《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。
熔焊原理及金属材料的焊接PPT学习教案
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4、母材的熔化与熔池
熔池： 熔化的焊条金属和熔化的母材组成具有一
定几何形状的液体金属部分 1)、熔池的形状与尺寸：
主要尺寸：熔池长度L，最大宽度 Bmax 最大熔深 Hmax
2)、熔池的温度： 平均温度取决于被焊金属的熔点与焊接方法
一、焊接时的焊缝金属保护
焊条药皮 的作用
保护 提供良好的工艺性能 渗合金 保证冶金反应过程
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1、为什么要保护？ 防止大气中发氮、氧。
大量的N、O溶 入金属
金属氧化、烧损 气孔 夹渣
焊缝金属力 学性能下降
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2、常用保护措施： 1）手工电弧焊 a、气保护
造气剂形成，caco3,淀粉、纤维素，糊精 b、渣保护，熔渣 c、气渣联合保护。 2）埋弧焊——渣保护 3）气保护：
2、氢的溶解机构
焊接区为氢可以处于分子、原子和离子状态
1).氢以原子形式溶入 2).以 [OH ] 溶入
3).以 H 溶入
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3、[Ｈ]的影响因素
氢与金属作用的特点，把金属分为两类 ①与氢形成稳定氢化物的金属 ②不与氢形成稳定氢化物的金属 ③合金元素的影响 ：氢在铁中溶解度受合金元素影响
焊接化学冶金过程对焊缝金属的成分、 力学性能、某些焊接缺陷(如气孔，结晶裂纹)以 及焊接工艺性能都有很大的影响。
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第一节、控制焊缝融合比
焊缝： 焊件经焊接后所形成的结合部分 熔焊时，焊缝金属是由熔化的母材与填充金
属组合而成，其组成的比例取决于具体的焊接工 艺条件。
有必要了懈焊条金属与母材在焊接中加热和 熔化的特点以及影响其组成比例的因素。
熔焊原理及金属材料焊接
熔焊原理及金属材料焊接哎呀，今天咱们聊聊熔焊原理和金属材料焊接这块儿，听起来好像有点高大上，但其实没那么复杂，咱们就用轻松点的方式说说。
熔焊这玩意儿，顾名思义，就是把金属加热到融化的状态，然后把它们“粘”在一起。
就像做菜时把黄油融化，再把面粉搅拌在一起，最后出锅的蛋糕一样，这个过程其实也充满了化学的奥秘。
想象一下，焊接的时候，焊工就像是厨师，拿着焊枪就像是拿着锅铲，心里想着“今天要做一顿丰盛的焊接大餐”。
金属的表面得准备好，这就像做菜前要把食材洗净切好，不然可不容易入味。
焊接前的清理可不能马虎，残留的氧化物、油污，全都得一干二净，不然焊接的时候可就“开锅”了，接下来的火花就像是油炸时冒出来的气泡，一不小心就可能炸到你自己。
说到火花，那焊接的火焰可真是大展身手。
焊接的火焰能达到上千度的高温，就好比夏天的太阳直射在你身上，烫得你直冒汗。
焊枪一挥，金属瞬间就化成了流动的液体，像小河一样淌过去。
焊工的手艺可得好，不然就像烤焦的面包，黑乎乎的，谁也不想碰。
要想焊接得稳，得掌握好火焰的角度、速度和时间，这就跟炒菜时掌握火候一样，轻重缓急，一下子可得把握住。
然后，有些焊接方法还得加点材料进去，这就像做汤的时候加盐和调料。
常见的焊接材料有焊丝和焊条，焊丝就像是面条，搅拌着融化的金属，帮助它们更好地结合。
焊接的时候，这些材料能提高连接的强度，防止以后出问题。
要知道，连接得好，未来的日子可就顺风顺水，像是开车不颠簸，路上畅通无阻。
焊接后也得给这“大餐”点个赞，经过冷却后的金属，就像是刚出炉的面包，酥脆可口。
焊接的质量可不是随便就能判断的，得靠专业的仪器来检测，看看咱的焊缝是否结实，强度是否过关。
要是焊接不牢，未来的使用中可能就会出现裂纹、缺陷，像个脆弱的泡泡，轻轻一碰就会破掉，得不偿失。
说到材料，焊接的金属材料可不少，钢铁、铝合金、铜合金，各有各的特点，像各类食材，搭配得当才能做出美味的菜肴。
比如说，钢铁就像是家里的大米，基础又重要，而铝合金则是那新鲜的蔬菜，轻便、易操作，但也得小心处理。
金属熔化焊基础教案焊接冶金基础焊缝金属的构成
金属熔化焊基础教案焊接冶金基础焊缝金属的构成授课题目第二节焊缝金属的构成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熟练掌握焊接时焊条加热熔化和母材的熔化教学重点焊条加热特点教学难点焊条电弧焊时，熔滴过渡的形式教学内容、方法及过程复习提问：焊接接头包括哪些。
新课讲解：熔焊时的焊缝是由熔化的母材与填充金属共同组成其组成的比例则取决于焊接条件。
板书：一、焊条的加热与熔化焊条电弧焊时，加热与熔化焊条的热量来自于三方面。
（1）焊接电弧传给焊条的热能（2）焊接电流通过焊芯时产生的电阻热（3）化学冶金反应所产生的电阻热一般情况下化学反应热仅占总热量的1%~3%可忽略不计，熔化焊条的热量主要来自电弧。
焊接电弧用于加热焊条的热量约占电弧总功率的20%~27%。
电弧对焊条加热的特点是热量非常集中，在焊条端部10mm以内，同时药皮表面的温度比焊芯的温度要低的多。
焊接电流通过焊芯产生的电阻热Q R（单位J）为Q R=I2Rt式中I——焊接电流（A）R——焊芯电阻（Ω）T——电弧燃烧时间（S）电阻加热的特点是：从焊钳夹持点至焊条端部热量均匀分当焊接电流不大和加热时间不长时，电阻热对焊接过程无明显影响，但当电流很大，或因焊条过长而增加了电弧燃烧时间时，由于电阻热增大，使焊芯和药皮温升过高将引起以下的不良反应。
1）焊芯熔化过快引起飞溅。
2）药皮开裂过早脱落，电弧不稳。
3)焊缝成形不良，甚至产生气孔等缺陷。
4）焊条发红变软，操作困难。
2、焊条金属的熔化焊条端部的焊芯熔化后进入熔池，焊条金属的熔化速度决定了焊条的生产率，并影响焊接过程的稳定性。
平均熔化速度：在单位时间内熔化的焊芯质量或长度称为焊条的平均熔化速度。
焊缝金属的熔化速度可用单位时间内焊芯熔化的质量表示u m=m/t=αP I αP=m/ItαP的物理意义：熔焊过程中，单位电流，单位时间内焊芯（或焊丝）的熔化量。
实际焊接时，熔化的焊芯或焊丝金属并不是全部进入熔池形成焊缝，而是由一部分损失，我们把单位电流单位时间内焊芯或焊丝熔敷在焊件上的金属量称为熔敷系数{αH} 可表αH=m H/It式中m H——熔敷到焊缝中的金属质量（g）αH——熔敷系数（g/h·A）由于金属蒸发、氧化和飞溅，焊芯或焊丝在熔敷过程中的损失与熔化的焊芯焊丝原有质量的百分比叫做飞溅率。
《金属焊接原理与焊接性》课程教学大纲
《金属焊接原理与焊接性》课程教学大纲课程代码：05014121课程英文名称：weld metallurgy and metal welding performance课程总学时：48 讲课：42 实验：6 上机：0适用专业：材料成型及控制工程大纲编写（修订）时间：2010.7一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标（1）课程地位：本课程是材料成型及控制工程专业焊接方向专业主干课，必修。
（2）教学目标：课程研究金属材料在熔化焊条件下，化学冶金及物理冶金方面的普遍规律，分析典型材料的焊接性能，通过该课程的学习，使学生掌握熔焊的基本原理，具备分析常见金属焊接性能的能力。
（二）知识、能力及技能方面的基本要求（1）知识方面的要求掌握熔化焊过程中的冶金反应过程和特点，了解焊接熔池的形成；掌握焊接过程中气体和熔渣的影响和作用，了解焊接过程中的合金化；掌握气体对焊缝质量的影响；了解焊接时的氧化还原反应；了解焊缝中硫和磷的危害及控制措施；掌握熔渣的基本理论，了解熔渣的性质；了解常见的焊接材料；掌握焊接温度场，了解焊接热源；掌握熔池结晶的的特点和形态，了解焊缝金属的一次组织和二次组织；掌握焊接热影响区的组织分布和性能；了解焊接时的热影响区组织转变特点；掌握主要焊接冷裂纹和热裂纹的形成机理及防治措施，掌握层状撕裂和应力腐蚀；裂纹的形成机理及防治措施，了解再热裂纹主要特征，产生机理及防治措施；掌握合金结构钢的焊接性，了解其焊接时采取相应措施；掌握奥氏体不锈钢的焊接性，了解其焊接时采取相应措施；掌握铝合金的焊接性，了解其焊接时采取相应措施；掌握钛合金的分类及其焊接性；了解铜及其合金的焊接性。
（2）能力及技能的要求初步具有分析焊接接头的气孔和裂纹等缺陷产生原因的能力。
具备分析常见金属焊接性能的能力。
具备分析焊接接头金相组织的能力。
（三）实施说明本教学大纲依据专业指导性教学计划制定并指导各教学环节。
（1）理论教学环节：教学以课堂讲授为主，对课程中的重点、难点问题着重讲解。
金属熔焊原理-课程说课讲稿
大家好！今天我说课的课题是《金属熔焊》，教材为机械工业出版社出版的焊接专业“双证制”教学改革用书。
本书从现代高职人才培养目标出发，注重教学内容的实用性，特别是结合焊接专业技术岗位特点，尽量结合生产实际组织内容，使学生掌握金属熔焊原理基本知识。
根据新大纲的理念，对于本门课，我将以专业设置与定位、课程性质与作用、教学内容与学时分配、教学方法与手段、教学团队建设、教学条件建设、教学资源建设、教学管理机制与质量保障体系、特色与创新、存在问题及思考几个方面加以说明。
1、专业设置与定位电弧焊是应用最为广泛，也是最重要的现代焊接方法之一。
到目前为止，电弧焊之所以能在焊接方法中占据主要地位，一个重要的原因就是电弧能有效而简便的把弧焊电源输送的电能转换成焊接过程中所需要的热能和机械能。
因此，为了认识和发展电弧焊方法，分析焊接热过程和焊接冶金过程的基本规律，以及合理选用焊接材料的能力，开设了《金属熔焊原理》课程。
2、课程性质与作用《金属熔焊原理》是焊接技术与自动化专业学生的专业必修课，是焊接专业的“基本原理”部分。
主要内容包括焊接化学冶金、焊接材料熔池凝固和焊缝凝固与相变，焊接热影响的组织、焊接裂纹等内容。
通过本课程的学习、学生要掌握熔焊冶金及焊接材料原理，焊缝及热影响的组织形成与特点，焊缝缺陷及焊接裂纹的形成与控制。
并为后继课程的教学打下坚实的基础。
3、教学内容与学时分配本课程的教学内容如下：1、焊接热过程，包括焊接热过程的特点以及对焊接接头组织和性能的影响，熟悉常用的焊接热源种类，掌握焊接温度场的分布及影响因素。
2、焊缝金属的构成，了解焊缝金属的组成，焊条与母材在焊接过程中加热与熔化的特点，熟悉焊缝金属的形成过程，掌握熔滴过渡特性对焊接过程的影响。
3、焊接化学冶金，包括包括熔池凝固，焊缝固态相变，焊缝中的气孔和夹杂，及焊缝性能控制。
化学冶金过程特点、气相对金属的作用、合金过渡等。
4、焊接接头的组织和性能，包括焊接热循环及其金属组织转变特点，焊接热影响区的组织与性能等。
熔焊原理及金属材料焊接
熔焊原理及金属材料焊接什么是焊接：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。
宏观上焊接的两个特点：1.需要外界能量。
2.焊接结合的不可拆卸性。
微观上的特点：焊接件之间达成原子间的结合。
即就是原来分开的工件，经过焊接后在为微观上形成一个整体。
（两工件间建立了金属键）我们主要学习研究与熔焊有关的基本理论及应用焊接接头示意图：1.焊缝 2.熔合区 3.热影响区 4.母材焊缝：焊接时焊件经过焊接形成的结合部分。
热影响区：母材因受热的影响（但未熔化）而发生组织与力学性能的变化区域叫热影响区。
熔合区：焊缝与热影响之间的过渡区。
第一章焊接区温度的变化1.焊接区温度的变化加热是是实现熔焊的必要条件。
通过对焊件进行局部加热，使焊接区的金属熔化、冷却后形成牢固接头。
但加热也必将引起焊接区金属的成分、组织与性能的变化，其结果必将决定焊接的质量。
上述变化的程度则主要取决于温度变化的情况，。
因此能主动控制焊接质量，首先就应掌握焊接区温度变化的规律，即掌握温度与空间位置和温度与时间的关系。
焊接热源：电弧热、化学热、电阻热、摩擦热、等离子热、电子束、激光束、高频感应热等。
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的作用。
理想的焊接热源应该是具有加热面积小、功率密度大、加热温度高等的特点。
2.焊接温度场热量的传导共有对流、对流和辐射三中基本方式。
在熔焊过程中三种方式都存在，热源的热量传递主要通过对流与辐射，母材与焊丝获得热量后在内部的传递则以传导为主。
影响焊接温度场的因素：热源的性质、焊接参数、被焊金属的热物理性能、被焊金属的几何尺寸。
3.焊接热循环：在焊接热源的的作用下，焊件上某一点的温度随时间的变化。
叫做焊接热循环。
焊接热循环讨论的对象是焊件上某一点的温度与时间的关系。
这一关系决定了改点的加热速度、保温时间和冷却速度，对接头的组织与性能都有明显的影响。
影响焊接热循环的基本因素：1.焊接线能量与预热温度2.焊接方法3.焊接尺寸4.接头形式5.焊道长度调整焊接热循环的方法：1.根据被焊金属的成分选择适用的焊接方法2.合理选用焊接参数3.采用预热、保温或缓冷等措施降低冷却速度。
熔焊原理及金属材料的焊接 第2章
第一节熔池的凝固
一、熔池凝固的条件和特点
1）体积小 2）温度分布不均匀：中间高、边缘低、体积 小温度梯度大决定了焊缝凝固时冷却速度 极高。 3）熔池在运动状态下凝固
4）焊接熔池凝固以熔化母材为基础：非自发
形核
2.熔池的凝固过程
1）形核：非自发形核
2）沿散热的反方向（等温线的反方向），以
中心，这时极易形成热裂纹。
对于宽而浅的焊缝（如图 b），杂质聚集在焊缝的上 部，，这种焊缝具有较强的抗热裂纹能力。
因此，可利用这一特点来降低焊缝产生热裂纹的可能。 如同样厚度钢板，用多层多道焊比一次深熔焊产生热裂 纹的倾向小得多。
二、宏观偏析
• 2、层状偏析 层状偏析——焊缝金属截面经浸蚀，可看到颜色深浅不同 的分层结构。这些颜色不同的分层是由化学成份不均匀引 起的，因此称为层状偏析。 层状偏析对焊缝质量的影响：
一区较宽，浸蚀后颜色较暗。 ◎结尾区为溶质贫化区，在此区中溶质浓度低于平均浓度， 浸蚀后呈现浅淡颜色。结尾区也较宽且与下一结晶层的 初始区相衔接
二、宏观偏析
• 层状偏析产生原因：
这种偏析是由于晶粒成长速度发生周期性变化而引起的
结晶潜热和熔滴过渡时热输入周期性变化引起冷却速度 的周期性变化
熔池结晶时，结晶前沿液态金属中溶质浓度高，当冷速 慢时，溶质通过扩散均匀化以减少偏析
柱状晶形式向前凝固
注：
熔池凝固主要是以半熔化的母材晶粒为 晶核并长大 联生结晶（依附于母材半熔化晶粒开始长 大的结晶方式）是焊接的重要特征，而纤 焊和粘接都不是联生结晶
熔池结晶的特点：
1）联生结晶
2）择优生长：晶体最易长大方向
沿散热的反方向
3）弯曲生长
金属熔焊基础课程设计
金属熔焊基础课程设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握金属熔焊的基本原理、工艺流程及应用。
通过学习，学生应能理解金属熔焊的物理本质、掌握常见熔焊方法的特点及适用范围，并能够分析熔焊过程中的质量控制要点。
•掌握金属熔焊的定义、分类及基本原理。
•了解常见熔焊方法（如气体保护焊、电弧焊等）的工艺特点及应用场景。
•理解熔焊过程中影响焊接质量的因素及质量控制方法。
•能够分析实际工程中的焊接需求，选择合适的焊接方法及参数。
•掌握焊接过程的基本操作技能，如熔池控制、焊接姿势等。
•能够使用常见的焊接检测方法对焊接质量进行评估。
情感态度价值观目标：•培养学生对焊接技术的兴趣，认识其在工程技术中的重要性。
•培养学生的动手能力及团队协作精神，提升解决实际问题的能力。
•强化安全操作意识，确保焊接过程中的安全规范得到遵守。
二、教学内容本课程的教学内容围绕金属熔焊的基础知识展开，包括熔焊的基本原理、熔焊方法、焊接材料的选择、焊接质量控制及安全操作等内容。
1.熔焊基本原理：介绍熔焊的物理本质，熔池的形成与维持，熔焊过程中的热量传递。
2.熔焊方法：详细讲解气体保护焊、电弧焊等常见熔焊方法的操作要领及适用范围。
3.焊接材料：介绍焊接材料的分类、性能及选择原则。
4.焊接质量控制：分析影响焊接质量的因素，讲解焊接质量的检测方法及控制策略。
5.安全操作：强调焊接过程中的安全规范，介绍事故预防及应急处理措施。
三、教学方法为提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等多种教学方法。
1.讲授法：用于讲解熔焊的基本原理、方法及安全操作规范。
2.讨论法：通过小组讨论，让学生探讨焊接过程中的质量控制策略。
3.案例分析法：分析实际工程案例，让学生学会根据实际情况选择合适的焊接方法。
4.实验法：学生在指导下进行焊接操作，培养实际动手能力。
四、教学资源为支持教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：《金属熔焊基础》教材，用于引导学生系统学习金属熔焊知识。
金属材料焊接工艺教学设计
金属材料焊接工艺教学设计1. 简介金属材料焊接工艺是现代制造业中的一个重要环节。
为了提高学生在金属材料焊接方面的技能和应用能力，需要对金属材料焊接工艺进行教学设计和改进。
本文将就如何设计金属材料焊接工艺教学进行探讨。
2. 教学目标•了解金属材料焊接的基本原理和方法；•掌握金属焊接工艺参数的选择、调整和控制；•能够熟练操作常见的金属焊接设备和工具；•能够进行金属焊接的检测、评价和改进。
3. 教学内容3.1 焊接原理介绍金属材料焊接的基本原理和机理，包括工作温度、变形、应力、微观组织等焊接过程中需要注意的因素。
3.2 焊接设备介绍电弧焊、气焊、氩弧焊、激光焊等焊接设备的原理、构造和使用方法，并通过实际操作来熟练掌握设备的正常运行和维护。
3.3 焊接工艺讲解焊缝设计、焊接方法选择、焊接工艺参数调整和控制等内容，通过实验操作来锻炼学生的技能。
3.4 检测和评价介绍焊接检测标准和方法，如X射线检测、超声波检测等，通过比对实际生产中的焊缝来评估技能水平。
3.5 改进和创新引导学生思考如何对焊接工艺进行改进和创新，设计课程项目，如工艺改进和新材料的开发等，以提高学生的学习兴趣和创新意识。
4. 教学方法•理论讲解：通过教师的讲解、PPT展示等方式，介绍相关理论知识；•实验操作：将理论知识落实到实际操作中，进行模拟焊接、样品制作等操作；•实践课程：开展有针对性的实践和项目开发课程，让学生能够从实际中获得更深入的理解和提高其学习兴趣和创新意识。
5. 教学评估通过考试、作业、实验操作等多种方式对学生进行评估，考核学生对于焊接工艺理论和技能的掌握情况，发现问题和改进方案。
6. 总结设计一门好的金属材料焊接工艺教学课程，需要结合理论和实践，重视学生的自主创新和思考能力。
通过多种教学方法和评估方式，可以更好地提高学生的学习兴趣和技能水平。
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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。