述金属材料进行焊接，从而达到提高能力、掌握知识的教学目标。
能力目标：通过完成Q235钢板V形坡口对接平焊、薄板气焊、板对接二氧化碳气体保护焊、轴（35钢）与法兰的焊接、16Mn钢板V形坡口对接立焊、不锈钢的焊接（1Cr18Ni9Ti钢）、灰铸铁的焊补以及有色金属的焊接，学生运用上课所学金属材料焊接理论知识，根据焊接考试标准、规范，完成好焊件，并进行相应的检验。
知识目标：1) 掌握常用金属材料的焊接性特点，熟悉其在焊接过程中易产生的问题及解决问题的途径和方法。
2) 掌握金属材料焊接性的概念，熟悉常用金属焊接性的检验方法、特点及选用原则，能够根据金属材料的化学成分进行焊接性分析及常规的工艺试验。
3) 能够根据给定的金属材料，正确选择焊接方法、焊接材料，并制订合理的焊接工艺。
素质目标：工学交替的教学模式培养学生吃苦耐劳的精神，以便以后更好的适应工作环境。
其它目标：理念与思路课程教学应服务于高职教育的培养目标和定位，坚持以职业岗位技能培养为主线、以工学结合为主要手段、以能力培养为核心，培养学生金属材料焊接综合运用能力和职业素质。
按照高职院校人才培养的特点，充分利用自身的行业优势和资源优势, 从岗位能力标准与课程标准的融合原则的贯彻，来进行《金属材料焊接》课程设计，以突出专业课程职业能力的培养。
具体思路如下：（1）校企合作共同制定教学计划。
组织职业技术教育教学专家、专业教师、焊接工业管理一线专家，采用“头脑风暴”式讨论方法，制订用于课程教学资源开发、课程教学实施的岗位能力标准，把岗位能力标准融入课程中，建立课程标准。
金属熔焊基础课程设计
金属熔焊基础课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解金属熔焊的基本概念、分类及常用方法。
2. 掌握金属熔焊过程中的热力学、动力学原理。
3. 学会分析金属熔焊接头的组织结构和性能特点。
技能目标：1. 培养学生能够运用金属熔焊技术进行简单构件的焊接。
2. 提高学生动手实践能力，掌握金属熔焊设备的使用和维护方法。
3. 培养学生分析焊接质量问题的能力，并能提出合理的解决方案。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对金属熔焊技术的兴趣和热情，增强其学习动力。
2. 培养学生严谨的科学态度，树立安全意识和质量意识。
3. 增强学生的团队协作意识，培养其沟通与交流能力。
课程性质分析：本课程为专业技术类课程，旨在让学生掌握金属熔焊的基本理论和技术，培养其动手实践能力。
学生特点分析：学生年级为初中或高中，具备一定的物理、化学基础，对焊接技术有一定的好奇心，但实践经验不足。
教学要求：1. 理论与实践相结合，注重培养学生的实际操作能力。
2. 采用启发式教学，引导学生主动探究，提高分析问题和解决问题的能力。
3. 关注学生的个体差异，因材施教，确保每个学生都能达到课程目标。
二、教学内容1. 金属熔焊基本概念：焊接过程、焊接接头、焊接方法分类。
2. 熔焊方法及原理：电弧焊、气焊、激光焊、电子束焊等。
- 电弧焊：直流电弧焊、交流电弧焊、氩弧焊。
- 激光焊与电子束焊：原理、特点及应用。
3. 焊接材料：电极、焊丝、焊条、保护气体等。
4. 焊接热影响区：组织转变、性能变化。
5. 焊接缺陷：分类、产生原因、防止措施。
6. 焊接工艺参数：焊接电流、电压、焊接速度、焊接顺序等。
7. 焊接质量控制与检测：焊缝外观、尺寸、无损检测方法。
8. 焊接安全与防护：电弧焊、气体焊的安全操作规程，个人防护装备。
教学大纲安排：第一课时：金属熔焊基本概念及分类第二课时：电弧焊及气焊原理第三课时：激光焊与电子束焊第四课时：焊接材料及焊接热影响区第五课时：焊接缺陷与焊接工艺参数第六课时：焊接质量控制与检测第七课时：焊接安全与防护教学内容与教材关联性：本教学内容与教材中关于金属熔焊的相关章节紧密关联，涵盖焊接基本理论、实践操作和安全防护等方面，确保学生能够系统地学习和掌握金属熔焊知识。
金属熔化焊基础教案焊接材料焊剂
金属熔化焊基础教案焊接材料焊剂授课题目第三节焊剂教研室主任教务科长授课时数授课方法授课教师授课班级与时间教学目标使学生掌握焊剂的型号牌号和使用要求，性能用途教学重点使用焊剂的要求和焊剂的分类及常用种类教学难点焊剂的性能及用途教学内容、方法及过程复习：焊丝的型号，牌号及药芯焊丝的特点。
新课讲解：板书：焊剂？含义：是指焊接时能够熔化形成熔渣和气体，对熔化金属起到保护作用和冶金作用的一种颗粒物质。
板书：一、焊剂的分类板书：1、按焊剂制造方法分类（1）熔炼焊剂（2）非熔炼焊剂1)粘结焊剂2)烧结焊剂板书：2、按焊剂化学成分分类（1）按氧化物性质（2）按氧化硅含量（3）按氧化锰含量（4）按照焊剂的主要成分特性板书：3、按焊剂的氧化性分类（1）氧化性焊剂（2）弱氧化性焊剂（3）惰性焊剂板书：二、焊剂的型号和牌号板书：1、焊剂的型号板书：2、焊剂的牌号板书：（1）熔炼焊剂1）牌号前“HJ”表示埋弧焊机电渣焊用焊机2）牌号第一位数字表示氧化锰的含量3）牌号第二位表示二氧化硅、氟化钙的含量4）牌号第三位表示同一类型焊剂不同牌号按0、1、2。
9顺序5）对同一牌号生产两种颗粒度时，细颗粒加X板书：（2）烧结焊剂1）牌号前“SJ”表示埋弧焊用烧结焊剂2）第一位表示熔渣的渣系3）二、三位表示同一类型渣系中不同牌号从0、1、2.。
9SJ501SJ——表示埋弧焊用烧结焊剂5——表示渣系铝钛型1——表示编号01板书：三、对焊剂的要求1）焊剂应具有良好的冶金性能2）焊剂应具有良好的工艺性能3）焊剂颗粒度应符合要求4）焊剂中水的含量要小于0.10%5）焊剂中机械杂物质量分数不大于0.3%6）焊剂的ωS≤O.O60%,ωP≤0.080%板书：四、常用焊剂性能及用途板书：1、熔炼焊剂的性能及用途（1）高猛焊剂（2）中锰焊剂（3）低锰焊剂（4）无锰焊剂板书：2、烧结焊剂的性能及用途（1）烧结焊剂的优点1）可连续生产2）焊剂的碱度调节范围大3）冶金效果好4）更好的抗绣能力5）松装密度小6）颗粒圆滑（2）各渣系类型烧结焊剂的性能和用途1）氟碱型（属于碱性焊剂）2）硅钙型（中性焊剂）3）硅锰型（酸性焊剂）4）铝钛型（酸性焊剂）5）高铝型小结：本节焊剂的型号和牌号，重点对焊机的要求，要求掌握常用焊剂的性能及用途作业：对焊机的要求有哪些？。
金属熔化焊基础教案焊接材料焊条
金属熔化焊基础教案焊接材料焊条授课题目第一节焊条教研室主任教务科长授课时数授课方法授课教师授课班级与时间教学目标使学生掌握焊条药皮类型，型号，以及工艺和冶金性能。
教学重点焊条型号牌号，焊前烘干与焊后贮存原则教学难点焊条施焊时的工艺也冶金性能教学内容、方法及过程复习：熔化焊的原理情况简单概括新课讲解：板书：焊接材料含义：是焊接时所消耗材料的统称。
包括焊条、焊剂、气体。
焊条概念：是指涂有药皮的供焊条电弧焊用的熔化电极，组成：由药皮与焊芯两部分组成。
板书：一、焊条的分类板书：1、按焊条用途分（1）碳钢焊条（2）低合金钢焊条（3）钼和铬钼耐热钢焊条（4）低温钢焊条（5）不锈钢焊条（6）堆焊焊条（7）铸铁焊条（8）镍及镍合金焊条（9）铜及铜合金焊条（10）铝及铝合金焊条（11）特殊用途焊条板书：2、按熔渣碱度分板书：（1）酸性焊条含义：是指药皮中含有多量酸性氧化物的焊条，施焊后熔渣呈酸性。
这类焊条的电弧燃烧稳定，可交直流两用，熔渣流动性好，飞溅小，焊缝成形美观，脱渣易。
板书：（2）碱性焊条含义：是指药皮中含有碱性氧化物的焊条，施焊后熔渣呈碱性。
这类焊条施焊，焊缝金属的力学性能和抗裂能力都高于酸性焊条，但电弧稳定性较差，对铁锈、水分比较敏感。
板书：二、焊条的型号与牌号板书：1、焊条型号E5015E——表示焊条50——抗拉强度最小值490Mpa1——使用与全位置焊接15——药皮低氢钢适用直流反接板书：2、焊条牌号目前广泛采用由代表用途的字母后缀三位数字组成焊条类型代号字母碳钢、低合金钢焊条J钼和铬钼耐热钢焊条R铬不锈钢焊条G铬镍不锈钢焊条 A堆焊焊条 D低温钢焊条W铸铁焊条Z镍及镍合金焊条N铜及铜合金焊条T铝及铝合金L特殊用途焊条T板书：三、焊芯焊芯在焊接中作为电弧的电极，溶化后作为填充金属进入熔池而成为焊缝中的一部分一般碳钢和低合金钢焊条是选用低碳钢焊芯一般碳钢和低合金焊条是选用低碳钢焊芯常用的碳钢焊芯有H08A、H08E两个牌号锰是有益元素，可以脱氧、脱硫。
熔焊原理及金属材料焊接教案
《熔焊原理及金属材料焊接》教案一、教材《熔焊原理及金属材料焊接》二、教学对象新高职焊接专业的学生三、教案试讲内容：第七章第三节《低碳调质钢的焊接》中的（二）低碳调质钢的焊接性分析本节课主要内容：详细分析了低碳调质钢的焊接性，为制定该钢种的焊接工艺提供了依据。
四、本节课的教学目的及要求：1．掌握该钢种焊接接头对各种焊接缺陷的敏感性和防止措施；2．掌握该钢种焊接热影响区性能下降的原因和防止措施。
五、本节课的重点、难点：重点：冷裂纹产生原因及防止措施，热影响区脆化机理及防止措施。
难点：热影响区脆化机理及防止措施。
六、本节课的教学时间：30分钟七、教学方法：讲授法八、教学过程：（一）复习旧课：提问：什么是焊接性答案（略）（二）导入新课：三峡工程压力钢管下平段及蜗壳的焊接安装选用日本NKK 公司生产的NK一HITEN610U2低碳调质钢板，日方要求该钢种焊接施工的线能量按≤40kJ/cm控制，这意味着超过这一参数，接头的性能将不能保证，从焊接工艺要求引出新课。
（三）讲授新课1．焊接性分析规律：高强度钢是通过一定的化学成分再配合相应的热处理来保证其力学性能的，焊接过程由于存在着热和应力的不平衡，会导致焊接缺陷的产生，不同化学成分的钢种对各种焊接缺陷的敏感性也不一样；焊接热作用也会破坏母材焊前的热处理效果，导致焊接热影响区性能下降而不能满足使用要求。
本次课我们将结合低碳调质钢的化学成分特点（含碳量低，Wc≤%,合金元素种类较多）和热处理状态（调质即淬火＋回火）来分析它的焊接性，为制定该钢种的焊接工艺提供理论依据。
2．低碳调质钢的焊接性分析（学生阅读课文，老师讲解）（1）焊接缺陷的敏感性①．结晶裂纹由于含碳量低，对硫、磷杂质控制严格，所以这类钢焊接时不会出现结晶裂纹。
②.热影响区液化裂纹高镍低锰一类的的低碳调质钢较易出现此类裂纹，原因是热影响区的过热区出现重熔。
防止措施是减少焊接线能量；调整熔池的形状，避免出现蘑菇状熔池。
金属熔焊原理及材料焊接第一章-焊接热源及其作用
焊接热源
焊接的发展趋势：焊接技术逐步向高效率、高质量、低 成本、降低劳动强度、降低能耗的方向发展。
热源的性能不仅影响焊接质量，而且对焊接生产率有着 决定性作用。
作为焊接热源应当是：能量高度集中、快速实现焊接过 程，并保证得到致密而强韧的焊缝和最小的热影响区。
焊接热源
满足焊接条件的热源：
电弧热：利用气体介质中放电过程所产生的热能
• 焊接温度场：某一瞬时焊件上各点的温度分布
等温线或等温面：把焊件上瞬时温度相同的各点 连接在一起。 各等温线或等温面彼此间不能相交，存在一定的 温度差。
焊接温度场的类型： • 稳定温度场：焊接温度场各点的温度不随时间变动。 • 非稳定温度场：各点温度随时间而变动。 • 准稳定温度场：功率恒定的热源在工件上作匀速直线运
• 思考：调整焊接热循环的方法有哪些？
本章结束
源的典型焊接方法有哪些？
焊接热循环：在焊接热源作用下，焊件上某一点的温度随
时间的变化过程。
焊接热循环是描述焊接过程中热源对被焊金属的热作用。距焊缝不同 距离的各点，所经历的热循环不同。距焊缝越近的点，加热的最高温度 越高；越远的点，加热的最高温度越低。
焊接热循环的主要参数：
• 加热速度ωH
晶粒
• 最高加热温度Ｔm 大小
化学热：助燃和可燃气体（氧、乙炔）的燃烧火焰或铝、镁 热剂进行化学反应 电阻热：电流通过导体时产生的电阻热 摩擦热：机械摩擦而产生的热能作为焊接热源
等离子弧焊：电弧放电或高频放电产生高度电离的离子流 电子束焊：高压高速运动的电子在真空中猛烈轰击金属局 部表面，动能转化为热能
激光焊：受激辐射而使放射增强的光，经聚焦产生能量高 度集中的激光束。
电阻焊接过程
金属熔焊原理及材料焊接
金属熔焊原理及材料焊接
金属熔焊是一种常见的金属焊接方法，它利用高温将金属材料加热到熔点并使其熔化，然后通过冷却使其凝固在一起，从而实现材料的连接。
金属熔焊的原理包括以下几个步骤：
1. 加热：将金属材料加热到一定温度，使其达到熔点。
加热可以使用火焰、电弧、激光等热源。
2. 熔化：当金属材料达到熔点时，其原子开始失去有序结构并呈现液态。
在液态状态下，金属原子可以自由流动。
3. 密实：在金属材料熔化的同时，焊接材料（焊丝或焊料）也会熔化并与原材料混合。
通过表面张力和毛细效应，焊接材料会充满焊接接头中的缝隙，并经过冷却后凝固。
4. 冷却：在熔化材料充满接头缝隙后，将焊接材料冷却至固态。
固态的焊接材料与基材结合，在冷却过程中形成强固的连接。
焊接材料是进行金属熔焊的关键，常用的焊接材料包括焊丝和焊料。
焊丝一般是金属丝，它是填充金属材料的主要来源。
焊丝可以有不同的成分和特性，根据需要选择不同种类的焊丝来适应不同金属材料的焊接。
焊料是一种在焊接时产生熔融状态的材料，通过其熔融状态与金属材料表面的接触和作用，实现金属连接。
金属熔焊广泛应用于各个领域，包括工业生产、建筑、航空航天等。
不同的金属熔焊方法和材料选择取决于具体的应用需求和金属材料的性质。
金属熔焊原理及材料焊接性 教案
金属熔焊原理及材料焊接性教案教案课程金属熔焊原理及材料焊接性班级焊接1301/制造1301教师杨起俊2014 学年第 1 学期二零一一年九月印制教案授课顺序教案授课顺序教案授课顺序授课日期2014.9.19 授课课时 2专业班次焊接1301/制造1301 授课方法讲授授课内容：焊接热过程目的要求：了解焊接热过程、热能传递的基本方式、焊接温度场、焊接热循环的特点，理解焊接温度场、焊接热循环的影响因素及调节方法。
重点：焊接热传递、焊接温度场、焊接热循环难点：焊接热循环的影响因素及调节方法教参：《金属熔焊基础及材料焊接》，李凤银，机械工业出版社教学环节及组织：能力知识点1 常用焊接热源及热能传递的基本方式一、常用的焊接热源1.电弧热2.化学热3.电阻热4.摩擦热5.电子束6.等离子弧7.激光束二、焊接过程的热效率：三、焊接传热的基本形式：传导、对流和辐射。
能力知识点2 焊接温度场一、焊接温度场的表示及特点教案授课顺序授课日期2014.9.25 授课课时 2专业班次焊接1301/制造1301 授课方法讲授授课内容：焊缝金属的组成目的要求：了解焊缝金属的形成过程；理解过重合金元素对焊缝金属性能的作用；理解焊条过渡的过程。
重点：熔滴过渡；焊缝金属熔合比难点：熔滴过渡中力、热、电的作用。
熔合比对焊缝的影响。
教参：《金属熔焊基础及材料焊接》，李凤银，机械工业出版社教学环节及组织：能力知识点1 焊条的熔化与过渡一、焊条的加热：有电阻热和电弧热二、焊条金属的熔化：Vm=m/t=αPI熔敷系数：飞溅率：三、熔滴过渡的作用力：重力、表面张力、电磁压缩力、斑点压力、等离子流力、电弧气体吹力。
四、熔滴过渡的形式：滴状过渡、短路过渡、喷射过渡。
五、熔滴过渡时的飞溅能力知识点2 母材的熔化及熔池一、熔池的形状和尺寸：熔宽、熔深、余高等以及与能量的关系。
二、熔池的温度三、熔池金属的流动能力知识点3 焊缝金属的熔合比与母材金属的稀释熔合比：熔合比(稀释率)的大小与焊接方法、焊接参数、接头形状和尺寸、坡口形式及尺寸、焊道层数、母材金属的热物理性质等有关。
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《熔焊原理及金属材料
焊接》教案
-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
《熔焊原理及金属材料焊接》教案
一、教材《熔焊原理及金属材料焊接》
二、教学对象新高职焊接专业的学生
三、教案试讲内容：第七章第三节《低碳调质钢的焊
接》中的（二）低碳调质钢的焊接性分析
本节课主要内容：详细分析了低碳调质钢的焊接性，为制定该钢种的焊接工艺提供了依据。
四、本节课的教学目的及要求：
1．掌握该钢种焊接接头对各种焊接缺陷的敏感性和防止措施；
2．掌握该钢种焊接热影响区性能下降的原因和防止措施。
五、本节课的重点、难点：
重点：冷裂纹产生原因及防止措施，热影响区脆化机理
及防止措施。
难点：热影响区脆化机理及防止措施。
六、本节课的教学时间：30分钟
七、教学方法：讲授法
八、教学过程：
（一）复习旧课：
提问：什么是焊接性？答案（略）
（二）导入新课：
三峡工程压力钢管下平段及蜗壳的焊接安装选用日本NKK 公司生产的NK一HITEN610U2低碳调质钢板，日方要求该钢种焊接施工的线能量按≤40kJ/cm控制，这意味着超过这一参数，接头的性能将不能保证，从焊接工艺要求引出新课。
（三）讲授新课
1．焊接性分析规律：高强度钢是通过一定的化学成分再配合相应的热处理来保证其力学性能的，焊接过程由于存在着热和应力的不平衡，会导致焊接缺陷的产生，不同化学成分的钢种对各种焊接缺陷的敏感性也不一样；焊接热作用也会破坏母材焊前的热处理效果，导致焊接热影响区性能下降而不能满足使用要求。
本次课我们将结合低碳调质钢的化学成分特点（含碳量低，Wc≤0.18%,合金元素种类较多）和热处理状态（调质即淬火＋回火）来分析它的焊接性，为制定该钢种的焊接工艺提供理论依据。
2．低碳调质钢的焊接性分析（学生阅读课文，老师讲解）
（1）焊接缺陷的敏感性
①．结晶裂纹由于含碳量低，对硫、磷杂质控制严格，所以这类钢焊接时不会出现结晶裂纹。
②.热影响区液化裂纹高镍低锰一类的的低碳调质钢较易出现此类裂纹，原因是热影响区的过热区出现重熔。
防止措施是减少焊接线能量；调整熔池的形状，避免出现蘑菇状熔池。
③．冷裂纹低碳调质钢由于加入较多的合金元素，使钢的淬硬性提高，容易得到马氏体和贝氏体。
按理应该冷裂纹的敏感性较高，但由于该钢种含碳量较低，所出现的是低碳马氏体，具有较高韧性。
而且该钢种的Ms点比较高（接近400oC），如果能提供一个缓冷过程，让马氏体形成后来得及进行一次“自回火”过程，使其韧性得到改善，而避免产生冷裂纹。
反之，在焊接应力的作用下就可能产生冷裂纹。
所以焊接时为防止冷裂纹应该采用大线能量(写出公式 )。
④．消除应力裂纹该钢种有Cr、Mo、V、Ti、Nb、B等提高消除应力裂纹敏感性的元素，所以容易出现消除应力裂纹。
防止措施是：降低退火温度，进行适当预热或后热。
（2）.热影响区的性能变化
①．脆化机理是：当冷速较低时，铁素体（F）首先析出，导致剩余的奥氏体富碳，这部分高碳奥氏体在冷却时转变为高碳马氏体或高碳贝氏体，导致过热区脆化。
防止措施：快冷矛盾：防止冷裂纹希望缓冷，防止脆化希望快冷。
解决方法：通过实践确定热影响区不出现脆化的最大线能量（热影响区取样进行冲击试验）。
②．软化机理是：焊接热影响区受到的热作用温度超过钢种的回火温度，导致该部位出现碳化物积聚长大而使强度下降。
软化部位在加热温度为t回～Ac3之间的区域。
防止措施：采用热量集中的焊接方法（如熔化极气保焊）。
（3）讨论题：三峡工程的焊接接头如出现冷裂纹和脆化，将会出现什么后果？钢管爆裂，后果不堪设想。
（四）课堂小结：
1．通过以上讲解，希望同学们进一步熟悉化学成分和焊接缺陷之间的关系；焊接热作用破坏了低碳调质钢的热处理效果，导致热影响区出现脆化和软化；低碳调质钢的主要焊接性问题是冷裂纹和脆化。
六十年代我们从低碳钢焊接用酸性焊条到16Mn钢的焊接用碱性焊条对电焊工的焊接技术来说上了一个台阶；九十年代从16Mn钢到调质钢焊接又上了一个台阶，每上一个台阶都有一套新的焊接要求和理论知识。
我们知道，感觉到的东西不一定能立刻理解它，只有理解了的东西才能更深地感觉它，所以，理论知识对调质钢焊接十分重要，对每一位焊接工作者特别是电焊工尤其重要，否则就焊不出合格的焊接接头。
（五）布置作业：低碳调质钢选择线能量的原则是什么。