材料焊接性第1章

1、材料焊接性主講人: 陳芙蓉課程基本信息: 課程英文名稱：課程英文名稱：Materials WeldabilityMaterials Weldability 課程編號(hào)：課程編號(hào)：040104020040104020 課程學(xué)時(shí)學(xué)分：課程學(xué)時(shí)學(xué)分：44 / 2.244 / 2.2，其中其中 講課講課: 30 : 30 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn): 4 : 4 課堂討論課堂討論: 6 : 6 習(xí)題習(xí)題課課:4:4 課程類別：專業(yè)課課程類別：專業(yè)課 考試方式：筆試、閉卷考試方式：筆試、閉卷 試題類型：選擇、判斷、填空、簡(jiǎn)答、綜試題類型：選擇、判斷、填空、簡(jiǎn)答、綜合分析合分析 成績(jī)?cè)u(píng)定方式：平時(shí)成績(jī)成績(jī)?cè)u(píng)定方式：平時(shí)成績(jī)2

2、0%+20%+期末考試期末考試80%80%焊接金屬學(xué)焊接金屬學(xué)焊接工藝學(xué)焊接工藝學(xué)焊接力學(xué)焊接力學(xué)焊接工程學(xué)焊接工程學(xué)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)新技術(shù)新技術(shù)焊接系統(tǒng)工程學(xué)焊接系統(tǒng)工程學(xué)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)材料材料施工施工試驗(yàn)檢驗(yàn)試驗(yàn)檢驗(yàn)性能評(píng)價(jià)性能評(píng)價(jià)材料選擇材料選擇生產(chǎn)設(shè)計(jì)生產(chǎn)設(shè)計(jì)生產(chǎn)管理生產(chǎn)管理質(zhì)量管理質(zhì)量管理人為因素人為因素生產(chǎn)性生產(chǎn)性經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性可靠性可靠性安全性安全性焊焊 接接 網(wǎng)網(wǎng) 絡(luò)絡(luò)焊接網(wǎng)絡(luò)圖焊接網(wǎng)絡(luò)圖 第第1 1章章 概述概述 1.11.1材料在工程中的發(fā)展及應(yīng)用材料在工程中的發(fā)展及應(yīng)用 發(fā)展及應(yīng)用發(fā)展及應(yīng)用石器石器 青銅器青銅器 鐵器時(shí)代鐵器時(shí)代 材料為標(biāo)志劃分材料為標(biāo)志劃分1.1.1 鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展及應(yīng)

3、用表表1-1 1-1 國(guó)外近幾年在不同結(jié)構(gòu)上使用低合金鋼的比例國(guó)外近幾年在不同結(jié)構(gòu)上使用低合金鋼的比例1 、低合金鋼的發(fā)展、低合金鋼的發(fā)展 鉚接；設(shè)計(jì)參數(shù)鉚接；設(shè)計(jì)參數(shù):抗拉強(qiáng)度；抗拉強(qiáng)度； 鋼的強(qiáng)化鋼的強(qiáng)化:碳、單一合金元素。碳、單一合金元素。步采用焊接技術(shù)；設(shè)計(jì)參數(shù)：步采用焊接技術(shù)；設(shè)計(jì)參數(shù)：屈服強(qiáng)度、韌性和焊接性屈服強(qiáng)度、韌性和焊接性低合金高強(qiáng)鋼快速發(fā)展，低合金高強(qiáng)鋼快速發(fā)展，鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低到鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低到0.1%以下以下20世紀(jì)20年代以前20世紀(jì)20-60年代20世紀(jì)70年代以后表表1-2 主要工業(yè)部門對(duì)低合金鋼的需求主要工業(yè)部門對(duì)低合金鋼的需求2 2 、合金結(jié)構(gòu)鋼的應(yīng)

4、用、合金結(jié)構(gòu)鋼的應(yīng)用 低合金鋼低合金鋼 鍋爐和壓力容器用鋼鍋爐和壓力容器用鋼 船舶用低合金鋼船舶用低合金鋼 低溫鋼低溫鋼建筑、橋梁、建筑、橋梁、工程機(jī)械等工程機(jī)械等 可以熱軋、退火、正火、可以熱軋、退火、正火、回火或調(diào)質(zhì)狀態(tài)供貨回火或調(diào)質(zhì)狀態(tài)供貨 船舶用鋼的合金系統(tǒng)基本船舶用鋼的合金系統(tǒng)基本上為上為C-Mn和和C-Mn-V-Nb用各種液態(tài)烯烴用各種液態(tài)烯烴低溫貯存設(shè)備低溫貯存設(shè)備1.1.2 有色金屬的發(fā)展及應(yīng)用有色金屬的發(fā)展及應(yīng)用 當(dāng)前全世界金屬材料的總產(chǎn)量約當(dāng)前全世界金屬材料的總產(chǎn)量約8億億t，其中有色金屬材料約占其中有色金屬材料約占5，處于補(bǔ)充地位，處于補(bǔ)充地位，但有色金屬的特殊作用卻是鋼

5、鐵材料無(wú)法但有色金屬的特殊作用卻是鋼鐵材料無(wú)法代替的。代替的。 航天航天電子、信息、汽車、電子、信息、汽車、交通、輕工等交通、輕工等 有色金屬及合金分類：有色金屬及合金分類： 合金組分總合金組分總 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)根據(jù)組成合根據(jù)組成合金元素?cái)?shù)目金元素?cái)?shù)目 按基體金屬按基體金屬鋁合金、銅合金、鋁合金、銅合金、鈦合金、鎳合金等鈦合金、鎳合金等二元合金、二元合金、三元合金和多元合金三元合金和多元合金小于小于2.5%的為低合金，的為低合金，2.5%-10%的為中合金，的為中合金，大于大于10的為高合金。的為高合金。1 1鋁及鋁及 鋁合金鋁合金特點(diǎn)特點(diǎn)應(yīng)用應(yīng)用 密度低、強(qiáng)度高、耐腐蝕密度低、強(qiáng)度高、

6、耐腐蝕導(dǎo)電導(dǎo)熱性好、可焊接及導(dǎo)電導(dǎo)熱性好、可焊接及加工性能好，應(yīng)用僅次于加工性能好，應(yīng)用僅次于鋼鐵，成為第二大金屬。鋼鐵，成為第二大金屬。航空航天航空航天 、汽車、高速、汽車、高速列車、地鐵車輛、飛機(jī)列車、地鐵車輛、飛機(jī)、艦船等艦船等2銅及銅及 銅合金銅合金較高的導(dǎo)電導(dǎo)熱性、較高的導(dǎo)電導(dǎo)熱性、抗磁性、耐蝕性、抗磁性、耐蝕性、加工性。加工性。特點(diǎn)特點(diǎn)分類分類純銅純銅黃銅（銅鋅合金）黃銅（銅鋅合金）青銅（青銅（ 黃銅、白銅黃銅、白銅 以外的銅合金以外的銅合金 ）白銅（銅鎳合金）白銅（銅鎳合金）3鈦及鈦及 鈦合金鈦合金日本神戶日本神戶制鋼公司制鋼公司美國(guó)汽車美國(guó)汽車 公司公司在飛機(jī)機(jī)在飛機(jī)機(jī) 體制造

7、體制造轎車和運(yùn)動(dòng)摩托車排氣轎車和運(yùn)動(dòng)摩托車排氣系統(tǒng)用新型鈦合金，系統(tǒng)用新型鈦合金，最高溫度可達(dá)最高溫度可達(dá)800。汽車彈簧、發(fā)動(dòng)機(jī)連桿汽車彈簧、發(fā)動(dòng)機(jī)連桿和閥門上也采用了和閥門上也采用了鈦合金材料。鈦合金材料。樹脂基復(fù)合材料和樹脂基復(fù)合材料和 鈦合金用量增加。鈦合金用量增加。1.1.3 先進(jìn)材料的發(fā)展及應(yīng)用先進(jìn)材料的發(fā)展及應(yīng)用 根據(jù)其使用性能可分為結(jié)構(gòu)材料和功能根據(jù)其使用性能可分為結(jié)構(gòu)材料和功能材料，具有高強(qiáng)度、高韌性、耐高溫、抗材料，具有高強(qiáng)度、高韌性、耐高溫、抗腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。 先進(jìn)陶瓷先進(jìn)陶瓷 優(yōu)點(diǎn)：耐更高溫，但焊接難優(yōu)點(diǎn)：耐更高溫，但焊接難度很大。在新能源、航天以度很大。在新能

8、源、航天以及海洋開發(fā)等特殊領(lǐng)域及海洋開發(fā)等特殊領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。具有廣泛的應(yīng)用前景。金屬間金屬間化合物化合物 先進(jìn)復(fù)先進(jìn)復(fù)合材料合材料具有許多獨(dú)特的具有許多獨(dú)特的物理、化學(xué)和力物理、化學(xué)和力學(xué)性能，是一種學(xué)性能，是一種很有發(fā)展前景的很有發(fā)展前景的高溫結(jié)構(gòu)材料。高溫結(jié)構(gòu)材料?？朔我徊牧峡朔我徊牧系木窒扌缘木窒扌訲i3Al在航在航空航天應(yīng)用空航天應(yīng)用十分廣泛。十分廣泛。Fe3A1能夠在熔能夠在熔爐高溫裝置以及爐高溫裝置以及航空航天、電航空航天、電力等的應(yīng)用力等的應(yīng)用。1.2 本課程本課程的任的任務(wù)、內(nèi)容和特點(diǎn)務(wù)、內(nèi)容和特點(diǎn) 1.2.1 本課程的目的和任務(wù)本課程的目的和任務(wù)目的目的培養(yǎng)學(xué)生掌培養(yǎng)學(xué)生掌握對(duì)材料進(jìn)握對(duì)材料進(jìn)行焊接性分行焊接性分析的基本方析的基本方法法任務(wù)任務(wù)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)專培養(yǎng)學(xué)生對(duì)專業(yè)基本概念的業(yè)基本概念的理解理解,加強(qiáng)學(xué)生加強(qiáng)學(xué)生獨(dú)立歸納整理獨(dú)立歸納整理 和分析的能力。和分析的能力。1.2.2 本課程的內(nèi)容和教學(xué)要求本課程的內(nèi)容和教學(xué)要求 內(nèi)內(nèi)容容由概述、焊接性及其試驗(yàn)由概述、焊接性及其試驗(yàn) 評(píng)定、合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接、評(píng)定、合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接、不銹鋼及耐熱鋼的焊接、不銹鋼及耐熱鋼的焊接、有色金