材料成型基础焊接
材料成型及控制工程(焊接)专业
材料成型及控制工程（焊接）专业“卓越工程师培养计划”试点方案二○一一年十月目录1. 专业基本情况 (1)2. 实施卓越工程师培养计划的基础 (2)2.1完善的工程技术人才培养体系 (2)2.2优越的工程技术人才培养平台 (3)2.3广泛的市场需求和良好的校企合作 (3)2.4 国际焊接工程师培训认证基地 (4)3. 试点规模及学制 (4)4. 合作培养依托单位（协议见附件1） (5)5. 本科阶段培养方案 (6)5.1 培养目标和要求 (6)5.2 培养模式 (7)5.3 知识体系的基本框架 (8)5.4 课程体系设计及学分要求 (9)6. 质量保障与监控体系 (13)6.1 组织保障 (13)6.2 条件保障 (14)6.3 健全校内质量监控体系，落实教学过程监控 (15)6.4 规范管理，建立实习质量监控体系，保证企业实践质量 (16)6.5 建立学院与企业定期沟通的协商机制 (18)7. 结合国际焊接工程师认证的人才培养模式研究 (18)附件1：武汉理工大学“卓越工程师培养计划”材料成型及控制工程（焊接）专业校企联合培养协议书 (21)附件2：武汉理工大学材料成型及控制工程（焊接）专业应用型卓越工程师培养专业标准 (22)附件3：武汉理工大学材料成型及控制工程（焊接）专业“卓越工程师培养计划”培养方案 (31)附件4：武汉理工大学材料成型及控制工程（焊接）专业“卓越工程师培养计划”企业学习阶段培养方案 (41)附件5：武汉理工大学材料成型及控制工程（焊接）专业“卓越工程师培养计划”师资队伍建设方案 (41)1. 专业基本情况材料成型及控制工程（焊接）专业的前身是焊接工艺与设备专业，筹建于1976年，1978年开始招收本科生，面向制造业培养专业技术人才。
于1993年以焊接专业的名义进行硕士点申报工作并正式通过国务院学位办的批准，获得硕士学位授予权。
后更名为材料加工工程，并于1998年通过湖北省重点学科审批，成为省重点学科。
材料成型工艺基础焊接部分作业题目及答案
1.14熔焊时，如果高温焊接区暴露在空气中，会有什么结果？为保证焊缝质量可采取哪些措施？答：①会使焊接区的液态金属发生剧烈的氧化反应和氮化反应。
熔入熔池的氧化物，冷凝时因固溶度下降而析出，易成为焊缝中的夹杂物。
不熔入液态金属的氧化物，会浮出熔池进入渣中，造成合金元素的烧损。
氮化物与铁形成脆性的Fe4N 化合物，使焊缝塑形与韧性下降。
②保证措施：1）在焊接过程中对熔化金属进行有效地保护，使之与空气隔离。
例气保护、熔渣保护、气渣联合保护。
对于激光焊和电子束焊，还可采用真空保护。
2）对焊接熔池进行脱氧、脱硫、脱磷处理，清除进入熔池中的有害杂质。
3）对焊接金属添合金，以补偿合金元素的烧损。
1.16焊接变形有哪几种基本形式？如何控制和矫正焊接变形？答：①收缩变形、角变形、弯曲变形、扭曲变形和波浪变形。
②控制焊接变形的措施：1）反变形法2）刚性固定法3）强迫冷却法4）采用合理的焊接顺序（先焊接收缩率较大的焊缝，采用对称焊、分段焊）③矫正焊接变形的方法：1）机械矫正2）火焰矫正外1 焊接方法分哪三大类？答：熔焊、压焊、钎焊。
外2 焊接接头的组成？答：焊缝、熔合区和热影响区。
外3焊接接头中力学性能最差的薄弱部位？答：熔合区和过热区。
外4 见第一部分的末页4.3埋弧焊与手弧焊（就是焊条电弧焊）相比有哪些优点？其工艺有何特点？应用有何限制？为什么？①优点：1）生产率高，比焊条电弧焊提高5~10倍2）焊缝质量好，且成形美观3）成本低4）劳动条件好②工艺特点：1）适应性差，通常只适应于水平位置焊接直缝和环缝2）对焊前准备要求严，工件坡口加工要求高，装配间隙要求均匀。
③应用限制主要用于批量生产的厚度范围为6~60mm,焊接时，焊接处应处于水平位置。
因为只有在水平位置，焊剂才能在电弧区堆覆。
4.4说明下列焊丝、焊条牌号的含义?J422 J427 J507 H08 H08MnA①J422就是E4303熔敷金属抗拉强度大于等于420MPa，Ti---Ga型药皮，酸性焊条，电流种类为交流或直流。
材料成型及控制工程焊接课程设计说明书
1 前言本设备按GB6654-1996《钢制焊接容器技术条件》和国家技术监督局《钢制列管式换热器技术条件》进行制造、试验及验收,并同时《遵从压力容器安全监察规程》有关规定。
此容器为塔顶冷凝器，属于压力容器，容器类别属于一类,材料为热轧钢：16mn，主要有对接焊缝、角焊缝、搭接焊缝组成，可以实现自动化焊接生产。
塔顶冷凝器主要组成有筒体，法兰，接管，支座等。
容器总长 3476m；筒体直径 1000mm；厚度8mm,设计的压力为0.29MPa,壳程及管程设计的温度小于200℃；在容器的制造过程中采用埋弧焊、CO2气体保护焊；焊后要进行射线探伤,加工完后,壳程及管程都以0.39MPa(表压)进行水压试验。
2 焊接生产工艺性分析2.1 焊接结构工艺性审查2.1.1 产品技术特性及检验要求本次设计生产的设备为塔顶冷凝器壳体，属于一类压力容器，筒体直径2490mm，容器总长3647mm，壁厚8mm，生产数量为1台。
由设计图尺寸可知：筒体由三段筒节经对接环焊而成，筒体两端通过埋弧焊焊接接连接标准椭圆形封头各一个，右端封头上的管箱接有两对接管及法兰是冷凝器水的进出口，筒体上接有三对接管，其中三个接管都分别连接一个平焊法兰，筒体上下端的一个是冷凝液的出口，另外两个是气体出口,整个设备采用鞍式支座安装和支撑。
图2-1塔顶冷凝器壳体结构图筒体与封头采用容器双头螺栓连接，有利于减少环焊缝数量，纵焊缝交错分布，避免了十字交叉，有利于减少焊接应力及变形；封头与接管均采用标准件，减少了劳动量；主要加工手段为焊接，此外还采用冲压、卷弯、机加工等辅助工艺。
焊接方法采用埋弧自动焊、手工电弧焊，接头形式为对接、角接，焊缝质量易于保证，焊缝位置分布合理，施焊方便，有利于焊后检验，具有良好的工艺性。
2.1.2 产品技术特性及检验要求塔顶冷凝器壳体技术特性如表2-1所示：表2-1塔顶冷凝器壳体技术特性表2.2 母材的焊接工艺性分析 2.2.1 16mn 的特性16Mn 钢属于碳锰钢，碳的含量在0.16%左右，屈服点等于343MPa （强度级别属于343MPa 级）。
材料成型焊接专业介绍
用加热或加压力等手段，借助金属原子 的结合与扩散作用，使分离的金属材料 牢固地连接起来的方法。
主要焊接方法
手工电弧焊
电弧焊
气体保护焊 埋弧焊
电阻焊 摩擦焊 软钎焊
电渣焊
熔 焊
等离子弧焊
压 力 焊
超声波焊 爆炸焊 扩散焊
钎 焊
硬钎焊
电子束焊
激光焊
高频焊
焊接成形的分类
钎焊：钎焊是硬钎焊 和软钎焊的总称。采 用比母材金属熔点低 的金属（称为钎料）， 将焊件和钎料加热到 高于钎料熔点、低于 母材熔化温度，利用 液态钎料填充接头间 隙并与固态母材通过 扩散实现连接焊件的 方法。
焊接工艺工程师
招聘人数： 1人 工作年限： 二年以上 学历要求： 本科 岗位职责： 1、建立和完善焊接工艺、流程、作业指导书，编制焊接工艺及相关文件； 2、制定相关焊接标准； 3、解决现场出现的焊接问题； 5、新工艺、新技术的培训、应用及推广。 任职资格和能力素质： 1、焊接、材料、机械专业，本科以上学历，2年以上焊接工艺相关工作经验； 2、有风力发电或机械制造行业经验者优先； 3、吃苦耐劳，有很强的责任心。
焊接工程师
招聘人数： 2人 职位描述： 职位名：焊接工程师任职要求： - 大学本科学历 - 工程师及以上技术职称或高级技师职称 - 具有12年以上从事国内外大型火力发电厂工程焊接、热处理、无损 检测、金属监督的施工、专业技术管理或焊接质量管理工作经历； - 熟悉大型火力发电厂工程高温高压汽、水系统和高温承压部件设备 技术条件； - 熟悉与火力发电厂工程相关的国内外焊接与金属监督技术规程、质 量标准（包括我国锅炉及压力容器规程、GB、DL、ASME标准等）； - 熟练掌握大型火力发电厂工程常规采用钢种的焊接、热处理施工控 制流程以及RT、UT、PT、MT等金属无损检测方法； - 能够适应国内外火力发电厂工程现场长期工作条件。 - 身体健康，未患有与焊接、无损检测相关的职业疾病。
材料成型技术基础第2版课后习题答案
第一章金属液态成形1.①液态合金的充型能力是指熔融合金充满型腔，获得轮廓清晰、形状完整的优质铸件的能力。
②流动性好，熔融合金充填铸型的能力强，易于获得尺寸准确、外形完整的铸件。
流动性不好，则充型能力差，铸件容易产生冷隔、气孔等缺陷。
③成分不同的合金具有不同的结晶特性，共晶成分合金的流动性最好，纯金属次之，最后是固溶体合金。
④相比于铸钢，铸铁更接近更接近共晶成分，结晶温度区间较小，因而流动性较好。
2.浇铸温度过高会使合金的收缩量增加，吸气增多，氧化严重，反而是铸件容易产生缩孔、缩松、粘砂、夹杂等缺陷。
3.缩孔和缩松的存在会减小铸件的有效承载面积，并会引起应力集中，导致铸件的力学性能下降。
缩孔大而集中，更容易被发现，可以通过一定的工艺将其移出铸件体外，缩松小而分散，在铸件中或多或少都存在着，对于一般铸件来说，往往不把它作为一种缺陷来看，只有要求铸件的气密性高的时候才会防止。
4 液态合金充满型腔后，在冷却凝固过程中，若液态收缩和凝固收缩缩减的体积得不到补足，便会在铸件的最后凝固部位形成一些空洞，大而集中的空洞成为缩孔，小而分散的空洞称为缩松。
浇不足是沙型没有全部充满。
冷隔是铸造后的工件稍受一定力后就出现裂纹或断裂，在断口出现氧化夹杂物，或者没有融合到一起。
出气口目的是在浇铸的过程中使型腔内的气体排出，防止铸件产生气孔，也便于观察浇铸情况。
而冒口是为避免铸件出现缺陷而附加在铸件上方或侧面的补充部分。
逐层凝固过程中其断面上固相和液相由一条界线清楚地分开。
定向凝固中熔融合金沿着与热流相反的方向按照要求的结晶取向进行凝固。
5.定向凝固原则是在铸件可能出现缩孔的厚大部位安放冒口，并同时采用其他工艺措施，使铸件上远离冒口的部位到冒口之间建立一个逐渐递增的温度梯度，从而实现由远离冒口的部位像冒口方向顺序地凝固。
铸件相邻各部位或铸件各处凝固开始及结束的时间相同或相近，甚至是同时完成凝固过程，无先后的差异及明显的方向性，称作同时凝固。
材料成型技术基础
材料成型技术基础材料成型技术基础材料成型技术是现代工业的核心技术之一，是将材料加工成所需形状、结构和性能的过程。
材料成型技术分为传统成型技术和先进成型技术两种。
前者包括热加工、冷加工、焊接等，后者则包括快速成型、激光加工、注塑成型等。
无论是哪种成型技术，都需要掌握材料成型技术基础知识才能熟练地操作和完成任务。
1.材料成型技术原理材料成型技术在原理上是通过施加压力，改变材料外观和性质。
采用不同的成型方法和工艺流程，可获得所需的形态和性能。
例如，金属冷加工依靠的是材料的塑性变形，而激光切割则是利用激光的高能量和热量来割断材料。
因此，不同成型技术的原理不同，工艺流程也不同。
2.材料成型技术分类材料成型技术主要可以分为常规材料成型技术和高级材料成型技术两类。
常规材料成型技术包括热加工、冷加工、铸造、焊接、切削等。
这些技术在工业生产中应用广泛，可以制造出各种形态的零部件和产品。
高级材料成型技术是在常规成型技术基础上，运用现代科技和工程技术发展起来的成型技术。
例如，金属材料的选择性激光烧结技术（SLS）、三维打印技术、激光切割技术和注塑成型技术等。
这些技术通常被用于制造高性能、高单价、高品质的工业产品。
3.常规材料成型技术热加工热加工技术是利用高温对材料进行塑性变形的加工方式。
通过热处理，可以使金属变得更加容易软化和延展。
热加工适合于制造大量的同样尺寸和形状的零件，例如轴、齿轮等机械元件。
冷加工冷加工技术是不需要高温处理的制造加工方法。
冷加工一般用于金属加工，由于没有热变形，冷加工一般具有更好的精度和表面光洁度。
冷加工应用广泛，例如冷拔、冷轧、冷环等。
铸造铸造是利用熔化的金属，将其注入模具中成型制品的加工方法。
铸造可以生产出各种不同尺寸和形状的零件，应用范围广泛，例如钢铁、铝合金、铜、铜合金等材料。
焊接焊接是将两个物体连接在一起的加工方式。
焊接广泛应用在车辆工业、建筑工业、航空航天工业等领域，例如电弧焊、气体保护焊、激光焊等技术。
材料成形技术基础问答题
1、讨论分析影响焊接弯曲柱状晶形态的因素。
那种形态的柱状晶最易于产生焊接纵向裂纹？为什么？在液相等温线上任一点A的晶粒主轴沿等温线法线方向生长，生长的线速度为R，Ψ为晶粒生长方向与熔池移动方向间的夹角。
等温线上各点的Ψ角是变化的，故等温线上各点的晶粒生长速度也不一致。
在焊缝边缘，Ψ=90度，cosΨ=0，故晶粒生长速度为零；而在焊缝中心，Ψ=0度，cosΨ=1，晶粒生长速度与焊接速度相等。
由于等温线是弯曲的，晶粒在生长时也必需不断改变方向，形成了特有的弯曲柱状晶形态。
焊接速度对晶粒生长形态有很大的影响。
焊接速度大时，焊接熔池长度增加，Ψ角也相应增大，柱状晶便趋向垂直于焊缝生长；焊接速度小时，Ψ角也相应减小，柱状晶越弯曲。
垂直于焊缝的柱状晶，易在焊缝中心形成脆弱的结合面，出现纵向裂纹。
2、如何理解合金的铸造性能与其结晶温度间隔的关系？凝固温度间隔小的合金，倾向于逐层凝固；凝固温度间隔大的合金，倾向于糊状凝固。
结晶温度间隔越宽，合金流动性越差，不利于对合金凝固过程中所产生的收缩进行补缩，会使得铸件中出现诸如缩孔、缩松及凝固后期所产生的热裂纹等铸造缺陷。
1、何谓焊接热循环，焊接热循环的主要特征参数有哪些？它们对焊接接头的组织和性能有何影响？在焊接热源的作用下，焊件上某一点的温度随时间的变化过程称为焊接热循环。
主要参数：1）加热速度VH加热速度VH将影响到材料的相变点，通常随着加热速度的提高，钢的固态相变温度Ac1和Ac3也相应的提高，而且之间的温差也变大。
加热速度对已形成的奥氏体均质化过程也有影响。
同时也使碳化物的分解重熔受到限制。
2）峰值温度Tmax直接影响到焊接热影响区的组织和性能。
峰值温度过高，将使晶粒严重长大，甚至产生过热魏氏组织，造成接头的粗晶脆化；同时还会影响到焊接接头的应力应变，形成较大的焊接残余应力或变形。
3）高温停留时间tH在箱变温度以上的停留时间，对于相的溶解、奥氏体的扩散均质化以及晶粒度都有很大的影响。
材料科学与工程、材料成型及控制、焊接技术与工程
材料科学与工程、材料成型及控制、焊接技术与工程
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本文是一篇关于材料科学与工程、材料成型及控制、焊接技术与工程的全面介绍，主要内容包括：
一、材料科学与工程
材料科学与工程是研究物质结构、性能及其工程应用的一门科学。
它主要研究材料在加工、设计、改型、加工工艺技术及其工程应用过程中的基本原理。
主要包括材料学、材料加工和材料专门性应用三个方面。
二、材料成型及控制
材料成型及控制是研究材料加工装备、设备、材料模具、材料成型技术及控制管理的一门学科。
它将材料成型技术及控制的理论和手段结合起来，开发出材料成型装备及设备，以满足材料加工的需要。
三、焊接技术与工程
焊接技术与工程是一门集焊接理论，技术，工艺，设备，焊接检测等内容于一体的技术学科。
它主要研究的是操作者在熔接过程等实际操作中所产生的熔接焊点结构，熔接参数及熔接工艺的理论，技术，工艺及设备技术。
它是从材料科学、加工技术，成型技术，焊接技术，成型工艺，焊接工艺，控制等方面研究熔接焊点及连接方式的性能，稳定性及其工程应用的一门技术学科。
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材料成型及控制工程焊接方向
材料成型及控制工程焊接方向材料成型及控制工程焊接方向是现代制造业中不可或缺的一个重要技术。
随着工业发展和科技进步，各种材料的成型和控制工程焊接技术也在不断发展和完善。
本文将从焊接的定义、分类、应用领域、发展历程以及发展趋势等方面进行论述。
焊接是指将金属或其他热塑性材料相互连接的方法和过程。
根据焊接的方式和材料特点，焊接可以分为熔焊、压焊、摩擦焊、爆炸焊等多种分类方式。
其中，熔焊是最常见和常用的焊接方法，它通过加热使被连接的材料部分或全部熔化，并在冷却后形成稳定的连接。
在不同的应用领域中，焊接有着广泛的应用。
例如，在航空航天工业中，焊接被用于生产和修复航空器的结构件、涡轮发动机的涡轮叶片等；在汽车制造业中，焊接被广泛应用于汽车车身、车轮、底盘等部位的连接；在建筑工程中，焊接则用于连接和固定钢结构等。
可以说，焊接在现代制造业中扮演着重要的角色。
焊接技术的发展历程可以追溯到古代。
最早的焊接技术可以追溯到公元前3000年左右的青铜时代，当时人们已经掌握了银焊和铜焊等基本焊接方法。
经过几千年的发展和演变，焊接技术逐渐趋于成熟。
在18世纪末19世纪初，随着电力和电磁学的发展，电焊技术的出现进一步推动了焊接技术的进步。
随后，自动焊接、激光焊接、电子束焊接等高级焊接技术相继出现，为焊接领域的发展带来了巨大的推动力。
目前，焊接技术正朝着更高效、更环保、更智能的方向发展。
一方面，随着新材料的不断涌现，如高强度钢、铝合金、镍基高温合金等，对焊接技术的要求也越来越高；另一方面，随着智能制造和工业互联网的兴起，焊接设备和工艺控制系统也趋向自动化和智能化。
为了满足新材料和新工艺对焊接的需求，目前焊接领域正在进行一系列的研究和探索。
例如，国内外研究人员正在开发高能激光焊接、激光-电弧复合焊接、摩擦搅拌焊接等新型焊接技术，并尝试结合数值模拟、人工智能等方法进行焊接过程的优化和控制。
综上所述，材料成型及控制工程焊接方向是一个不断发展和进步的领域。
材料成型控制工程基础
（1）干扰中有的对控制对象有很大的影响 （2）与被控制量的检测相比，容易检测的干扰居多 （3）多为事先能预想得到的干扰。
3.控制方式的特点
出于电弧焊过程中干扰因素多和被控制量的检测又较困难 (检测性不好 )。 迄今为止，电弧焊工艺所采用的自动控制方式属于完全的反馈系统的例子较少， 而多数是属于干扰控制或前馈控制。 一般说来，它多用在反馈系统中，这时的框图如图 6.1所示。
6.1.4 其它熔焊工艺控制特点
1. 电子束焊接特点 电子束焊接是利用空间定向高速运动的电子束，在撞击工件后将动能转化为热能， 从而使被焊工件熔化，形成焊缝。电子束焊接具有焊接质量好、焊缝深宽比大、 焊接速度高等优点。但是，电子束焊接设备具有成本高、接头准备和加工要求精确、 工件受真空室尺寸限制等缺点。
第6章 焊接过程控制
6.1焊接过程控制特点 6.2焊接质量自动控制必要性 6.3焊接过程传感与控制 6.4焊接过程智能控制
6.1焊接过程控制特点
6.1.1 焊接过程控制一般特点
1. 被控制量选择的特点
（1）由于电弧发出的光、热、声波、飞溅等的干扰， 在其它领域可使用的测量技术在近弧区无法使用。 另外，埋弧焊时因为熔渣的存在也妨碍了有效的测量 （2）电弧焊多半是工件固定电弧移动，要在有电弧的一面检测， 必须使检测器与焊炬连接在一起同时移动。 这样就必须使用能沿焊缝移动的长探测头，这是相当麻烦的。 另外，使用垫板也会使焊缝背面的检测性能变坏。 （3）因为近缝区金属处于不稳定的过程与不平衡状态， 所以对它的检测要测得很准确也是困难的。 因此，在考虑电弧焊的自动控制时，就产生了被控制量检测的困难问题。
6.1.3 电阻焊过程控制特点
1. 电阻焊工艺
电阻焊方法主要有四种，即点焊、缝焊、凸焊及对焊 电阻焊特点在于焊接电流大，通电时间短，设备比较复杂，一次投资大，生产率高， 适于大批量生产。
南京航空航天大学材料成型工艺基础复习纲要
材料成型工艺基础复习纲要第一部分铸造1.铸造的实质、特点及应用范围。
铸造方法分类。
铸造：将熔融的液体浇注到与零件的形状相适应的铸型型腔中，冷却后获得铸件的工艺方法。
铸造的实质：利用液态金属的流动成型。
铸造生产的特点:1）适应性大（铸件重量、合金种类、零件形状都不受限制）2）成本低3）工序多，质量不稳定，废品率高4）机械性能较同样材料的锻件差【原因】晶粒粗大，组织疏松，成分不均匀铸造的应用:主要用于受力较小，形状复杂或简单、重量较大的零件毛坯。
2.合金铸造性能：充型能力和流动性的概念。
充型能力和流动性对铸件质量的影响。
影响充型能力和流动性的主要因素，充型能力不足产生的缺陷，提高充型能力和流动性的主要措施（提高充型压力）。
适合铸造的灰铁的牌号及牌号代表的意义。
流动性：液态金属本身的流动能力。
与金属的成分、温度、杂质含量及其物理性质有关。
充型能力：合金充满型腔，获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力。
流动性好的合金，易于充满薄而复杂的型腔；有利于气体和夹杂物上浮排除，有利于铸件凝固时的补缩。
流动性不好的合金，其充型能力差，易产生浇不足、气孔、缩孔、缩松、热裂纹等缺陷。
影响充型能力的因素：充型能力首先取决于金属本身的流动性，同时还受铸型性质、浇注条件、铸件结构等因素的影响。
熔融合金的流动性通常以“螺旋形试样”长度来衡量。
充型能力不足产生的缺陷：铸件产生浇不足、冷隔的缺陷影响合金流动性的因素:1)合金的种类灰铸铁、硅黄石最好，铝合金次之，铸钢最差2)合金的成分纯金属和共晶成分合金的结晶流动性最好3)浇注条件①浇注温度浇注温度越高，液态金属的粘度越低，且因其过热度高，金属液含热量多，保持液态时间长，有利于提高合金的流动性。
②充型压力砂型铸造时，充型压力是由直浇道所产生的静压力形成的，故直浇道的压力必须适当。
压力铸造、离心铸造因增加了充型压力，充型能力较强，金属液的流动性也较好。
4)铸型的充填条件①铸型的蓄热能力②铸型温度③铸型中的气体④铸型结构灰铁HT数值表示其最低抗拉强度（Mpa）3.收缩的概念。
材料成型技术基础-作业及参考答案
材料材料成型成型成型技术基础技术基础作业1：1.请定义缩孔和缩松，并叙述其形成机理及原因。
可画图辅助介绍。
2.什么是金属型铸造、重力/压力铸造？3.试列出浇注位置的选择原则。
作业要求：写在word文档；将这个文件压缩打包并命名为：作业1班级-学号-姓名.zip：参考答案：作业1 参考答案1.收缩：合金从浇注、凝固直至冷却到室温的过程中，其体积和尺寸缩减的现象称为收缩。
P5&P6 缩孔：恒温或很窄温度范围内结晶的合金，铸件壁以逐层凝固方式进行凝固的条件下，容易产生缩孔。
合金的____液态____收缩和___凝固_____ 收缩是形成铸件缩孔和缩松的基本原因。
2. 参考课本P27。
金属型铸造是将液体金属在重力作用下浇入___金属铸型_____获得铸件的方法。
3.课本P131.铸件的重要加工面应朝下或位于侧面2.铸件的宽大平面应朝下, 这是因为在浇注过程中，熔融金属对型腔上表面的强烈辐射，容易使上表面型砂急剧地膨胀而拱起或开裂，在铸件表面造成夹砂结疤缺陷。
3.面积较大的薄壁部分应置于铸型下部或处于垂直.4.易产生缩孔的铸件，应将厚大部分置于上部或侧面, 便于安放冒口，使铸件自下而上(朝冒口方向)定向凝固。
5.尽量减少砂芯的数量，有利于砂芯的定位、稳固和排气。
作业要求作业要求：：写在word 文档文档；；将这个文件压缩打包并命名为将这个文件压缩打包并命名为：：作业2班级-学号-姓名.zip1.请定义金属塑性成形、自由锻和模锻及锻模斜度。
2.金属的锻造性常用_____和______来综合衡量。
3.纤维组织的出现会使材料的机械性能发生______因此在设计制造零件时，应使零件所受剪应力与纤维方向_______，所受拉应力与纤维方向____。
4.板料冲裁包括哪几种分离工序？5.自由锻造的基本工序有哪些？6.在锻造工艺中，胎模可分为切边冲孔模、扣模、____、____。
7.在锤上模锻中，预锻模膛和终锻模膛的区别是什么？8.冲压模具根据工序组成和结构特点可分为哪些？1. P37 金属塑性成形：材料所具有的塑性变形规律，在外力作用下通过塑性变形，获得具有一定形状，尺寸，精度和力学性能的零件或毛坯的加工方法。
《材料成型理论基础》课程大纲
《材料成型理论基础》课程教学大纲一、课程名称（中英文）中文名称：材料成型理论基础英文名称：Fundamentals for Materials Processing二、课程编码及性质课程编码：0809554课程性质：专业核心课，必修课三、学时与学分总学时：56学分：3.5四、先修课程工程材料学、传热学、流体力学、材料成形工艺基础五、授课对象本课程面向材料成型及控制工程专业学生开设，也可以供材料科学与工程专业和电子封装技术专业学生选修。
六、课程教学目的（对学生知识、能力、素质培养的贡献和作用）本课程是本专业的核心课程之一，其教学目的主要包括：1．让学生对液态成形、连接成形、固态塑性成形及高分子材料成形的基本过程有较全面、深入的理解，掌握其基本原理和规律。
2．了解液态金属的结构和性质；掌握液态金属凝固的基本原理，冶金处理及其对产品性能的影响。
3．掌握材料成形中化学冶金基本规律和缺陷的形成机理、影响因素及防止措施。
4．掌握塑性成形过程中的应力与应变的基础理论，金属流动的基本规律及其应用。
5．了解高分子材料的组织转变及流动、成形的基本规律。
表1 课程目标对毕业要求的支撑关系七、教学重点与难点：教学重点：1）本课程以材料成形工艺的理论基础为主线，根据成形加工过程中材料所处或经历的状态，分为液态凝固成形、固态塑性成形、连接成形、塑料注射成形等几类，学习材料在成形过程中的组织结构、性能、形状随外在条件的不同而变化的规律性知识。
2）本课程着重利用前期所学的物理、化学等基础理论，以及传热学、流体力学等专业基础理论知识，学习液态成形、塑性成形、连接成形等基本材料成形技术的内在规律和物理本质，包括共性原理，同时也要注重个性规律性认识。
3）课程将重点或详细介绍三种主要材料成形方法中的主要基础理论和专门知识，阐述这些现象的本质，揭示变化的规律。
而对次要成形方法的基本原理或发展状况等只作简要介绍或自学。
4）重点学习的章节内容包括：第4章“单相合金与多相合金的凝固”（6学时）、第5章“铸件凝固组织的形成与控制”（6学时）、第7章“焊缝及其热影响区的组织和性能”（6学时）、第8章“成形过程的冶金反应原理”（6学时）、第11章“应力与应变理论”（4学时）、第12章“屈服准则”（6学时）。
材料成型与控制工程焊接专业课件
材料成型与控制工程定 义
定义
目的
通过材料成型与控制工程的研究和实 践，实现材料的优化加工和处理，提 高材料性能，满足各种工程应用的需求。
材料成型与控制工程的重要性
工业基础
创新驱动
材料成型与控制工程的发展历程
焊接的定义与分类
焊接定义 焊接分类
焊接的原理与特点
焊接原理
焊接特点
焊接技术的发展趋势
01
02
03
高效化
自动化与智能化
环保化
金属材料的成型工 艺
铸造工艺
锻造工艺
焊接工艺
非金属材料的成型工 艺
塑料成型工艺
陶瓷成型工艺 玻璃成型工艺
焊接工艺的选择与应用
手工电弧焊Leabharlann 气体保护焊激光焊接
超声波焊接
焊接材料的选择与使用
焊接材料的选择
根据母材的化学成分、力学性能和焊接性能，选择合适的焊接材料，如焊丝、焊 条、焊剂等。
焊接材料的使用
了解焊接材料的成分、规格、使用条件和注意事项，确保焊接过程中的安全性和 可靠性。
焊接设备的分类与特点
焊接设备的分类 焊接设备的特点
焊接设备的维护与保养
焊接设备的日常维护
焊接质量的检测技术
外观检测
01
无损检测
02
力学性能试验
03
焊接作业的安全防护措施
焊接工人的个人防护
1
焊接设备的维护与检查
2
焊接作业场所的安全管理
3
焊接作业的环保要求与治理
减少有害气体排放 控制噪声污染 废弃物的处理与回收
材料成型与控制工程焊接专业课件
推广环保焊接技术，减少焊接过程 对环境和人体的影响。
04
焊接专业的就业前景
就业方向
焊接专业毕业生可从事焊接工艺设计、焊接设备操作、焊接质量检测等领域的工 作。
就业前景
随着制造业、建筑业、电力行业等领域的不断发展，对焊接专业人才的需求不断 增加，就业前景广阔。同时，随着自动化、智能化焊接技术的发展，对高素质、 高技能焊接人才的需求也越来越高。
培养学生具备自主学习能力、创新能力和实践能力，以适应不断变化的社会需求和行业发展趋势。
主要课程设置
材料科学基础
主要介绍材料的成分、结构、性能等方面的 基本知识。
材料成型原理
主要介绍材料成型过程中的物理、化学、力学 等行为的基本原理。
材料成型工艺
主要介绍各种材料加工工艺的原理、方法和工艺 参数的优化。
05
焊接安全与防护
焊接操作危险因素与安全要求
焊接操作中的危险因素
包括弧光辐射、高频电磁场、射线辐射、火灾爆炸等。
安全要求
操作前必须进行安全检查，严格遵守安全规程，确保工作场所的整洁和规范。
焊接防护措施及实施方法
防护措施
使用防护眼镜、防护面罩、手套、脚套等个 人防护用品，防止弧光辐射、高温和飞溅物 的伤害。
实施方法
定期进行安全培训和教育，增强员工的安全 意识，确保他们能够正确使用防护用品和遵 守安全规定。
焊接事故案例分析与预防措施
案例分析
通过对实际焊接事故案例的剖析，了解事故 发生的原因、经过和后果，加深对焊接安全 问题的认识。
预防措施
加强设备维护和检查，确保设备处于良好的 工作状态；严格遵守安全操作规程，不进行 违规操作；加强工作场所的安全管理和监督
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1. 若要使两极间产生电弧并能稳定燃烧，就必须给阴极和气体一定能量，使阴极产生强烈的电子发射和气体发生剧烈的电离，这样两极间就充满了带电粒子
2 电弧电压与电流之间的关系叫做电弧的静特性，其曲线叫做电弧的静特性曲线，呈U形。
电流较小时，由于气体电离程度不够高，电弧电阻较大，所以电弧电压较高。
随着焊接电流增加，气体电离度上升，导电情况改善，电弧电阻减小，所以，电弧电压很快下降，即下降段。
当电流增大到某一值后，电弧电阻减小变慢，电弧电压不再随电流的增大而变化，保持某一数值不变，即平直段；焊接电流更大时，由于电弧截面受焊丝直径的限制，不再增大，电弧的电流密度很大，使电弧电阻增加，因而必须提高电压才能增大电流，即上升段。
当弧长变化时，静特性
曲线平行移动。
即电弧长度增加时，电弧电压也增加。
手弧焊应用的电流范围一般在电弧静特性曲线的平直段，可以近似认为电弧电压仅与电弧长度有关，而与电流大小无关。
手弧焊时电弧电压一般在16～25V范围。
3. 焊接电弧三个区域：阴极区、阳极区和弧柱区
4. 外特性是指电源向负载供电时，在稳定状态下电源的输出电流与电压之间的对应关系：U =f (I)这种关系用曲线来表示，通常称为电源的外特性曲线。
下降外特性曲线2与电弧静特性曲线1具有交点A0。
当某些原因引起电流变
化，破坏了电弧与电源之
间供求平衡关系时，系统
能自动的、迅速回到平衡
状态。
电弧电压动平衡方
程式为：如电流减小到外
特性曲线上A1点电流值
时，这时Uy1 > Ua，则式
中dIa/dt>0，电流将增加恢
复到原来A0点的电流值。
如果电流偶然增大到A2点
电流值时，则Uy2<Ua，
dIa/dt<0 ，电流将减小直至
恢复到A0点电流值。
A0
点为一定弧长下弧-源系统
的稳定工作点。
5 一般要求直流弧焊电源
空载电压不应低于40V，交
流弧焊电源不应低于55V，
但从操作者安全出发，一
般不高于80-100V 。
适当
的短路电流Id=(1.25～2)Ia
Ia为稳定工作点的电流。
6 弧焊电源分为弧焊变压
器、弧焊发电机和弧焊整
流器三大类。
7 焊条由焊芯和药皮两部
分组成
8 焊芯的作用焊芯主要
起两个方面的作用，一是
传导电流，维持电弧燃烧；
二是本身熔化，形成焊缝
的填充金属。
9 焊芯牌号的第一个字母
H表示焊芯；H之后的数字
表示碳的质量分数，如H08
表示焊芯中碳的平均质量
分数为0.08%；最后的字母
A表示优质，E表示特优，
C表示超优。
10药皮的作用：1，机械保
护作用2. 冶金处理作用3
工艺性能改善作用
11酸性焊条的工艺性能
好，采用直流或交流电源
施焊均可，焊缝成形美观，
波纹致密。
12由于焊缝具有较高的塑
性和韧性，碱性焊条适合
于动载或重要结构的焊
接，但它的工艺性能不如
酸性焊条。
4303酸性钛钙型交流或
直流全位置焊熔敷金属
抗拉强度≥420MPa
E5015碱性低氢钠型直
流反接全位置焊接熔敷
金属抗拉强度≥490MPa
13焊条电弧焊的工艺参数
主要是指焊条直径、焊条
牌号、焊接电流、电流种
类和极性、电弧电压、焊
接速度和层数。
焊接层数可近似计算如
下：层数n= δ/d 式中：
δ-----工件厚度（mm）；d
-----焊条直径（mm）每层
的厚度等于焊条直径的
0.8～1.2倍。
一般弧长控制在1～4mm
之间，相应的电弧电压在
16～25V之间。
焊接速度过快会造成焊缝
变窄，严重凹凸不平，容
易产生咬边及焊缝波形变
尖；焊接速度过慢会使焊
缝变宽，余高增加，功效
降低。
14二氧化碳气体保护电弧
焊，简称CO2焊，是以二
氧化碳气体作为保护介质
的电弧焊。
它是用焊丝做
电极，以自动或半自动方
式进行焊接。
优点：⑴生
产率高。
⑵焊接质量好⑶
抗锈能力强⑷明弧操作⑸
采用短路过渡技术可进行
全位置焊接。
⑹CO2气体
价廉易得
缺点：⑴在室外操作需有
防风装置。
⑵飞溅较大，
焊缝成形不够光滑美观。
⑶弧光强烈，特别是大电
流焊接时，需注意对操作
人员防弧光辐射保护。
⑷
电弧气氛有很强的氧化
性，不能焊接易氧化的金
属材料。
主要应用范围：
二氧化碳气体保护焊主要
用于焊接低碳钢和低合金
钢
15埋弧焊：工件被焊处覆
盖着一层30-50mm厚的粒
状焊剂，焊丝在焊剂层下
与工件间产生电弧，电弧
的热量使焊丝、工件和焊
剂熔化，形成金属熔池和
熔渣，液态熔渣构成的弹
性膜包围着电弧与熔池，
使它们与空气隔绝。
随着
焊机自动向前移动，电弧
不断熔化前方的基体金
属、焊丝及焊剂，而熔池
后方的边缘开始冷却凝固
形成焊缝，液态熔渣随后
也冷凝形成渣壳。
优点：1) 生产效率高2)
焊缝质量好3) 节约填充金
属和能源4）劳动条件好
缺点：1）不及手弧焊灵活
2）对油、锈等比较敏感，
焊前清理和装配质量要求
较高。
3）必须严格控制焊
接工艺参数。
4）焊接设备
较复杂，价格较贵，机动
灵活性较差，5) 焊接
1mm以下的薄板比较困
难。
应用范围：可以焊接
碳钢、低合金高强钢、耐
热钢和复合钢板。
适于批
量较大、较厚、较长的直
线或较大直径的环形焊缝
的焊接。
埋弧焊还可用于
堆焊耐磨、耐腐蚀合金，
或用于焊接镍基合金和铜
合金。
16非熔化极惰性气体焊利
用钨极与工件之间产生的
电弧的热量熔化母材和填
充金属（也可不加填充金
属），形成熔池，在惰性气
体的保护下，熔池冷却结
晶后形成焊缝。
优点：⑴
用惰性气体保护焊接区，
保护效果好，保护气体与
熔融金属不发生任何化学
反应，焊接过程中合金元
素不会发生烧损，焊缝质
量好，应用范围广。
⑵由
于保护气体对电弧和工件
有冷却作用，故电弧热量集中、温度高。
⑶能进行全位置焊接，可对薄板进行焊接。
⑷焊接过程中无飞溅，无焊渣，焊后处理工作量小。
⑸可采用明弧施焊，便于观察熔池。
缺点：⑴熔敷效率低，焊接速度较慢。
⑵焊接过程需采取防风措施。
⑶惰性气体较贵，焊接成本高。
⑷操作不当时，焊缝容易夹钨，使接头的力学性能降低，特别是塑性和冲击功降低，这也是TIG焊特有的缺陷。
应用范围：适用于薄板焊接，可焊大多数金属和合金
17等离子弧按电源的供电方式可分为非转移型、转移型、联合型三种形式。
18电子束焊一般是在真空环境下，利用会聚的高速电子流轰击工件接缝处所产生的热能使被焊金属熔合的一种焊接方法。
19利用激光束的能量对材料进行热切割的方法称为激光切割。
它可以切割金属材料和非金属材料，是一种多功能切割工艺方法。
激光焊接实质上是激光与非透明物质相互作用的过程
20激光切割方法及原理1、激光-熔化切割2、激光-燃烧切割3、激光-升华切割
21用焊接方法把两块钢板连接在一起，连接部位叫焊接接头，它由焊缝、熔合区和热影响区组成。
22焊缝是指焊件和填充材料熔化凝固而形成的结合部分
23坡口三要素：坡口角度、根部间隙、钝边
24接头形式：⑴对接接头⑵T形接头⑶角接接头。
⑷搭接接头⑸卷边接头。
25焊缝符号一般由基本符号与指引线组成，必要时可以加上辅助符号、补充符号和焊缝尺寸符号。
26 焊接变形类型(1) 纵向收缩变形(2) 横向收缩变形(3) 角变形(4) 弯曲变形(5) 波浪变形(6) 扭曲变形(7) 错边变形
27防止或减少焊接变形的方法1反变形方法2利用装配和焊接顺序来控制变形装配和焊接顺序来控制变形3刚性固定法
28焊接结构变形的矫正1机械矫正法2火焰矫正法29裂纹分为热裂纹和冷裂纹两类。
热裂纹是在焊接过程中焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区产生的，大多产生在焊缝金属中。
产生原因主要是焊缝中存在低熔点物质(如FeS，熔点1193℃)，它削弱了晶粒间的联系，当受到较大的焊接应力作用时，就容易在晶粒之间引起破裂。
含S、Cu等杂质多时，就易产生热裂纹。
冷裂纹是在焊接接头冷却至较低温度(对钢来说在Ms以下)时产生的，大多产生在热影响区和熔合线上。
产生原因是由于热影响区或与焊缝交界处形成淬硬组织，在高应力作用下，引起晶粒内部的破裂。
含碳量较高或合金元素较多的易淬火钢材，最易产生冷裂纹。
过多的氢，也会引起冷裂纹。
30无损检测方法有射线检验，超声波探伤，磁扮探伤、渗透探伤、涡流、声发射技术等。