高焊工艺异种金属的焊接模板.doc

河北省技工学校 表5—1
老师课时讲课计划
学校：唐山劳动技师学院 讲课序号
讲课日期

讲课班级

缺 席

课题： 第二章 异种金属焊接 §2-1异种金属焊接概述
此次讲课目标和要求： 1、了解异种金属焊接概念
2、了解了解异种金属焊接性
3、熟悉异种金属焊接方法选择
课堂类型： 综合课
教具、挂图和参考书：《高级焊工工艺和技能训练》中国劳动社会保障出版社
《焊工初中高教程》中国劳动出版社

考评对象： 全体学生，随机提问

复习旧课关键点： 1、钛及钛合金焊接接头脆化处理路径
2、钛及钛合金焊接产生气孔原因及预防方法
3、钛及钛合金焊接产生裂纹原因
新课难点，关键和处理方法：
关键： 1、异种金属焊接性
2、异种金属焊接易出现问题及预防方法
难点： 焊接易出现问题及预防方法

表5—2

巩固新课关键点：
§2-1异种金属焊接概述
一、异种金属焊接概念
二、异种金属焊接性
三、异种金属焊接关键问题
四、异种金属焊接方法选择

课外作业（复习题）：
1、异种金属焊接分类？
2、异种金属焊接产生两种金相结构？性能、特点？
3、异种金属焊接接头特点？

任课老师： 组长审阅：
年 月 日 年 月 日

本课题小结和改善方法：
小结： 1、异种金属概念、焊接性、易出现问题
2、焊接方法选择
方法： 提醒同学们课下复习金属材料相关知识

新课内容（附后）

检验上次课知识点掌握情况

经过举例讲解异种金属应用及焊接意义

讲授异种金属概念及分类
l 课时安排： 2课时（90分钟）
l 教学方法： 讲授、举例、探究、提问
l 旧课复习：（3分钟）
1、钛及钛合金焊接接头脆化处理路径。
2、提问：①钛及钛合金焊接产生气孔原因及方法？
②钛及钛合金焊接产生裂纹原因？
l 引入新课：（2分钟）
伴随科学技术发展，异种金属焊接越来越广泛。很多情况，要求构件，不一样部位承受不一样工作条件，如载荷、温度或介质。通常多个不一样金属焊接起来，又能满足要求，又能发挥多种技术作用，有经济效益。
l 新课内容：
§2-1 异种金属焊接概述
一、异种金属焊接概念（5分钟）
异种金属焊接：多种物理常数和金属组织等性质各不形同母材金属之间焊接。
从材料角度分类：
异种钢焊接
三类 异种有色金属焊接
钢和有色金属焊接
从接头形式分类：
两种不一样金属母材接头
三种 被焊母材金属相同采取不一样焊缝金属接头
复合金属板接头
二、异种金属焊接性（25分钟）
金属焊接性：金属是否适应焊接加工而形成完整、含有一定使用性能焊接接头特征。
讲授焊接性概念

提问金属材料相关金相结构知识

借助板图讲解

焊接过程接头是否轻易形成缺点（结合性能）
两方面
焊后满足使用条件能力 （使用性能）
两种金属能够熔合或经过中间过渡层填充材料熔合，全部认为含有焊接性。差异在于焊接工艺简单、复杂程度；焊后接头性能好坏。
1、异种金属组合金相结构
固溶体
合金结构
化合物
1）固溶体：是指二组元在液态相互溶解，结晶以一组元为基体保持原有晶格类型，另一组元是原子分布在基体组元晶格里，形成一致固体合金。
特点：组织均匀，力学性能（关键塑性、韧性）好，理想焊缝组织。
无限固溶体 如：铜-镍 铁-镍
分类
有限固溶体 析出另一固溶体（两相）铁-铜

析出化合物 铁-铝 铝-铜
2）化合物：是指合金组元按一定原子数量比，化合成一个完全不一样于原来组元晶格新相，且含有金属特征固体合金。
特点：硬而脆，不能用于连接金属。
焊缝出现塑性、韧性下降。
2、异种金属间热物理性能差异

结合实际举例

影响焊接性原因：化学性能、力学性能，关键热物理性能。
1）熔化温度（熔点）
熔点相近：常见焊接技术和工艺
熔点相差100℃以上：极难采取常见焊接技术和工艺
铁：1535℃铜：1083℃镍：1453℃铝：660℃镁：648.8℃
2）热膨胀系数
焊缝及母材冷却收缩不一致，冷却产生较大焊接应力，焊接接头过早损坏。
3）热导率和比热容
影响焊接热循环和结晶过程，对导热好金属预热，焊接电弧偏向导热好一侧。
三、异种金属焊接关键问题（25分钟）
合金成份、冶金、物理、化学性能有差异，比焊同种金属困难。
接头特点：
1、化学成份不均匀性
两种金属合金成份有显著差异，熔化区化学成份相互稀释。
取决：母材、填充材料原始成份，焊接工艺。
电流↓熔深↓稀释↓不均匀性↓
2、组织不均匀性
因为焊接热循环作用，组织不一样。
取决：母材、填充化学成份，焊接方法、焊接层次、焊接工艺、焊后处理。
3、性能不均匀性
力学性能不一样（强度、硬度、塑性、韧性），物理性能（膨胀系数、导热率）差异。

讲授异种金属焊接方法
借助实例加深了解
4、应力场分布不均匀性
各区域残余应力分布不均匀。
原因：接头区域塑性、膨胀系数、导热率差异。
焊接接头断裂关键原因。
四、异种金属焊接方法选择（20分钟）
1、熔焊
熔焊，两种母材金属熔化，稀释作用显著。稀释率，焊条30％以下，熔化极气保焊10％-50％，埋弧焊10％-75％左右。
为降低稀释，降低熔合比，通常采取热量集中热源电子束焊、激光焊、等离子焊等。
工艺：↓熔深，摆动焊丝、带状焊丝、附加不通电焊丝等工艺。
2、钎焊
接头不存在稀释问题，存在铸造组织，最常见焊接方法之一。
1） 熔焊-钎焊
特点：低熔点母材一侧为熔焊，高熔点母材钎焊。
要求：钎料对高熔点母材有良好润湿性。
比如：钢-铜
2）共晶扩散钎焊
加热一定温度，两金属面形成低熔点共晶体，或钎料和两金属形成低熔点共晶体，扩散到母材并均匀化。
3） 压焊
特点：不加热或加热温度低，避免对母材热影响，预防产生金属间化合物或被挤出，也不存在稀释问题。

课后小结知识点巩固记忆

接头要求：点焊、缝焊、超声波焊 搭接接头
摩擦焊 最少一个工件旋转体界面
爆炸焊 适于较大面积连接
l 课堂小结：（8分钟）
此次课关键讲述了：
一、异种金属焊接概念
1、什么叫异种金属焊接
2、异种金属焊接分类
二、异种金属焊接性
1、异种金属金相结构
2、异种金属热物理性能
三、异种金属焊接关键问题
四、异种金属焊接方法
l 部署作业：（2分钟）
1、什么叫异种金属焊接？异种金属焊接分类？
2、什么叫金属焊接性？
3、异种金属金相组织及性能特点？
4、异种金属焊接易出现问题？
5、异种金属焊接方法？

河北省技工学校 表5—1
老师课时讲课计划
学校：唐山劳动技师学院 讲课序号
讲课日期

讲课班级

缺 席

课题： §2-2异种钢焊接（1）
此次讲课目标和要求： 1、了解异种钢焊接分类
2、了解异种钢焊接性
3、掌握异种钢焊接工艺标准
课堂类型： 综合课
教具、挂图和参考书：《高级焊工工艺和技能训练》中国劳动社会保障出版社
《焊工初中高教程》中国劳动出版社

考评对象： 全体学生，随机提问

复习旧课关键点： 1、异种金属焊接易出现问题
2、焊接异种金属方法

新课难点，关键和处理方法：
难点、关键：1、金相组织相同异种钢焊接工艺
2、金相组织不一样异种钢焊接工艺
处理方法： 1、结合上次课内容进行对比记忆。
2、加强课题听讲效果检验，调动听课主动性。
表5—2

巩固新课关键点： §2-2异种钢焊接（1）
一、异种钢焊接概述
1、异种钢焊接种类
2、异种钢焊接工艺关键点
3、异种钢焊接工艺标准

课外作业（复习题）： 1、异种钢焊接三种类型？
2、焊接材料选择标准？

任课老师： 组长审阅：
年 月 日 年 月 日

本课题小结和改善方法：
小结： 1、异种钢焊接三种类型
2、异种钢焊接工艺关键点
3、异种钢焊接工艺标准

新课内容（附后）

经过简单提问
检验上次课知识点掌握情况

经过举例讲解异种钢应用及焊接意义

利用图表
讲授异种钢焊接分类
l 课时安排： 2课时（90分钟）
l 教学方法： 讲授、举例、探究、提问
l 旧课复习：（3分钟）
1、什么叫异种金属焊接
2、异种金属焊接分类
3、异种金属焊接关键问题
l 引入新课：（2分钟）
经过举实例，讲解异种钢焊接应用场所，异种钢焊接实际意义。
l 新课内容：

讲授异种金属焊接方法
借助实例加深了解
§2-2异种钢焊接（1）
一、 异种钢焊接概述（30分钟）
1、 异种钢焊接种类
常见异种钢按其金相组织可分为三种类型：
珠光体钢（低、中碳钢，低合金钢）
三种 铁素体和铁素体-马氏体钢（铬不锈钢）
奥氏体和奥氏体-铁素体钢（铬镍不锈钢）
2、异种钢焊接工艺关键点
金相组织相同异种钢焊接（合金化程度不一样）
异种钢组合
金相组织不一样异种钢焊接
1）金相组织相同异种钢焊接（同类钢中不一样牌号钢之间焊接）
金相组织相同，物理性能没有很多差异。
工艺方法：按合金程度较高钢（焊接性较差钢）选择焊接方法和制订工艺方法。
焊接材料选择：和母材金相组织相同，按合金成份低钢选择。

提醒同学们课下复习金属材料
结合金属材料相关内容讲解
比如：不一样牌号珠光体钢焊接
∵ 碳是决定淬硬倾向关键原因
∴ 按碳当量少钢选择焊条或焊丝
焊前预热，按碳当量高钢及厚度来决定。
2）金相组织不一样异种钢焊接
金相组织不一样，物理性能有很多差异，影响接头性能。
焊接材料选择：产生过渡层小而韧性好材料。
工艺方法：熔合比尽可能小，降低稀释；避免熔敷金属和母材金属搅拌。
焊前预热取决于焊缝金属合金化程度。
焊后热处理要慎重，金相组织不一样其物理性能差异大，热处理能改善接头性能，但对残余应力未必消除，又可能增加。
3、异种钢焊接工艺标准（45分钟）
1）焊接方法选择
大部分熔焊全部适合。
依据：母材性质、接头形式、构件工作条件、接头质量要求、生产效率、经济性来选择。
焊条焊：工艺灵活、熔合比小、焊条种类多、适应性强。
埋弧焊：生产率高、直线或环形大构件
但焊接参数↑熔合比↑稀释率↑
不一样珠光体钢及珠光体钢和高铬马氏体钢焊接，采取CO2焊，适应性强。
异种奥氏体钢及奥氏体钢和珠光体钢焊接，钨极氩弧焊或熔化极氩弧焊，质量稳定可靠。

经过版图分析

绘制表格方便记忆
2）焊接材料选择标准
①确保焊接接头使用性能。
②能预防接头产生冷热裂纹。
③焊缝金属强度塑性不能兼顾时，选择塑性很好材料。
④能预防气孔、夹渣等缺点产生，是焊缝有一定致密性。
⑤含有良好工艺性，焊缝美观。
⑥焊缝金属组织有稳定性。
3）坡口角度选择
关键依据母材厚度；还要控制熔合比，来控制稀释度。
坡口角度↑熔合比↓ 坡口角度↓熔合比↑
4）焊接规范选择
∵线能量↑熔合比↑
∴应尽可能采取小电流、高焊速、短电弧，降低母材熔化量，确保较小熔合比
5）预热及焊后热处理
预热：
同种金相组织、合金程度不一样异种钢，按焊接性较差钢选择预热温度和规范，预防产生裂纹。
不一样金相组织异种钢，依据两种钢焊接性和焊接材料化学成份，选择温度和规范。若被焊金属不能后热处理，采取奥氏体焊条焊接，则预热温度应低些。
焊后热处理：
同种钢，后热处理目标改善接头组织性能，消除残余应力，促进焊缝氢逸出。
异种钢，热处理规范复杂。金相基础相同时，按合金含量高钢确定热处理规范；金相不一样时，加热冷却后应力重新分布，可能裂纹（比如：珠光体钢和奥氏体钢）。所以具体分析，经过试验确定。

总结此次课内容

部署作业加深记忆
l 课堂小结：（8分钟）
此次课关键讲述了：
1、异种钢分类
2、异种钢工艺关键点
3、异种钢焊接工艺标准
l 部署作业：（2分钟）
1、异种钢焊接按金相组织分哪三种类型？
2、异种钢焊接工艺方法选择标准？
3、异种钢焊接材料选择标准？

河北省技工学校 表5—1
老师课时讲课计划
学校：唐山劳动技师学院 讲课序号
讲课日期

讲课班级

缺 席

课题： §2-2异种钢焊接（2） 低碳钢和低合金钢焊接
此次讲课目标和要求： 1、了解低碳钢和低合金钢焊接特点和方法
2、熟悉低碳钢和低合金钢焊接工艺
3、掌握低碳钢和低碳钢焊接
课堂类型： 综合课
教具、挂图和参考书： 《高级焊工工艺和技能训练》中国劳动社会保障出版社
《焊工初中高教程》中国劳动出版社

考评对象： 全体学生，随机提问

复习旧课关键点： 1、低碳钢焊接三种类型
2、金相组织相同异种钢焊接关键点
3、金相组织不一样异种钢焊接关键点
新课难点，关键和处理方法：
难点、关键： 低碳钢和低合金钢焊接材料、规范选择标准。

处理方法： 1、结合生产实例进行讲授
2、调动学生听课主动性，加强课题检验
表5—2

巩固新课关键点： §2-2 异种钢焊接（2）
二、低碳钢和低合金钢焊接
1、低碳钢和低合金钢焊接性
2、焊接材料选择
3、焊接工艺要素
课外作业（复习题）： 1、低碳钢和低合金钢焊接易出现问题预防
2、焊接材料、工艺选择

任课老师： 组长审阅：
年 月 日 年 月 日

本课题小结和改善方法：
小结： 1、低碳钢低合金钢焊接性
2、焊接材料、工艺选择
方法： 知识较抽象，多利用生产实例讲授

新课内容（附后）

经过简单提问检验旧课知识点
为新课做准备

经过举例讲解异种钢应用及焊接意义

复习金属及焊接工艺知识

讲授低合金钢分类及特点

l 课时安排： 2课时（90分钟）
l 教学方法： 讲授、举例、探究、提问
l 旧课复习：（3分钟）
1、异种钢焊接分类
2、金属材料知识：正火？调质？
l 引入新课：（2分钟）
经过举实例，讲解低碳钢和低合金钢应用场所，焊接实际意义。
l 新课内容：

总结此次课内容

部署作业加深记忆
§2-2异种钢焊接（2）
二、低碳钢和低合金钢焊接
1、焊接性（25分钟）
碳素钢决定强度和可焊性原因关键是含碳量。
低碳钢：良好焊接性
低合金钢=碳素钢+5%合金元素
合金钢(低合金钢)除碳以外取决于合金元素含量。
碳当量：把合金元素折合成碳含量来表示。
碳钢及合金结构钢碳当量经验公式：
　　C当量=[C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15]*100%
式中：C、Mn、Cr、Mo、V、Ni、Cu为钢中该元素含量
合金钢：合金元素↑碳当量↑钢淬硬倾向↑焊接性↓
结论：焊接性取决于低合金钢焊接性
热轧正火钢 碳、合金元素低
低合金钢
低碳调质钢 合金含量增加 较大淬硬倾向
（1）热轧正火钢焊接性
分析探究正火钢焊接性

焊接过程易出现问题及预防方法

屈服点294-490MPa： 不需要采取工艺方法
屈服点大于490MPa且厚度结构刚性较大：
∵低合金刚一侧 易出现脆化、裂纹
∴采取一定工艺方法
1）热影响区过热区脆化
正火钢一侧1100℃以上粗晶区 晶粒长大↑塑性↓裂纹↑
方法：小线能量 提升冷却速度
2）裂纹
∵热轧正火钢碳当量↑淬硬倾向↑
∴依据板厚、接头调整线能量、预热、后热温度
（2）低碳调质钢
预防热裂纹和冷裂纹
1）预防热裂纹方法
大线能量（电渣焊、埋弧焊和大电流气保焊）高拘束时，热裂倾向大
材料：高锰焊丝 碱性焊条或焊剂
工艺：高电压 低电流 高焊速（提升首次结晶速度）
2）预防冷裂纹方法
控制800℃至500℃冷却速度
过快马氏体组织 过慢奥氏体晶粒长大热脆
2、焊接材料选择（15分钟）
强度、塑性和冲击韧性不低于最低值
（1）焊条电弧焊
碱性焊条 比如：E4315 E5015
（2）埋弧自动焊
硅含量低H08A H08MnA 采取高硅高锰焊剂 HJ431

经过上述焊接性分析
讲授焊材选择标准及工艺要素
（3）电渣焊
选择碳、锰含量略高焊丝 H08Mn2SiA
（4）二氧化碳焊
H08Mn2SiA
3、焊接工艺要素（35分钟）
（1）焊前准备
1）应避免采取不能焊透或局部焊透破口形式。
2）低合金钢采取热切割，预防边缘淬硬层。（屈服点超500MPa合金量大于3%板厚大于50mm时，切割前预热100℃以上）
3）焊前必需清除焊接区。（焊条20mmm埋弧30mm电渣焊40mm）
4）焊接材料（焊条或焊剂）进行烘焙。（500MPa以上采取保温桶）
5）装配定位采取同一类型焊条，长度大于35-40mm，应采取正式焊接一样预热方法。
（2）焊接线能量选择
通常采取小线能量：小直径焊丝，多层多道焊，不横向摆。
（3）预热、层间温度控制、后热及去氢处理
1）焊前预热和层间温度控制。
预防接头冷裂、改善焊接接头组织性能、减小应力。
碳当量、板厚、拘束度↑ 预热温度↑
不低于100℃ 合金含量3%以下100℃-150℃
合金含量较高时150℃-200℃
宽度板厚6倍，不超100mm
2）后热
150℃-250℃ 保温1min/mm，大于30min

总结此次课内容

部署作业加深记忆
l 课堂小结：（8分钟）
此次课关键讲述了：
1、低碳钢和低合金钢焊接性
2、焊接材料选择
3、焊接工艺要素
l 部署作业：（2分钟）
1、低碳钢和低合金钢焊接易出现问题预防？
2、焊接材料选择？
3、焊接工艺选择？

河北省技工学校 表5—1
老师课时讲课计划
学校：唐山劳动技师学院 讲课序号
讲课日期

讲课班级

缺 席

课题： §2-2异种钢焊接（3） 珠光体钢和奥氏体钢焊接
此次讲课目标和要求： 1、了解奥氏体钢焊接性
2、了解珠光体钢和奥氏体钢焊接特点
3、掌握珠光体钢和奥氏体钢焊接工艺
课堂类型： 综合课
教具、挂图和参考书： 《高级焊工工