焊接冶金学及金属材料焊接-教案-模块十一.pdf

1 授课题授课题目：目：模块十模块十一一 异种异种金属金属材料材料的焊接的焊接 授课方式（请打）理论课 讨论课 实验课 习题课 其他 课时 安排 教学大纲要求：教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：1、了解异种金属焊接性特点及存在的主要问题。2、理解具体异种金属材料焊接时容易出现的问题，掌握其焊接工艺要点。教学重点及难点：重点：掌握各种异种金属焊接工艺要点。难点：理解异种材料焊接时存在的问题。教 学内 容 备注 模块十模块十一一 异种异种金属金属材料材料的焊接的焊接 课题课题一一 异种金属材料异种金属材料焊接焊接原理原理 一一异种金属异种金属焊接性焊接性特点特点 1、冶金相容性差 解释晶格结构等对相容性的影响以及根据相图分析金属的相容性。2、组织的不均匀性 3、性能的不均匀性 4应力场分布的不均匀性 二异种金属焊接工艺特点二异种金属焊接工艺特点 重点介绍工艺措施和各种焊接方法在异种金属焊接中的优缺点。三异种金属焊接接头三异种金属焊接接头（一）异种金属焊接接头 异种金属的焊接接头也是由焊缝、熔合线、熔合区和热影响区组成。1、焊缝区 异种金属焊接时形成焊缝的熔池一般具有以下特点：熔池温度高。熔池体积小。熔池结晶时间短。焊接时熔池金属始终处于运动状态，不断有新的填充材料和母材熔入熔池中才加反应，从而使异种金属的焊接在焊缝区的组织成分变化很大，熔池金属不断更换，增加了焊接冶金反应的复杂性。2、熔合区 熔合区具有以下特点：熔合区是焊缝与母材交界的过渡区，熔合区的组织成分和冶金反应较同种金属的焊接要复杂得多。具有明显的化学不均匀性，特别是对于异种钢的焊接接头，由于化学成分的不均匀，在熔合区存在碳迁移现象。熔合区结晶组织粗大，具有金相组织不均匀性，容易产生焊接裂纹和脆性断裂，是异种金属焊接接头最薄弱的区域。3、热影响区 热影响区的成分为母材金属的成分，其主要特点如下：热影响区晶粒粗大，具有组织和性能的不均匀性，使得塑性和冲击韧性明显下降。2 热影响区是应力集中的部位，具有应力、应变分布的不均匀性，焊后极易产生焊接变形和残余应力。热影响区具有硬化、软化和脆化同时存在的现象。这是焊接接头力学性能最差的部位。（二）异种金属焊接接头的连接形式 异种金属焊接接头的连接形式可分为直接连接和间接连接两大类。1、异种金属焊接接头的直接连接 所谓异种金属焊接接头的直接连接，就是两种金属不通过第三种金属直接焊接在一起，形成一个不可拆卸的永久性接头。直接连接可采用熔化焊、压焊或钎焊的方法。2、异种金属焊接接头的间接连接 所谓异种金属的间接连接是通过填加第三种金属把两种金属焊接在一起，形成不可拆卸的永久性接头。异种金属接头的间接连接通常采用熔化焊、钎焊等方法，填加的第三种金属是预先制备好的金属粉末、丝、棒、板和垫片等。因此焊接工艺复杂，要求操作技术水平更高。异种金属焊接接头主要有如图 11-1 所示的几种形式。课题二课题二 异种钢焊接异种钢焊接 一同类型组织的异种钢焊接一同类型组织的异种钢焊接（一）（一）不同珠光体钢焊接 1、不同珠光体钢焊接主要问题 2、不同珠光体钢焊接的工艺特点（二）奥氏体钢与奥氏体钢（部分奥氏体+铁素体钢）的焊接 二不同类型组织的异二不同类型组织的异（一）珠光体钢与奥氏体钢（部分奥氏体+铁素体钢）的焊接（二）珠光体钢与铁素体钢的焊接（三）珠光体钢与马氏体钢的焊接 课题三课题三 钢与有色金属的焊接钢与有色金属的焊接 一钢与铝及铝合金的焊接一钢与铝及铝合金的焊接 二钢与铜及铜合金的焊接二钢与铜及铜合金的焊接 三不锈钢与铜的焊接三不锈钢与铜的焊接 课题四课题四 异种有色金属的焊接异种有色金属的焊接 一铜与铝及其合金的焊接一铜与铝及其合金的焊接 二铜与钛的焊接二铜与钛的焊接 三铝与钛及其合金的焊接三铝与钛及其合金的焊接 由于课题二、三、四的内容繁杂，讲授时要理清思路。应按照首先介绍相应金属材料的有关知识；第二讲授焊接时容易出现的问题；最后讲授焊接工艺的思路进行教学。教案使用说明：由于各学校教学大纲不同，教学大纲要求及课时安排由教师使用本教案时自己结合本校实际填写