金属材料焊接工艺电子教案(3)
《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。
金属结构焊接工艺课件
第三节 常用弧焊电源的种类及选用 原则
焊接电源的选择原则
焊接工艺与技术 良好的经济效果 现场的使用条件
焊接电源的选择方法
电源种类 电源容量
第三节 常用弧焊电源的种类及选用 原则
使用与维护注意事项 使用前检查 空载状态下启动 启动正常后才能操作使用 焊接电流和连续工作时间应符合铭牌
第三章 焊接接头及焊缝形式
第一节 焊接接头的形式
焊接接头的组成 焊接接头的形式
a）对接接头
b）T形接头 c）角接接头 d）搭接接头
第二节 焊缝的形式
按结合形式分
对接焊缝 角焊缝 塞焊缝 端接焊缝
按焊缝断续情况分
连续焊缝 断续焊缝
第二节 焊缝的形式
焊缝的形状和尺寸
第二节 焊缝的形式
第五节 等离子弧焊
等离子弧焊设备
电源 引弧装置 焊枪 喷嘴
第五节 等离子弧焊
等离子弧焊工艺 电极与极性 气体 焊接参数 : 气流量 、焊接电流 、焊接速度
、喷嘴与工件的距离
第五节 等离子弧焊
使用范围及常见缺陷电极与极性 1、操作方式：适用于手工和自动两种，
可连续或断续焊接。 2、被焊金属：碳钢、低合金钢、不锈钢
钨极: 纯钨极很少采用。铈钨极是使用得最多的一 种电极，热量集中，几乎没有放射性，故可尽量
第四节 手工钨极氩弧焊
特点 有效地隔绝空气的侵入 易于控制弧长且稳定 焊接热输入易于调节, 进行各种位置的焊
接 生产效率低、成本高
第四节 手工钨极氩弧焊
手工钨极氩弧焊设备
焊接电源 焊接控制系统 焊枪 供气系统 供水系统
第四节 手工钨极氩弧焊
金属材料焊接工艺课件3.1.1 铝及铝合金的焊接工艺编制及焊接(焊接工艺)
二、焊接工艺分析
5、焊后清理
(4)用10％的稀硫酸刷洗或浸洗，然后用清水冲洗干净。 焊后表面清洗结束时，应检查是否清洗干净。具体办法是 用5％的硝酸银溶液滴在检查面上，若出现白色沉淀(AgAl)， 说明尚未清洗干净，还应再次清洗，直到检查无沉淀生成 时方为合格。
三、编制焊接工艺卡
分析铝合金5052 的焊接性、选择合适的焊接 工艺，编制熔化极气体保护焊焊接工艺卡； 编制钨极氩弧焊焊接工艺卡。
5、5052的焊接性 （1）强氧化性：铝在空气中极易与氧结合生成致密的氧化膜
AI2O3薄膜，厚度约为0.1um。 AI2O3的熔点高达2050℃， 远超过铝及铝合金的熔点660℃，且体积质量大，约为铝的 1.4倍；
（2）铝的热导率和比热容大，导热快 焊接过程中大量的热量被 迅速传导到基体金属内部。为了得到高质量的焊接接头，必 须采用能量集中，功率大的焊接热源；
（6）合金元素烧损蒸发，铝合金中有低沸点的合金元素，这些 元素在高温下容易烧损蒸发从而降低焊缝金属的化学成分，降 低焊接接头的力学性能。通常采用含有低沸点元素含量比母材 高的焊丝或其他焊接材料。
（7）焊接接头的耐腐蚀性能低于母材，热处理强化的铝合金接 头的耐腐蚀性降低很明显，接头组织不均匀，耐腐蚀性越易降 低。焊缝金属的纯度和致密性也影响接头的耐腐蚀性，杂质较 多，晶粒粗大以及脆性相析出，不仅产生局部表面腐蚀而且经 常出现晶间腐蚀。
二、焊接工艺分析
1、焊接方法：
1）钨极氩弧焊 钨极氩弧焊方法电弧稳定，所得焊缝致密，焊接接头的
强度、塑性、韧性较好，在焊后残留熔剂腐蚀问题，适用于 0.5～20mm厚的板，管焊接及铸件焊补。
二、焊接工艺分析
铝及铝合金焊接一般采用交流电源，以利用“阴极清理” 作用来减小氧化膜的危害。当焊件厚度大于5mm、体积较大 的铸件焊补，或者焊接工作环境温度低于－10℃时，焊前应 整体或局部(用氧乙快焰或电弧)预热，预热温度一般为150～ 250℃。
焊接工艺教案
检查作业人员是否具备相应资 质，是否经过安全培训和考核
合格。
废弃物处理和资源回收利用方案探讨
废弃物分类
将焊接过程中产生的废弃物 进行分类，如焊渣、废料、 废液等。
废弃物处理
资源回收利用
根据废弃物种类和性质，选 择合适的处理方法，如填埋、 焚烧、回收等。确保废弃物 处理符合环保法规要求。
对可回收利用的废弃物进行 回收再利用，如废旧金属、 废液等。降低生产成本，提 高资源利用率。
操作前检查
检查设备各部件是否完好，电缆 是否破损，接地是否可靠等。
空载试运行
在无负载状态下启动设备，检查 运转是否正常，有无异常声响。
安全防护
穿戴好防护服、手套、眼镜等个 人防护措施，确保焊接过程中的 人身安全。
规范操作
按照设备说明书和焊接工艺要求 规范操作，避免违规操作导致设
备损坏或人身伤害。
03
环保宣传教育
加强环保宣传教育，提高作 业人员的环保意识和责任感， 共同维护良好的作业环境。
07
总结回顾与拓展延伸
关键知识点总结回顾
焊接工艺基本原理
包括焊接电弧的产生、焊接热过程、焊接 冶金过程等；
焊接质量控制
焊接前准备、焊接过程控制、焊后检验等 质量控制环节。
焊接材料选择
焊条、焊丝、焊剂等焊接材料的选用原则 及注意事项；
焊接材料选择与准备
母材特性及选用原则
01
02
03
母材的化学成分
考虑母材的合金元素、碳 含量等，确保焊接接头的 性能与母材相匹配。
母材的力学性能
根据母材的强度、韧性、 硬度等力学性能，选择合 适的焊接材料和工艺参数。
母材的焊接性
评估母材的焊接难易程度， 如易产生裂纹、气孔等缺 陷的母材应选用合适的焊 接材料和工艺措施。
金属材料焊接工艺课件
焊缝各部分名称
8
焊缝的基本破口形状
序号 1
简图
2 3 4
坡口形式 I 形破口 K形破口 V形破口 X形破口
焊接符号
9
5
Y形破口
6
X形（带钝边）
7
斜V形破口
8
斜Y形破口
9
搭接（三面焊）
10
U形破口
U
10
11
单边U形破口
12
点焊
13
异形破口
14
异形破口
15
异形破口
11
常用焊接方法在图样的表示代号
单位：L/min 其中： L ——体积单位：升
Min—— 时间单位：分钟
4.焊接速度（V）：
表示焊接时，每分钟所焊焊缝的长度。是焊接快慢程度的体现。 单位：cm/min 每分钟多少厘米。
5.送丝速度： 表示焊接时，每分种焊丝的熔化速度，是焊丝熔化快慢程度的体现。 （电流越大，送丝速度越快） 单位：cm/min 每分钟多少厘米。
24
为提高钢的热强性，其措施主要是： 1) 提高Ni量以稳定基体，利用Mo、W固溶强化，提高原子间结合 力。 2) 形成稳定的第二相，主要是碳化物相（MC、M6C、或M23C6）。 因此，为提高热强性希望适当提高碳含量（这一点恰好同不锈钢 的要求相矛盾）。如能同时加入强碳化物形成元素Nb、Ti、V等 就更有效。 3) 减少晶界和强化晶界，如控制晶粒度并加入微量硼或稀土等，
金属材料焊接工艺
二0一六年九月
1
一、 焊接基础知识 目录
一、 焊接基础知识 二、 不锈钢基础知识 三、 PAW、GTAW和SAW介绍
2
焊接的定义
焊接是通过加热或加压（或两者并用），采用或不使用填充材料， 使焊接接头处达到原子结合的一种加工方法。
ISO15609-3：2004_金属材料焊接工艺规程及评定-第三部分：电子束焊
国际标准 ISO 15609-32004金属材料焊接工艺规程及评定——焊接工艺规程——第3部分：电子束焊标准号ISO15609-3：2004（E）© ISO目录1 范围 (3)2 规范性引用文件 (3)3 术语和定义 (3)4 焊接工艺规程（WPS）的技术内容 (5)金属材料焊接工艺规程及评定——焊接工艺规程——第3部分：气焊1 范围本标准规定了电子束焊焊接工艺规程的内容要求。
本标准是一套系列标准的组成部分，ISO15607：2003的附录A提供了该系列标准的详细说明。
本标准所列出的参数对焊接接头的质量有影响。
2 规范性引用文件下列标准所包含的条文，通过在本国国际标准中引用而构成本国际标准的条文。
标准出版时，所示标准均为有效。
所有的标准都可能被修订，因此使用本国际标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
IEC及ISO的成员保持着现行有效国际标准的目录。
ISO4063:1998,金属的焊接、硬钎焊、软钎焊及钎接焊－用于图样上符号表示的工艺术语及参照代号ISO6947，焊缝—焊接工作位置—倾角和转角的定义ISO15607，金属材料焊接工艺规程及评定—一般原则3 术语和定义出于本标准的目的，采用了ISO15607中的术语和定义。
3.1 上升 slope up焊接开始时，电子束功率的控制增加。
3.2 下降 slope down焊接结束时，电子束功率的控制减少。
电子束功率下降的区域就是工件上有束流减少现象发生的区域。
该区域在不同焊接状态下，可能由一或两部分区域组成。
a）全熔透焊接：——焊缝完全熔透的区域；——焊缝布完全熔透的区域或者是熔深减少的区域。
b）部分熔透的焊接：——熔深持续减少的区域。
3.3工作距离 working distance工件表面与设备标准基准面（在实际聚焦镜中心处）之间的距离。
注：这仅是实际参照距离。
3.4 定位焊道 tacking pass为将被焊部件固定在合适位置，而在最终焊接之间焊制的焊道。
焊接工艺教案-93页word资料
教案《焊接工艺—下》授课班级：三一焊61、焊62、焊63授课教师：徐慧波授课时间：2019年2月第一讲§9-1金属焊接性的基本概念教学目的：金属焊接性的概念焊接性影响因素教学重点：焊接性概念教学难点：焊接性影响因素教学过程：一、金属焊接性的基本概念1、焊接性金属焊接性是指材料在施工条件下焊接成按规定设计要求的构件，并满足预定服役要求的能力。
金属焊接性是指材料对焊接加工的适应性，又分为工艺焊接性和使用焊接性。
(1) 工艺焊接性是指在一定的焊接工艺条件下能否获得优质致密、无缺陷焊接接头的能力。
(2) 使用焊接性是指焊接接头或整体结构满足技术条件中所规定的使用性能的程度。
使用焊接性与产品的工作条件有密切关系。
2、影响焊接性的因素(1)材料因素材料因素有钢的化学成分、冶炼轧制状态、热处理状态、组织状态和力学性能等。
其中化学成分（包括杂质的分布）是主要的影响因素。
对焊接性影响较大的因素有碳、硫、磷、氢、氧和氮。
对钢中合金元素来说，还有锰、硅、铬、镍、钼、钛、钒、铌、铜和硼等。
(2)工艺因素包括施工时所采用的焊接方法、焊接工艺规程和焊后热处理等。
对于同一母材，当采用不同的焊接方法和工艺措施时，会表现出不同的焊接性。
（3）设计因素是指焊接结构的安全性不但受材料的影响，而且在很大程度还受到结构型式的影响。
焊接接头的结构设计会影响应力状态，从而对焊接性也发生影响。
结构的刚度过大，接口的断面突然变化，焊接接头的缺口效应等，均会不同程度地造成脆性破坏的条件。
此外，在某些部位焊缝过度集中和多向应力状态也会对结构的安全性有不良影响。
（4）服役环境因素是指焊接结构的工作温度、负荷条件和工作环境。
如在高温下工作时有可能发生蠕变；在低温或冲击载荷下工作时，会发生脆性破坏；在腐蚀介质中工作时，接头会发生腐蚀等。
3、评价焊接性准则：（1）评定焊接接头产生焊接缺陷的倾向（2）评定焊接接头能否满足结构使用性能的要求小结：1、金属焊接性概念2、金属焊接性的影响因素作业：P109 第1题课后记：第二讲§9-2 常用焊接性试验方法教学目的：1、了解常用焊接性试验方法2、用间接估算法、斜丫形坡口试验法教学重点：碳当量估算法教学难点：热影响区最高硬度法教学过程：复习提问：焊接性概念及影响因素是什么？一、焊接试验的研究目的与方法焊接热裂纹试验焊接冷裂纹试验直接法再热裂纹试验层状撕裂试验热应变时效脆化试验工艺焊接性焊接气孔敏感性试验由碳当量推测焊接性裂纹敏感指数及临界应力为判据间接法连续冷却组织转变图焊接性试验方法分类断口分析及相组织分析焊接热影响区最高硬度焊接热、应力模拟试验直接法实际产品结构运行的服役试验压力容器的爆破试验使用焊接性焊缝及接头的常规力学性能试验焊缝及接头的低温脆性试验间接法焊缝及接头的断裂韧性试验焊缝及接头的高温性能试验（蠕变、持久等）焊缝及接头疲劳、动载试验焊缝及接头抗腐性、耐磨性及应力腐蚀开裂试焊接性试验方法的分类1、焊接性试验的研究目的研究目的：制定最佳焊接工艺和正确选材2、金属焊接性的研究方法（1）对母材进行的试验方法（2）对焊接接头的试验方法二、常用焊接性试验方法（一）间接估算法1、碳当量估算法碳当量：把钢中合金元素（包括碳）的含量按其作用换算成碳的相当含量。
金属材料焊接工艺电子教案
备，如冷冻设备、液化气储罐、石油化工低温设备等； 06MnNbDR 是具有较高强度的-90℃用细晶粒钢，主要用
于制造-60～-90℃的制冷设备、容器和储罐。
3.5Ni钢一般经过870℃正火和635℃、1h消除应力回火， 其最低使用温度达-100℃；调质处理可提高其强度、改善
金属材料焊接工艺电子教案
（3）焊接热裂纹
Ni能提高钢材的热裂纹倾向，焊接含Ni钢时要 注意焊接热裂纹。因此应该严格控制钢材及焊 接材料中的S、P含量，以免因S、P含量偏高在
含量为26%，Al的平均含量为4%。
金属材料焊接工艺电子教案
二、低温钢的焊接性
（一）无Ni低温钢的焊接性
无Ni低温钢即铁素体型低温钢
其中wc=0.06%～0.20%，合金元素总量≤5%，碳当 量为0.27%～0.57%，焊接性良好。在室温下焊接不 易产生冷裂纹，在板厚小于25mm时焊前不需预热；板 厚超过25mm或接头刚性拘束较大时，应预热100～ 150℃，注意预热温度（不可超过200℃）过高会引起 热影响区晶粒长大而降低韧性。
合金结构钢的牌号含义：
“两位数字++数字”表示，前两位数字表示钢 的平均含碳量的万分之几，合金元素用化学符号或汉 字表示，元素符号后面的数字表示该元素平均含量的 百分之几，如含量分别大于1.5%、2.5%、3.5%，，，
则相应地在元素符号后面标出2、3、4，，，
16Mn：平均含碳量0.16%，Mn的平均含量小于1.5%； 60Si2Mn：平均含碳量0.60%，Si的平均含量1.5%~2.5%，Mn 的平均含量小于1.5%；09Mn2VRE；
焊接技术电子教案
第1、2节课教学课题：电烙铁的工作原理与组装维修及焊锡、助焊剂的作用教学目标认知目标：1、了解电烙铁的种类和结构2、了解焊锡、助焊剂的基本作用技能目标：1、掌握检测电烙铁的好坏的方法2、掌握正确修整烙铁的方法3、掌握焊锡、助焊剂的使用方法情感目标：1、培养自我用电安全意识2、培养认真仔细的操作习惯3、能爱护公物节约原材料教学重点：1、电烙铁的工作原理2、电烙铁组成3、焊锡的使用温度教学难点：1、用电安全2、电烙铁的维修教学方法：实物展台展示、操作演示、学生实际操作和教师指导课前准备与教具：教学器材与设备：电烙铁，尖嘴钳，斜口钳、螺丝刀、导线、焊锡丝、助焊剂。
教学材料与媒体：教案设计、焊接视频文件、焊接工具与操作图形、硬件等。
教学过程：一、组织教学：1、清点人数2、组织学生做好相关准备工作二、引入新课：创设问题引发学生思考与兴趣，从而引入新课：老师提问：请问这些工具中最重要的工具是哪个？学生回答：老师补充：电烙铁是制作和维修电子的重要工具，焊接技术说到底就是电烙铁的使用！那么，电烙铁是怎么使用的，它有哪种类呢？学完本课以后，大家就可以理解和掌握了。
（引入新课的教学）三、新课教学：1、焊接概念：利用熔化的焊料，将两种相同或不相同的金属，结合处填满冷却凝固，形成的个良好的金属导电体。
2、焊接的分类及特点按照焊接过程中金属所处的状态及工艺的特点，可以将焊接方法分为熔化焊、压力焊和钎焊三大类。
3、对焊接点的基本要求①焊点要有足够的机械强度，保证被焊件在受振动或冲击时不致脱落、松动。
不能用过多焊料堆积，这样容易造成虚焊、焊点与焊点的短路。
②焊接可靠，具有良好导电性，必须防止虚焊。
虚焊是指焊料与被焊件表面没有形成合金结构。
只是简单地依附在被焊金属表面上。
③焊点表面要光滑、清洁，焊点表面应有良好光泽，不应有毛刺、空隙，无污垢，尤其是焊剂的有害残留物质，要选择合适的焊料与焊剂。
4、烙铁及分类电子制作的焊接主要工具是烙铁。
焊接工艺3(焊工工艺学电子教案)
３、箭头线的位置箭头线相对焊缝的位置一般没有特殊要求，但是在标注Ｖ、Ｙ、J形焊缝时，箭头线应指向带有坡口一侧的工件。
必要时，允许箭头线弯折一次。
４、基准线的位置基准线的虚线可以画在基准线的实线下侧或上侧。
基准线一般应与图样的底边相平行，但在特殊条件下亦可与底边相垂直。
５、基本符号相对基准线的位置为了能在图样上确切地表示焊缝的位置，特将基本符号相对基准线的位置作如下规定：（1）如果焊缝在接头的箭头侧，则将基本符号标在基准线的实线侧。
（2）如果焊缝在接头的非箭头侧，则将基本符号标在基准线的虚线侧。
（3）标对称焊缝及双面焊缝时，可不加虚线。
三、焊缝尺寸符号及其标注位置１、一般要求（１）基本符号必要时可附带有尺寸符号及数据，这些尺寸符号见表４—７。
（２）焊缝尺寸符号及数据的标注原则。
１）焊缝横截面上的尺寸，标在基本符号的左侧；２）焊缝长度方向尺寸，标在基本符号的右侧；３）坡口角度、坡口面角度、根部间隙等尺寸，标在基本符号的上侧或下侧；４）相同焊缝数量符号，标在尾部（国际标准ＩＳＯ２５５３对相同焊缝数量及焊缝段数未作明确区分，均用ｎ表示）；５）当需要标注的尺寸数据较多又不易分辨时，可在数据前面增加相应的尺寸符号。
当箭头线方向变化时，上述原则不变。
第三节：焊接工艺参数焊接工艺参数（焊接规范），是指焊接时为保证焊接质量而选定的诸物理量（例如，焊接电流、电弧电压、焊接速度、线能量等）的总称。
手工电弧焊的焊接工艺参数通常包括。
焊条选择、焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊接层数等。
焊接工艺参数选择得正确与否，直接影响焊缝的形状、尺寸、焊接质量和生产率，因此选择合适的焊接工艺参数是焊接生产上不可忽视的一个重要问题。
一、焊条的违择１、焊条牌号的选择焊缝金属的性能主要由焊条和焊件金属相互熔化来决定。
在焊缝金属中填充金属约占50％～７０％。
因此，焊接时应选择合适的焊条牌号，才能保证焊缝金属具备所要求的性能。
否则，将影响焊缝金属的化学成分、力学性能和使用性能。
金属材料焊接工艺电子教案3合金结构钢
图3-1各种合金元素对结构钢抗拉强度和屈服点的影响 a）对抗拉强度的影响 b)对屈服点的影响
Ni是惟一能起固溶强化作用同时又提高韧性且大 幅度降低脆性转变温度的合金元素，在低温钢中 最常用。
Cr能提高钢的耐热性、耐蚀性和降低脆性转变温 度；Mo可提高钢的热强性，一般认为 wMo=0.25%～0.50%时，既可以强化金属又能 改善韧性，当wMo＞0.5%时韧性开始恶化。Cr和 Mo都是提高钢的淬透性的元素，使其裂纹敏感性 增加，因此在低合金结构钢中的含量应加以控制。
σb≥390MPa的钢，均称为高强钢。 （发达国 家该钢种年产量占10%） 1吨高强钢相当于1.2~2吨碳钢使用。 应用：常规条件下承受静载荷和动载荷的机械零 件和工程结构，例如压力容器、动力设备、运输 机械、桥梁和管道等。
按钢的屈服点和热处理状态不同，一般分为热轧 及正火钢、低碳调质钢和中碳调质钢。
高强度钢主要应用其力学性能，合金元素的加入是为了在 获得高强度的同时保证有足够的塑性和韧性；
专用钢主要应用的是其特殊性能，例如耐高温、耐低温和 耐腐蚀等，合金元素的加入是为了获得通常所需的力学性 能外，主要是满足结构的特殊性能需要。
1．高强度钢 高强钢：凡是屈服点σs≥295MPa、抗拉强度
第一模块 合金结构钢的种类、性能用途
用于机械零件和各种工程结构的钢统称为结构钢。 碳素结构钢是最早使用的结构钢。 合金结构钢是在碳素结构钢基础上添加一定量的合
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应性，它包括工艺焊接性和使用焊接性。
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1．工艺焊接性
工艺焊接性是指金属材料对各种焊接方法的适
应能力，也就是在一定的焊接工艺条件下能否 获得符合要求的优质焊接接头的能力。
它不是金属材料本身所固有的性能，但取决于 金属的成分和性能，并且随着焊接方法、焊接 材料和工艺措施的发展而变化。
接 连续冷却组织转变图 焊缝及接头高温性能试验
法 断口分析及相组织分析 焊缝及接头耐蚀性、耐磨性及
焊接热影响区最高硬度 应力腐蚀开裂试验
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一、 金属材料焊接性间接分析与评定方法
1．碳当量法 2．焊接冷裂纹敏感指数法 3．利用金属材料的物理性能分析 4．利用金属材料的化学性能分析 5．利用合金相图或SHCCT（CCT）图分析
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2．使用焊接性
使用焊接性是指焊接接头或整体结构满足技术 条件中所规定的使用性能的能力。它取决于焊 接结构所满足的技术条件规定的各种性能。
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二、 金属材料焊接性的影响因素 材料因素：母材和焊接材料 ； 工艺因素：焊接方法、焊接参数、预热等 结构因素：结构形状、厚度、接头形式 等 使用条件：工作温度、受载类别和工作环境
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表1-4 碳当量计算公式和应用范围
碳当量计算公式
适用范围
国际焊接学会（IIW）推荐 CE=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu +Ni)/15 (%) （取成分的上限 ） 日本工业标准（JIS）规定
Ceq(JIS)=C+Mn/6+Si/24+Ni/40+ Cr/5+Mo/4+V/14 (%) （取成分 的上限）
常用金属材料焊接难易程度见表1-1
11
表1-1 常用金属材料焊接难易程度
金属及合金
非合 金钢
铸铁
低合 金钢
不 锈 钢
低碳钢 中碳钢 高碳钢 灰铸铁
锰钢 铬钒钢 马氏体型 铁素体型 奥氏体型
焊条 电弧 焊
A A A A A A A A A
埋弧焊
CO2气体 保护焊
氩弧 焊
A
A
B
A
A
B
B
B
B
D
A
D
A
A
2
金属材料：工业中应用广泛的材料，其中钢铁的用量最大。 一般金属具的优良的工艺性能和力学性能；
非金属材料：合成高分子材料、特别是塑料的使用广泛； 而陶瓷具有高硬度、耐高温、耐腐蚀、绝缘的特点，主要 用于化工设备、电器绝缘件、机械加工刀具、发动机耐热 元件等；
复合材料：指由两种或两种以上物理和化学性能不同的物 质，复合材料一般综合了各组分材料的优良性能，在生活 用品、机器制造等各个领域已得到广泛应用。
绪 论 第一单元 金属材料焊接基础知识 第二单元 碳钢的焊接工艺制定 第三单元 合金钢结构钢的焊接工艺制定 第四单元 不锈钢的焊接工艺制定 第五单元 铸铁的焊接工艺制定 第六单元 常用有色金属的焊接工艺制定
1
工程材料的分类
工程材料是指具有一定性能，在特定条件下能够承担某种功 能、被用来制造零件和工具的材料。工程材料种类繁多，有如 下常见分类方法。 • 按成分分类：金属材料、非金属材料、复合材料。
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1．碳当量法
在钢材所含有的各种元素中，碳对冷裂敏感性 的影响最显著，因此将钢中各种元素都按相当
于若干含碳量折合并叠加起来即为“碳当量”，
并以此来判断钢材的淬硬倾向和冷裂敏感性， 进而推断钢材的焊接性。 目前应用的碳当量计算公式：国际焊接学会 （IIW）推荐的CE、日本工业标准（JIS）规定 和美国焊接学会推荐的 Ceq。
美国焊接学会（AWS）推荐 Ceq(AWS)=C+Mn/6+Si/24+Ni/15 +Cr/5+Mo/4+Cu/13+P/2 (%) （ 取成分的上限）
中高强度的非调质低合金高强度钢 wc≥0.18% σb=500～900Mpa
调质低合金高强度钢 σb =500～ 1000MPa 化学成分wc≤0.20%、wsi≤0.55%、 wMn≤1.5%、wCu≤0.5%、wNi≤2.5%、 wCr≤1.25%、wMo≤0.7%、wV≤0.1% 、wB≤0.006% 碳钢和低合金高强钢 化学成分wc＜ 0.6%、wMn＜1.6%、wNi＜3.3%、 wCr＜1.0%、wMo＜0.6%、 wCu=0.5%～1%、wP=0.05%～0.15%
电 子 束 焊
气 焊
电阻 焊
纯铝
B
D
D
A DAB A
非 铁
非热处理 强化铝合金
B
D
金 热处理强 属 化铝合金
B
D
材 镁合金 D
D
料 钛合金 D
D
D
A DAB A
D
A DAB A
D
A DBC A
D
A DAD A
铜合金 B
D
C
A DBB C
注：A--通常采用，B--有时采用，C--很少采用，D--不采用
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第一模块 金属材料的焊接性
一、 金属材料焊接性的概念
金属材料焊接性根据GB/T3375-1994《焊接术
语》的定义：“金属材料在限定的施工条件下 焊接成规定设计要求的构件，并满足预定服役 要求的能力”。
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第一模块 金属材料的焊接性
一、 金属材料焊接性的概念
优质焊接接头应具备的两个条件：一是接头中
B
A
A
B
A
B
A
A
B
A
A
A
A
电渣 焊
电子 束焊
气焊
电阻焊
A
AA
A
B
AA
A
B
AA
D
B
DB
D
B
AB
D
B
AB
D
C
AB
C
C
AB
A
C
AB
A
注：A--通常采用，B--有时采用，C--很少采用，D--不采用
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表1-1 常用金属材料焊接难易程度（续）
金属及合金
焊条 电弧
焊
埋弧 焊
CO2气 体保 护焊
氩弧 电渣 焊焊
3
按用途分类：结构材料（如机械零件、工程构件）、 工具材料（如量具、刃具、模具）、功能材料（如 磁性材料、超导材料等）
按领域分类：机械工程材料、建筑工程材料、能源 工程材料、信息工程材料、生物工程材料
4
5
第一单元 金属材料焊接基础知识
第一模块 金属材料的焊接性 第二模块 金属材料焊接工艺的编制 【综合训练】
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三、分析金属焊接性的方法
工艺焊接性
使用焊接性
焊接热裂纹试验 直 焊接冷裂纹试验 接 消除应力裂纹试验 法 层状撕裂试验
焊接气孔敏感性试验
实际产品结构运行的服役试验 压力容器的爆破试验
用碳当量推测焊接性 焊缝及接头常规力学性能试验
裂纹敏感指数及临界应 焊缝及接头的低温脆性试验
间 力为判据
焊缝及接头的断裂韧性试验