金屬材料焊接工藝 第3版 教案 7 低碳鋼的焊接

授課教案首頁學(xué)年第學(xué)期機(jī)械工程學(xué)院材料技術(shù)系（部）焊接技術(shù)及自動化教研室課程名稱金屬材料焊接工藝任課教師授課形式理論教學(xué)√課內(nèi)實(shí)踐□理實(shí)一體□習(xí)題復(fù)習(xí)□考核評價□其他活動□課時安排2課時序號7授課日期月日月日月日月日授課班級教學(xué)內(nèi)容：第二章碳素鋼的焊接2、低碳鋼的焊接教學(xué)目標(biāo)：知識目標(biāo)：1、了解低碳鋼的焊接性2、了解低碳鋼的成分特點(diǎn)能力目標(biāo)：1、掌握低碳鋼的焊接工藝要點(diǎn)素質(zhì)目標(biāo)：1、培養(yǎng)學(xué)生良好的操作習(xí)慣2、具有與人溝通、與人合作的社會交往能力重點(diǎn)難點(diǎn)及解決方法：使學(xué)生充分理解碳素鋼的特征及低碳鋼焊接工藝。授課地點(diǎn)：教室教學(xué)媒體：投影儀設(shè)備及材料：其它資源：學(xué)習(xí)效果評價方式：課堂提問及作業(yè)作業(yè)和思考題：1、什么是碳素鋼？2、碳素鋼如何分類？3、低碳鋼在低溫條件下焊接工藝要點(diǎn)是什么？課后小結(jié)：填表說明：1.序號，指該課程授課的順序號，應(yīng)與授課計(jì)劃一致；2.授課形式在相應(yīng)的選項(xiàng)打“√”。

授課教案教學(xué)內(nèi)容及過程時間分配方法及手段一、教學(xué)組織1．引入10分鐘2．講解50分鐘3．提問15分鐘4.小結(jié)15分鐘二、教學(xué)內(nèi)容綜合知識模塊二低碳鋼的焊接能力知識點(diǎn)一低碳鋼的成分特點(diǎn)與焊接性成分特點(diǎn)：碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低，硅、錳含量較少。焊接性優(yōu)良焊接時一般不需預(yù)熱、控制道間溫度和后熱，焊后也不必采取熱處理來改善組織，可以說在整個焊接過程中不需要特殊的工藝措施焊接時具有以下特點(diǎn)：1）可裝配成各種接頭形式，適應(yīng)各種不同位置的焊接，且焊接工藝和技術(shù)較簡單，容易掌握。2）塑性好，焊接接頭產(chǎn)生裂紋的傾向小，適合制造各種大型結(jié)構(gòu)和受壓容器。3）不需要使用特殊和復(fù)雜的設(shè)備，對焊接電源和焊接材料沒有特殊要求，交直流焊機(jī)、酸堿性焊條和焊劑都可以使用。4）如果焊接時熱輸入過大，例如焊條直徑或焊接電流選擇不當(dāng)、埋弧焊電流或焊速不當(dāng)，也可能出現(xiàn)熱影響區(qū)晶粒長大而引起塑性降低。能力知識點(diǎn)二低碳鋼的焊接工藝要點(diǎn)1．焊接方法：低碳鋼焊接性良好，幾乎可以選擇所有的焊接方法，并能保證焊接接頭的良好質(zhì)量。2．焊接材料：選擇焊接材料應(yīng)遵循等強(qiáng)匹配的原則，也就是根據(jù)母材強(qiáng)度等級及工作條件來選擇焊接材料。低碳鋼結(jié)構(gòu)通常使用抗拉強(qiáng)度平均值為420MPa的鋼材，因而常選用E43××系列焊條。表2-2列出了焊接低碳鋼常用的焊接材料。填表說明：1.本頁可續(xù)頁；2.教學(xué)方法如：項(xiàng)目教學(xué)、案例分析、分組討論、角色扮演、啟發(fā)引導(dǎo)等；3.教學(xué)手段如：課件演示、模型講解、實(shí)物講解、掛圖講解、視頻講解、網(wǎng)絡(luò)課程等。授課教案教學(xué)內(nèi)容及過程時間分配方法及手段表2-2焊接低碳鋼常用的焊接材料鋼號焊條電弧焊埋弧焊CO2焊一般結(jié)構(gòu)焊接動載荷、復(fù)雜與厚板結(jié)構(gòu)、重要受壓容器和低溫下焊接焊絲牌號焊劑牌號Q235Q255E4303、E4313、E4301、E4320、E4311E4315、E4316(E5015、E5016)H08AHJ430HJ431H08Mn2SiH08Mn2SiAQ275E5015、E5016E5015、E5016H08MnA08、1015、20E4303、E4301E4320、E4311E4315、E4316(E5015、E5016)H08AH08MnAHJ430HJ431HJ33025、30E4315、E4316E5015、E5016H08MnA、H10MnA20gE4303、E4301E4315、E4316(E5015、E5016)H08MnAH08MnSi、H10Mn220RE4303、E4301E4315、E4316(E5015、E5016)H08MnA填表說明：1.本頁可續(xù)頁；2.教學(xué)方法如：項(xiàng)目教學(xué)、案例分析、分組討論、角色扮演、啟發(fā)引導(dǎo)等；3.教學(xué)手段如：課件演示、模型講解、實(shí)物講解、掛圖講解、視頻講解、網(wǎng)絡(luò)課程等。授課教案教學(xué)內(nèi)容及過程時間分配方法及手段3．低碳鋼施焊工藝要點(diǎn)低碳鋼焊接一般不需要特殊的工藝措施，但在工件厚度較大或環(huán)境溫度較低（T≤0℃）時，會因冷速加快而導(dǎo)致接頭裂紋傾向增加，例如在焊接直徑Φ≥3000mm且壁厚δ≥50mm的結(jié)構(gòu)、焊接壁厚δ≥90mm的第一層焊道、受壓容器壁厚δ≥20mm時的焊縫有可能產(chǎn)生裂紋。因此焊接時應(yīng)采取如下工藝措施：1）焊前預(yù)熱，焊接時保持道間溫度。2）采用低氫或超低氫型焊接材料。3）連續(xù)施焊整條焊縫，避免中斷。4）在坡口內(nèi)引弧，避免擦傷母材，注意熄弧時填滿弧坑。5）不在低溫下進(jìn)行成形、矯正和裝配。6）盡可能改善嚴(yán)寒的勞動條件。上述措施可單獨(dú)使用有時需要綜合使用。能力知識點(diǎn)三低碳鋼的特殊焊接工藝1．窄間隙埋弧焊窄間隙埋弧焊可用于低碳鋼焊接，也可用于合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接，在我國已有多套窄間隙焊接裝置，例如，大型火電站鍋爐、核電站主容器、石油化工裝置中的熱壁加氫反應(yīng)器等厚壁筒體結(jié)構(gòu)，都可以采用這一工藝方法進(jìn)行焊接。該法比普通埋弧焊間隙小得多，因而節(jié)省焊接材料、縮短焊接時間和減少母材開坡口時的浪費(fèi)，同時還提高接頭焊接質(zhì)量。2．窄間隙自動MIG全位置焊該工藝方法主要用于大直徑厚壁管件的焊接，采用射流過渡的脈沖MIG焊，Ar+CO2富氬混合氣體作保護(hù)，焊絲直徑φ0.8～φ1.2mm，調(diào)節(jié)參數(shù)多，可以很好地適應(yīng)在不同空間位置時的焊接需要，并能保證獲得滿意的焊接接頭質(zhì)量。填表說明：1.本頁可續(xù)頁；2.教學(xué)方法如：項(xiàng)目教學(xué)、案例分析、分組討論、角色扮演、啟發(fā)引導(dǎo)等；3.教學(xué)手段如：課件演示、模型講解、實(shí)物講解、掛圖講解、視頻講解、網(wǎng)絡(luò)課程等。授課教案教學(xué)內(nèi)容及過程時間分配方法及手段3．TIG焊封底背面成形工藝該工藝主要用于無法進(jìn)行兩面焊接、但又要求必須焊透的受壓容器、管道或其他結(jié)構(gòu)的焊接施工。焊接時要求根部熔化，背面形成焊縫；或背面不要求成形，但根部必須完全熔透。4．多頭MIG焊大型電站鍋爐中的膜式壁很大，由許多根鋼管與鋼帶彼此相間焊接而成，材料都為低碳鋼，正、反兩面都要求焊接。國內(nèi)采用12頭的MIG焊膜式壁專用焊機(jī)，正反面各有6個焊頭同時焊接，即6個平焊、6個仰焊。焊接過