职称:副教授
单位:河海大学
部门:机电工程学院
职位:材料系副主任
主讲教师:严春妍
教师团队:共1位
| 学校: | 河海大学 |
| 开课院系: | 机电工程学院 |
| 专业大类: | 材料科学与工程 |
| 开课专业: | 金属材料工程 |
| 课程英文名称: | Welding Metallurgy |
| 课程编号: | c6141905 |
| 学分: | 3.5 |
| 课时: | 56 |
第一章 焊接热源及熔池形成
1. 教学内容
1.1 制造与制造业、焊接的应用、焊接过程的物理本质、焊接热源的种类及其特性
1.2 焊接温度场
1.3 焊条的熔化及熔池的形成
2. 重点难点
(1)焊接热源的种类及其特性;
(2)焊接温度场;
(3)焊条金属的平均熔化速度和熔覆速度。
3. 基本要求
(1)了解焊接技术在国民经济中的作用及发展,掌握焊接和焊接温度场的概念、实现焊接工艺的措施;
(2)了解焊接热源的种类以及焊接温度场的影响因素;
(3)了解焊条熔化及熔池形成的过程,理解焊条金属熔滴及其过渡特性,理解熔滴和熔池的特点。
第二章 焊接化学冶金
1. 教学内容
2.1 焊接化学冶金过程的特点
一、焊接过程中对金属的保护
二、焊接化学冶金反应区及其反应条件
三、焊接工艺条件与化学冶金反应的关系
四、焊接化学冶金系统及其不平衡性
2.2 气相对金属的作用
一、焊接区内的气体
二、氮对金属的作用
三、氢对金属的作用
四、氧对金属的作用
2.3 熔渣及其对金属的作用
一、焊接熔渣
二、活性熔渣对焊缝金属的氧化
三、焊缝金属的脱氧
四、焊缝金属中硫和磷的控制
2.4 合金过渡
一、合金过渡的目的及方式
二、合金过渡过程的理论分析
三、合金过渡系数及其影响因素
2. 重点难点
(1)焊接化学冶金过程中的反应;
(2)气相与焊缝金属的作用;
(3)熔渣的结构及其对金属的作用。
3. 基本要求
(1)了解焊接过程中对金属保护的必要性以及常用的防护方式,理解焊接化学冶金反应区的特点及反应条件,了解焊接工艺条件与化学冶金反应的关系;
(2)了解焊接区内气体的来源、产生、成分及分布,掌握氮对焊接质量的影响、焊缝含氮量的影响因素及控制措施,掌握焊缝中氢的分布、氢对焊接质量的影响及控制氢的措施,掌握氧对焊接质量的影响以及控制氧的措施;
(3)了解焊接熔渣的作用、成分及分类,掌握熔渣的结构理论,理解焊缝脱氧剂的选择原则,理解焊缝中硫和磷对焊接质量的影响及控制措施;
(4)了解合金过渡的方式,理解合金过渡系数的概念及其影响因素。
第三章 焊条、焊丝及焊剂
1. 教学内容
3.1 焊条
一、焊条的分类
二、焊条的型号和牌号
三、焊条的组成
四、焊条的工艺性能
五、典型焊条的冶金性能分析
六、焊条设计的要点
七、焊条制造的工艺流程
八、焊条的选用要点
3.2 焊丝
一、焊丝的分类
二、实心焊丝
三、药芯焊丝
3.3 焊剂
一、焊剂的分类
二、焊剂型号和焊剂牌号、焊剂技术要求
三、焊剂的性能及用途
2. 重点难点
(1)焊条、焊剂、焊丝的型号和牌号
(2)典型焊条的工艺性能和冶金性能分析
3. 基本要求
(1)掌握焊条、焊剂、焊丝的分类、型号和牌号,了解不同类型焊接材料的应用;
(2)掌握焊接的工艺性能和典型焊条的冶金性能,了解焊条的设计方法和制造工艺;
(3)了解对焊剂的质量要求以及焊剂的性能及用途;
(4)了解焊丝的分类,了解实心焊丝和药芯焊丝的应用。
第四章 熔池凝固和焊缝固态相变
1. 教学内容
4.1 熔池凝固
一、熔池的凝固的特点
二、熔池结晶的一般规律
三、熔池结晶的线速度
四、熔池结晶的形态
五、焊缝接头的化学成分不均匀性
4.2 焊缝固态相变
一、低碳钢焊缝的固态相变
二、低合金钢焊缝的固态相变
4.3 焊缝性能的改善
4.4 焊接缺欠
一、焊接缺欠与焊接缺陷
二、焊接缺欠的分类
三、焊接缺欠的评级与处理
四、焊缝中的气孔
五、焊缝中的夹杂
2. 重点难点
(1)熔池结晶的特点;
(2)焊缝性能的改善;
(3)焊缝中气孔的产生原因及其防止措施。
3. 基本要求
(1)理解焊接熔池的凝固条件、凝固过程特点,理解熔池结晶的形核条件、晶核长大过程的特点;理解熔池结晶线速度的概念和影响因素;掌握熔池结晶的形态及条件;掌握焊缝金属的化学成分不均匀性产生的原因及特点;
(2)理解低碳钢和低合金钢焊缝的固态相变特点;掌握低碳钢和低合金钢焊缝的固态相变组织类型及特点;了解焊缝金属的CCT图的应用;
(3)理解焊接缺欠和焊接缺陷的概念及分类,掌握焊缝中的气孔类型、特点及产生机理;掌握焊缝中的夹杂类型、特点、产生原因及对焊缝性能的影响;
(4)了解焊缝金属的固溶强化和变质处理的目的及合金元素对焊缝性能的影响,了解改善焊缝性能的焊接工艺方法。
第五章 焊接热影响区
1. 教学内容
5.1 焊接热循环
一、焊接热循环的主要参数
二、焊接热循环主要参数的测试与计算
三、多层焊热循环
5.2 焊接热循环条件下的金属组织转变特点
一、焊接时加热过程中的组织转变
二、焊接时冷却过程中的组织转变
三、焊接条件下的连续冷却转变图及其应用
5.3 焊接热影响区的组织和性能
一、焊接热影响区的组织分布
二、焊接热影响区的性能
5.4 焊接热、力模拟技术
一、焊接模拟技术的发展过程及其现状
二、焊接热模拟试验机的原理及应用
三、焊接模拟试验的局限性
2. 重点难点
(1)焊接热循环条件下的金属组织转变及特点;
(2)焊接热影响区的组织和性能。
3. 基本要求
(1)理解焊接热循环的概念、掌握焊接热循环的主要参数,理解典型钢种焊接时加热过程和冷却过程的金属组织转变特点,了解焊接条件下CCT图的建立和应用;
(2)掌握不易淬火钢和易淬火钢的焊接热影响区的组织分布及性能特点,理解焊接热影响区的硬化、脆化、韧化和软化特点以及影响因素;
(3)了解焊接模拟技术发展的背景、过程及现状,了解焊接模拟试验的基本方法特点及意义。
第六章焊接裂纹
1. 教学内容
6.1 焊接裂纹的危害及分类
一、焊接裂纹的危害性
二、焊接裂纹的分类
6.2 焊接热裂纹
一、焊接热裂纹的一般条件
二、结晶裂纹的主要特征
三、结晶裂纹的形成机理
四、影响结晶裂纹的因素及防止措施
五、近缝区液化裂纹
六、多边化裂纹
6.3 焊接冷裂纹
一、冷裂纹的危害、特征与分类
二、冷裂纹的形成机理
三、防止冷裂纹的措施
6.4 再热裂纹
一、再热裂纹的主要特征
二、再热裂纹的机理
三、再热裂纹的影响因素及其防治
6.5 层状撕裂
一、层状撕裂的特征及其危害性
二、层状撕裂的形成机理及其影响因素
三、层状撕裂的判据
四、防止层状撕裂的措施
6.6 应力腐蚀裂纹
一、应力腐蚀裂纹的危害性
二、应力腐蚀裂纹的特征
三、产生应力腐蚀裂纹的机理
四、应力腐蚀裂纹的影响因素及其防治
6.7 焊接裂纹综合分析和判断
一、宏观分析及判断
二、微观分析及判断
三、断口分析及判断
2. 重点难点
(1)各类焊接裂纹的形成机理及防治;
(2)焊接裂纹的分析和判断。
3. 基本要求
(1)了解焊接裂纹的危害性、分类及其一般的特征;
(2)掌握焊接热裂纹(结晶裂纹、近缝区液化裂纹、多边化裂纹)、冷裂纹、再热裂纹、层状撕裂和应力腐蚀裂纹的形成机理、影响因素以及防止措施;
(3)了解焊接裂纹的宏观分析方法,掌握焊接裂纹的微观分析及判断方法,掌握断口的类型和特征,了解典型焊接裂纹断口的特征和分析方法。
第七章 钎焊
1. 教学内容
7.1 概述
一、钎焊加工原理及应用
二、影响钎焊过程的因素
7.2 钎焊方法
一、火焰钎焊
二、感应钎焊
三、炉中钎焊
7.3 钎焊用钎料
一、对钎料的基本要求及钎料的分类
二、钎料选择的影响因素
三、常用钎料的成分与性能
7.4 钎剂和控制气氛
一、钎焊用钎剂
二、钎焊控制气氛
三、真空
7.5 金属的钎焊
一、碳钢和低合金钢的钎焊
二、不锈钢的钎焊
三、有色金属的钎焊
2. 重点难点
(1)钎焊过程的机理;
(2)钎焊方法、钎料的选择。
3. 基本要求
(1)理解钎焊加工原理和影响钎焊过程的因素,了解钎焊方法的分类以及常用钎焊方法的特点及应用;
(2)了解对钎料的基本要求、钎料的分类以及钎料选择的影响因素,了解常用钎料的成分与性能;
(3)了解钎剂的作用、对钎剂的基本要求、钎剂的分类、型号和牌号、应用的形式及焊后清理,了解钎焊控制气氛的作用和成分;
(4)了解碳钢、低合金钢、不锈钢、铜和铜合金、铝和铝合金钎焊的选材、工艺及特点。