焊接结构与生产电子教案.doc

1教 案课程名称： 焊接结构与生产 教师姓名： 吴 兴 欢 教 研 室： 机电与装备 20102011学年第二学期目 录第一章 焊接结构中的应力与变形1复习焊接应力与变形的基本知识1第2章 焊接结构的脆性断裂7复习焊接结构的脆性断裂7第四章 焊接结构的应力腐蚀破坏104.1 应力体腐蚀破坏概述104.2 应力腐蚀断裂的过程及断口特征104.4 防止焊接结构产生应力腐蚀的措施10第五章 焊接接头、结构的设计和制造工艺135、1 焊接结构、接头和结构细节设计1351.1 焊接结构的设计特点和常用的设计方法135.2.2 焊接接头的设计1351.3 焊接结构细节的设计和焊接结构图样表示法175.2 焊接生产工艺过程的设计175.2.1 焊接生产及其工艺过程设计的内容、步骤与方法175.2.2 焊接生产的材料加工工艺及装配、焊接工艺175.2.3 焊接工艺评定17补充内容20常用材料的焊接工艺分析20补充内容：焊接结构制造工艺过程制订221.1 焊接结构生产工艺规程的基本知识221.2 焊接结构加工工艺规程的编制221.3 焊接结构工艺性审查24补充内容：焊接结构生产工艺过程分析261.1 生产纲领对结构生产工艺过程分析的影响261.2 结构生产的要求对生产工艺过程分析的影响261.3 焊接结构生产工艺分析的方法及内容26第六章 典型焊接结构设计与生产286.1 焊接容器286.1.1 焊接容器的结构、用途与种类286.1.2 焊接容器的焊接生产286.2 焊接梁、柱及桁架32复习3523页焊接结构与生产课程 教 学 设 计 方 案 第一章 焊接结构中的应力与变形复习焊接应力与变形的基本知识授课班级焊接0953焊接095309010901授课时间第8 周/第 1次第 8 周/第2 次第 1 周/第1 次第 2 周/第2 次授课地点老404老404南201南201课业内容各种焊接残余应力的形成原因、分布规律、影响因素及防止措施；焊接残余变形的种类、成因、防止措施及消除方法课 型理 论教学目标知识：掌握各种焊接残余应力的形成原因、分布规律、影响因素及防止措施；掌握焊接残余变形的种类、成因、防止措施及消除方法技能：能进行简单构件的残余应力和变形的分析，并提出防止措施态度：养成工作认真，吃苦耐劳的工作作风重点焊接结构产生焊接应力和变形的根本原因；板中堆焊和板边堆焊时应力和变形的形成原因；构件中纵向、横向应力及拘束应力的分布；焊接残余应力的影响及防止措施；残余变形的分类和各种残余变形的形成原因；预防焊接残余变形的方法；消除焊接残余变形的措施；消除残余应力的方法难点板中堆焊和板边堆焊时应力和变形的形成原因；构件中纵向、横向应力及拘束应力的分布规律；焊接残余应力的产生原因及防止措施；各种残余变形的形成原因及预防措施；教学资源与工具图示分析讲授教学步骤教 学 设 计时间分配（分钟）告知【课前引导】：当焊接厚度为10mm的两板对接接头时，焊后工件与焊前有何不同?这种差异是如何产生的？5分钟【讲授】一、焊接残余应力对焊接结构的影响1、对结构强度的影响对塑性良好的材料对于脆性材料2、对构件加工尺寸精度的影响如果对未以消除应力处理结构进行机械加工，在把一部分有残余应力的材料从工件上切除，则切削加工使工件中内应力的平衡被破坏，引起内应力重新分布使工件变形加工精度受到影响故应力对焊件先进行消除应力处理，再进行机械加工。3、 对焊件的整体或局部稳定性的影响其次焊接残余应力还对结构刚性、疲劳强度及应力腐蚀开裂有不同程度的影响。二、减小焊接残余应力的措施减小焊接残余应力的措施可从设计和工艺两方面着手1、 设计措施： 1）尽可能减小焊缝数量，适当采用冲压结构 2）合理布置焊缝，尽量避免焊缝过于集中或交叉以免出现三向复杂应力 3）采用刚性较小的接头形式2、工艺措施： 1）采用合理的装配焊接顺序和方向2）缩小焊接区与结构整体之间的温度： 预热法 冷焊法3）留余度法4）开减应力槽法5）加热减应区法6）锤击焊缝三、消除焊接残余应力的方法消除残余应力方法有： 热处理法加载法1） 热处理法： 整体预热处理局部热处理1） 整体热处理：取决于：加热时间、保温时间、加热速度、冷却速度、加热方法等2）局部热处理：适用：大型容器环缝和一些重要管道2） 加载法生产上常用的加载法有： 械拉伸法温差拉伸法振动法45分钟2告知四、焊接残余应力的测定方法： 机械法： 切条法 钻孔法物理法： 磁性法X射线衍射法超声波法五、焊接残余变形的种类及其影响因素A、 定义：B、 分类：按变形对整个结构的影响程度分： 整体变形局部变形按变形的外观形态分：收缩变形、角变形、弯曲变形、波浪变形、扭动变形1） 收缩变形:a 纵向收缩变形a.1定义：a.2形成原因：a.3影响因素：a.4压缩塑性变形区面积取决于焊接方法、焊接热输入、焊接顺序、母材的热物理性能a.5纵向收缩量的估算公式：b横向收缩变形b.1定义：b.2影响因素：堆焊焊缝及角焊缝的横向收缩 形成原因影响因素 角焊缝横向收缩 影响因素经验公式对接焊缝的横向收缩留有间隙的对接焊缝的横向收缩不留有间隙的对接焊缝的横向收缩影响因因素： 材料的热物理性能焊件拘束度，焊接方法焊接工艺 对口间隙坡口形式焊条类型和尺寸线能量装焊定位与装夹情况，接头形式板的宽度和温度焊条电弧焊经验公式 2）角变形a、形成原因b、定义平板堆焊的角变形 原因影响因素对接接头的角变形影响因素 坡口形式坡口角度焊接层数焊接顺序T型接头角变形 构成影响因素减小T型接头角变形的方法3）弯曲变形 定义形成原因分类 纵向收缩引起的弯曲变形横向收缩引起的弯曲变形4）波浪变形 原因：影响因素 装配质量 焊件在焊接时搁置的位置防止措施 焊接顺序的方向5）扭曲变形 产生原因；影响因素措施：六、预防焊接变形的措施由于焊接变形会影响焊件装配压力过大的变形还会增加制造成本，甚至直接影响构件的承载能力，故有必要采取措施予以控制。 措施有：工艺措施：在制造过程中采用；设计措施：在设计与选材上防止。1 、设计措施：1尽量选用对称的构件截面和焊缝的位置2合理选择焊缝长度和焊缝数量3合理选择焊缝截面尺寸和坡口形式2 、工艺措施 1留余力法 主要补偿焊件的收缩变形，下料时，量件长度和宽度尺寸留有一定的收缩余量。 2反变形法 将焊件人为的制造一个变形，使这个变形与焊后发生的变形方向相反而数值相等，以达到防止产生残余变形的方法。 主要预防角变形和控制弯曲变形。3刚性固定法 刚性固定法的实质是在焊接时，将焊件固定在具有足够刚性的基础上，使焊件在焊接时不能移动，在焊接安全冷却后再将焊件放开，此时变形较小，（见图1-18.P17）但应力较大。4选择合理的装配焊接顺序 a正在施焊的焊缝应尽量靠近结构截面的中转轴，以减少弯曲变形。（见P18图1-22） b焊缝非对称布置的结构，装配焊接时应先焊焊缝少的一侧。（如图1-23a） c焊缝对称布置的结构，应由偶数焊工对称焊接。 d长焊缝（长1mm以上）焊接时，可采用如图1-25所示方向和顺序焊接。e相邻两条焊缝，应同向焊接。5合理的选择焊接方法和焊接工艺参数。6热平衡法7散热法七、矫正焊接残余变形的方法 实质：使构件产生新的变形，以抵消焊件残余变形。 1.手工矫正 2.机械矫正3.火焰矫正 适用：弯曲变形、角变形、波浪变形、扭曲变形。 加热方式：a.点状加热;b.线状加热c.三角形加热。火焰加热矫正焊接变形的效果取决于以下因素： 1加热方式，取决于焊件的结构形状、焊接变形形式。 2加热位置，取决于变形形状、变形方向。 3加热温度以及加热区面积，取决于变形量、焊件材料。小结：1、减小焊接残余应力的工艺措施2、消除焊接残余应力的方法3、焊接各种变形形成的产生原因影响因素4、焊接残余变形的成因、防止措施和消除方法45分钟2作业1、应力、工作应力、内应力的定义、特点及原因？2、收缩变形、弯曲变形、角变形的定义、形成原因及影响因素？3、焊接变形有哪些种类？如何防止？课后小结复习前面所学的重点知识，为以后的学习作铺垫。第2章 焊接结构的脆性断裂复习焊接结构的脆性断裂授课班级焊接0093焊接0901授课时间第 8 周/第 3次第 1 周/第 3次授课地点老404南201主要教学方法分析讨论讲授课业内容焊接接头的脆性断裂、疲劳破坏含义过程焊接接头的脆性断裂、疲劳破坏的影响因素及预防措施课型理论教学目标知识：掌握焊接接头的脆性断裂、疲劳破坏含义过程；掌握焊接接头的脆性断裂、疲劳破坏的影响因素及预防措施技能：无态度：养成工作认真，吃苦耐劳的工作作风重点焊接接头的脆性断裂、疲劳破坏的影响因素及预防措施难点脆性断裂、疲劳破坏的过程分析教学资源与工具教学步骤教 学 设 计时间分配（分钟）课前引导什么是脆性和疲劳？它们之间有何区别？5分钟告知【讲授】一、 焊接结构的脆性断裂 脆断一般都是在结构无明显塑性变形情况下发生 1、 断裂 延伸断裂特征：端口呈纤维状灰暗色，有450角的细小凹凸 脆性断裂特征：断口平整与主应力垂直，有金属光泽 2、焊接结构脆断的典型事故.3 、影响脆性的主要因素： 1）材料状态的影响厚度的影响 a-厚板在缺口处易形成三向应力-使材料变脆b-冶金方面 薄板-延压量大 轧制温度低 组织细密 厚板-. 小高疏松 易出现夹层缺陷晶格类型的影响 脆断常发生与体心立方和密排六方晶格的金属和合金中15分钟告知所以如A不锈钢是面心立方晶格它可以在很低的温度下工作而不发生脆断。 晶粒度的影响 晶粒度越细脆性转变温度越低 化学成分的影响 如刚中N O H C S P含量大 脆性大 而Mn Ni Cr V越大 脆性小2）应力状况的影响 许多材料处于单轴与双轴拉伸应力下，可成塑性状态 当出于三轴拉伸应力先 则应不易发生塑性变形而成脆性3 ）T温的影响 4）加载速度的影响：提高加载速度等同于降低温度能促使材料发生脆性破坏2、 预防焊接结构脆性断裂的措施 二. 疲劳破坏1、 定义： 承受交变应力或生复应力的结构件，在工作应力低于其屈服强度的情况不发生破坏的现象2、 疲劳破坏的过程： 断裂源-裂纹扩大-失稳扩大3、 产生部位 多发生在承受重负载荷的结构中应力集中部位4 、影响疲劳强度的因素 1对接接头小于T形接头小于搭接接头 故疲劳强度由大到小2残余应力的影响 残余拉应力降低疲劳强度：残余压应力则提高疲劳强度K1越大的地方，残余应力 影响越明显3 焊接缺陷的影响 缺陷对疲劳强度的影响与缺陷的种类。尺寸方向和位置有关。 A、片状缺陷,比待带圆的缺陷影响大35分钟告知B、表面缺陷的影响大于内部缺陷的 C、位于应力集中区的缺陷的影响大于位于均匀应力场中的 D、当作用力方向垂直的片状缺陷的影响大于其他方向的 E、位于残余应力场内的缺陷大于在残余应力区的影响5 、提高焊接接头疲劳强度的措施 1）降低应力集中 A、采取合理的结构形式-减少应力集中 B 、尽量采用应力集中系数小的接头形式-如对接接头 C、当采用角焊缝时，应采用综合措施 D、用表面机械加工方法消除焊缝及其附近的各种刻槽，减小表面粗糙度-KT-提高疲劳强度。2）调整残余应力场 机理：消除焊接接头应力集中处的残余应力或使该处产生残余压应力-提高疲劳强度 方法： 整体处理。 1退火 局部处理 2超载予拉伸 3）改善材料的力学性能 通过表面强化处理 1小轮挤压2用锤轻打3喷丸处理-使焊缝产生表面压应力使材料局部加工硬化-从而提高疲劳强度。 金属材料在塑性变形后，强度 硬度随变形力增大而提高，同时塑性 与韧性下降的这种现象-又称“冷作硬化”变形量越大时，可能产生滑移的面和方向就越来越少晶格被挤碎歪扭越严重，加工硬化现象越明显。 4 ）特殊保护 介质对材料疲劳强度有影响 可在应力集中处涂上填充材料的塑料层30分钟课后小结与体会脆性断裂的主要因素及防止措施疲劳断裂主定义、影响因素及防止措施5分钟作业1、影响金属材料脆性断裂的主要因素有哪些？如何防止焊接结构发生脆性断裂？ 2、如何防止和减少结构疲劳事故的措施？如何提高疲劳强度的影响？第四章 焊接结构的应力腐蚀破坏4.1 应力体腐蚀破坏概述4.2 应力腐蚀断裂的过程及断口特征 4.4 防止焊接结构产生应力腐蚀的措施授课班级焊接0953焊接0953焊接0901焊接0901授课时间第 9 周/第 1次第 9 周/第 2次第 2 周/第 1次第 2 周/第 2次授课地点老404老404南201南201课业内容应力腐蚀断裂的定义及产生条件；应力腐蚀断裂过程的四个阶段及防止措施课 型理 论教学目标知识：1、掌握应力腐蚀断裂的定义及产生条件；2、理解应力腐蚀断裂过程的四个阶段及防止措施技能：无态度：养成工作认真，吃苦耐劳的工作作风重点应力腐蚀断裂的定义、产生条件、产生的阶段及防止措施难点应力腐蚀断裂的形成机理主要教学方法分析讨论讲授教学步骤教 学 设 计时间分配（分钟）课前引导1、什么是应力？它有哪些种类? 什么情况下会产生？2、什么是腐蚀？什么情况下构件会被腐蚀？5分钟告知一、应力腐蚀破坏概述1、应力腐蚀与应力腐蚀破坏1）定义：指结构在腐蚀介质和静拉应力共同作用下引起的断裂。2）特点：a、应力腐蚀破坏是一个自发的过程b、往往产生在远低于材料屈服点的低应力下和很微弱的腐蚀环境中c、以裂纹的形式出现d、危害性极大3）产生条件：（1）有拉应力存在（2）工作介质有腐蚀性（3）只产生在合金中，并且同时存在拉应力和腐蚀介质二、焊接结构的应力腐蚀破坏1）焊接结构的应力腐蚀 产生原因： 40分钟告知焊接结构的残余拉应力+腐蚀介质 应力腐蚀破坏 焊接缺陷助长了应力腐蚀开裂的发生产生部位： 焊缝附近，特别是焊接热影响区中 弧坑、打弧及电弧擦伤处 现场组装焊缝、未经消除应力处理的修补焊缝2）事故 （见书）三、应力腐蚀断裂的过程及断口特征1、应力腐蚀断裂的过程 应力腐蚀断裂的过程也是一种裂纹成核及长大的过程。其断裂由四个阶段构成：1） 氧化膜破裂2） 形成腐蚀坑孔3） 应力腐蚀开裂裂纹的形核及长大4） 最终断裂2、应力腐蚀断裂的机理保护膜破坏机理 核心论点：产生应力腐蚀是电化学反应起控制作用 过程：见书3、应力腐蚀断口特征 与材料的晶体结构、力学性能、合金成分、热处理状态、环境气氛、温度以及应力状态有关。 大多呈现脆性断口，有时也可看到延性断口。破断方式有晶间的，也有穿晶的。1） 宏观特征：呈现脆性断口特征，裂纹以裂源为中心，呈弧形向外扩展，最终断裂部分为撕裂或剪切唇断裂形貌。并且呈现黑色或灰黑色，而最终断裂部分具有金属光泽。2） 微观特征：呈现韧窝花样35分钟告知对于穿晶型的应力腐蚀断口，往往具有“块状花样”、“泥状花样”、“河流花样”、“扇形花样”等形貌特征。四、防止焊接结构产生应力腐蚀的措施1、正确先材2、采用合理的结构设计3、消除和调节残余应力4、控制电位阴极和阳极保护5、用镀层或涂层隔离环境6、控制和改善环境小结：应力腐蚀断裂的主要原因、产生条件应力腐蚀断裂形成的四个阶段焊接结构应力腐蚀的成因和产生部位应力腐蚀断裂的防止措施10分钟课后小结与体会本课业通过分析讲授，学生理解较透彻作业1、什么是应力腐蚀？它的断裂过程由哪几个阶段组成？2、应力腐蚀断裂产生的条件和防止措施是什么？第五章 焊接接头、结构的设计和制造工艺5、1 焊接结构、接头和结构细节设计 51.1 焊接结构的设计特点和常用的设计方法5.2.2 焊接接头的设计授课班级焊接0953焊接0953焊接0953焊接0901焊接0901焊接0901授课时间第9周/第3次第10周/第1次第10周/第2次第 2 周/第3 次第 3 周/第1 次第3周/第2次授课地点老404老404老404南201南201课业内容1、焊接接头的基本形式；2.电弧焊和电阻焊焊缝的类型3.应力集中的概念的影响因素；常用焊接接头的工作应力分布情况4、电阻焊接头的工作应力分布；电弧焊接接头的工作应力分布； 课 型理 论教学目标1、掌握焊接接头的基本形式；2.掌握电弧焊和电阻焊焊缝的类型；3.掌握应力集中的概念的影响因素；掌握常用焊接接头的工作应力分布情况；4、了解电阻焊接头的工作应力分布；5、掌握电弧焊接接头的工作应力分布； 技能：能进行简单结构的头设计态度：养成工作认真，吃苦耐劳的工作作风重点焊接接头的设计特点；电弧焊接头的基本类型和工作应力分布；接头的强度计算；焊接结构图样表示法； 难点焊接结构常用的设计方法；各种接头形式的应用；焊接接头的静载强度计算教学方法分析讨论讲授工学步骤教 学 设 计时间分配（分钟）告知【回顾】：1、 控制焊接残余变形的措施有哪些？2、 正焊接残余变形的方法有哪些？5分钟【讲授】 焊接结构的设计特点和常用的设计方法1、焊接结构的设计特点（1）焊接结构设计的内容（2）焊接结构设计的基本要求和遵循原则1）合理地选择材料的种类2）设计焊接结构时应大量采用标准件、通用件、型材。3）合理地设计结构形式4）合理地布置焊缝5）施工方便，并考虑改善工人劳动条件，便于生产组织和管理2、焊接结构常用的设计方法（1）许用应力法（2）极限状态设计法2-1 焊接接头的类型3） 焊接接头的基本形式1、定义：焊接方法连接的接头由焊缝区熔合区热影响区组成。2、接头的形式：:电弧焊接头A、对接接头； 把两构件表面构成135-180夹角的接头优点：受力状况较好 应力集中程度小 材料消耗小 缺点：坡口加工或装配要求较高B、T接接头定义：把互相垂直的构件用角焊缝连接起来的接头分类： 开坡口 1、单V型 2、钝边单V型 3、双边单V型 不开坡口：焊不透C、搭接接头：把两焊件部分重叠的接头特点：应力分布不均匀疲劳强度低不是理想的接头类型 D、角接接头：定义：两被焊工件端面间构成大于30 小于135夹角的接头E、端接接头：把两被焊工件重叠放置或两被焊工件之间夹角不大于30 在端部进行连接的接头电阻焊接头基本类型：对接接头 电焊接头 焊缝接头A、接接头：用于各种板和杆的连接钢杆件零件接头：焊缝截面一般垂直与构件的中心 连接时 两个连接面应尽可能具有相同的形式和面积B、电焊接头：能连接的板不大于30mm 厚度差不大于3倍连接三板时 若板厚有差别 板厚最好位于中心位置60分钟452告知 特别适用于冲压结构的零件C、 缝焊接头：一般用于连接搭接接头的金属板 搭接宽度是板厚的5-6倍二、 电弧焊焊缝的类型。1、按工作性质分：定位焊缝、承载焊缝、非承载焊缝、密封焊缝 2、按接头形式分：对接焊缝、角接焊缝、端接焊缝、塞焊焊缝、组合焊缝2-2 常用焊接接头的工作应力分布一、应力集中1、定义： 在几何形状突变或不连接处应力突然增大的现象2、形成应力集中的原因（1）：焊缝中的工艺缺陷：气孔 夹渣 裂纹 （2）：焊缝外形 即使没有焊接缺陷不同焊缝形状-引起不同程度的应力集中3、搭接形式：对接十字接头搭接4、制造过程中的缺陷（气割缺口不平，裂纹 弧坑等）5、焊接残余应力 焊接残余应力与同方向工作应力叠加引起二、电弧焊接接头的工作应力分布1）对接接头的工作应力分布应力集中系数的大小取决于：2）塔接接头工作应力分布根据塔接角焊缝受力方向的不同；正面角焊缝接头侧面角焊缝接头正面和侧面角焊缝联合接头 正面角焊缝的工作应力分布： 侧面角焊缝的工作应力分布联合角焊缝工作应力分布T型（十字）接头的工作应力分布T型（十字）接头：未开坡口开坡口三、电阻焊接头的工作应力分布最常用的点焊接头形式： 单排点焊多排点焊四、焊接接头的设计要求 1、 应尽量使接头形式简单 结构连续 且不设在最大应力作用的截面上 2、角焊缝的设计，在满足安全使用要求以及保证焊接质量的前提下，焊脚尺寸尽可能小 3、尽量避免在厚度方向传力 4 、接头的设计便于制造和检验 5 、一般不考虑残余应力对接强度的影响（可采用措施预防 消除）五 、电弧焊接头静载强度计算 1 、焊接接头静载强度的计算的几个假设（书）2、电弧焊接头的静载强度急计算常用方法： 常用应力法许用应力法 焊缝的强度计算一般表达式. （1）对接接头的静载强度计算计算时，不考虑焊缝余高，焊缝长度取实际强度，计算厚度取两者间较弱者。 若焊缝的许用应力与母材的相等 则不必进行强度计算A、全部焊透的焊接接头各种手里情况计算公式（不等后半对接焊）B 、对不完全焊透的对接接头，在强度计算时 其计算厚度一般小于实际焊透深度，如不封底的对接焊缝的计算厚度为薄板的5/8（2）搭接接头静载强度计算 a受接、压的搭接接头. b.受弯曲的搭接接头静载强度的计算 分段计算法 轴惯性矩计算法 极惯性矩的计算法 C双缝搭接接头的计算 D开槽焊接头及塞焊接头的计算 (3)双缝搭接接头的计算三 、电焊接头静载强度的计算 1、 几个假设 2 、电焊接头中集合参数的确定 （1）焊点直径（2）焊点中心节距（3）焊点到时边缘距离3 、电焊接头静载强度计算452作业电弧焊焊缝的类型有哪些？焊接结构设计的内容有哪些？课后小结本课业内容难度较大，由其是结构的静载强度计算较难，应多加练习，反复复习。 51.3 焊接结构细节的设计和焊接结构图样表示法5.2 焊接生产工艺过程的设计 5.2.1 焊接生产及其工艺过程设计的内容、步骤与方法5.2.2 焊接生产的材料加工工艺及装配、焊接工艺5.2.3 焊接工艺评定授课班级焊接0953焊接0953焊接0901焊接0901授课时间第10周/第 3次第11周/第 1、2、3次第 3 周/第3 次第 4 周/第1、2、3 次授课地点老404老404南201南201课业内容1、焊接结构图样表示法和焊接生产及其工艺过程设计的内容、步骤与方法2、焊接生产的材料加工工艺及装配、焊接工艺及焊接工艺评定课 型理 论重点焊接结构图样表示法；焊接生产及其工艺过程设计的内容、步骤与方法；焊接生产的材料加工工艺及装配、焊接工艺；焊接工艺评定难点焊接结构图样表示法；焊接生产的材料加工工艺、装配工艺、焊接工艺教学目标1、掌握焊接结构图样表示法和焊接生产及其工艺过程设计的内容、步骤与方法；2、掌握焊接生产的材料加工工艺及装配、焊接工艺及焊接工艺评定技能：能进行简单产品的工艺过程设计；能识读简单焊接装配图态度：养成工作认真，吃苦耐劳的工作作风教学方法分析讨论讲授工学步骤教 学 设 计时间分配（分钟）复习1、 焊接接头设计应注意的问题有哪些？2、 焊接接头的类型有哪些？3、 对接、角接、搭接、十字接头的应力是如何分布的？10分钟【讲授】 1、 焊接结构细节设计2、 焊接结构的图样表示法（1） 基本符号（2） 辅助符号和补充符号（3） 指引线3、 焊接生产及其组成部分4、 焊接生产设计的内容5、 焊接生产工艺过程设计的内容步骤与方法。（1） 内容（2） 步骤、方法1）工艺过程设计的准备工作2）产品工艺过程分析3）编制的焊接工艺应达到的要求5.2.2 焊接生产的材料加工工艺及装配、焊接工艺1、材料加工工艺（1）钢材的预处理1）矫正2）表面清理和表面防护处理（2）放样、划线与号料（3）切割焊接结构的生产工艺过程指焊接结构从生产组织、材料准备到产品完工的一系列制造过程。一、焊接结构制造工艺分析的目的、方法和内容1）焊接结构制造工艺分析的目的主要目的： 明确焊接结构制造的要求生产方法： 焊接结构制造要求：A、 技术要求： 使用要求 工艺要求B、经济要求： 焊接结构的生产方式2）焊接结构制造工艺分析的方法及内容分析方法分析的主要内容一、 焊接生产工艺过程1、 生产组织与准备2、 金属材料预处理3、 备料4、 装配焊接5、 检验6、 成品验收452453告知二、 焊接结构的安全评定1） 安全评定的内容强度评定： 静载强度计算 动载强度计算结构试验刚度评定断裂评定：防脆断防疲劳环境评价2） 安全评定的意义 确保结构的的使用安全 在考虑经济效益的基础上给出适当的安全格度3） 实际应用安全评定技术时主要考虑以下三点设计中的安全评定结构运行中的安全评定失效分析中的安全评定452151、 焊缝细节设计应注意的问题及焊接结构的图样表示法2、 焊接生产的组成和焊接生产工艺过程的设计内容5分钟作业焊缝细节设计应注意的问题有哪些？15焊接生产由哪些步骤组成？课后小结本课业内容与生产联系紧密，在分析讲解过程中应多列举简单产品的生产过程加以分析，使学生对知识的掌握不仅仅停留在理性认识上。补充内容常用材料的焊接工艺分析授课班级09530901授课时间第12周/第1次第5周/第1次第 周/第 次第 周/第 次授课地点老404南201教学方法分析讨论讲授课业内容低碳钢、低合金高强度钢、奥氏体不锈钢的焊接工艺；课 型理 论教学目标知识低碳钢、低合金高强度钢、奥氏体不锈钢的焊接工艺技能能进行低碳钢、低合金高强度钢、奥氏体不锈钢的焊接工艺分析态度能认真、仔细的进行工艺分析，工作认真、负责教学重点低碳钢、16Mn钢、A氏体不锈钢的焊接工艺； 教学难点A氏体不锈钢的焊接工艺分析； 教学资源与工具教学步骤教 学 设 计时间分配（分钟）复习回顾1、 编制焊接工艺的依据是什么?2、 焊接工艺制定的内容有哪些？应遵循哪些原则？3、 焊接参数和焊接热参数应如何确定？5新授一、 低碳钢的焊接工艺制造受压部件常用的低碳钢有：Q235A、A3R、20g等，这些钢的碳当量低，最高不超过0.24%，故无淬硬倾向，焊接性好，不必采用特殊的焊接工艺，可采用所有的方法焊接。焊条电弧焊时，可选用：J427、J426、J507、J506等低H型焊条埋弧焊时，可选用：H08A焊丝配HJ431焊剂当碳钢压力容器的壁厚超过有关标准规定时，在进行手工电弧焊或埋弧自动焊前，要进行适当的预热。预热温度可控制在100150二、 低合金高强度钢的焊接工艺：常用钢种有：16MnR、15MnVR、15MnVNR、18MnMoNb等这类钢的共同特点：是焊缝热影响区具有不同程度的淬硬倾向，焊缝和热影响区对冷裂纹都比较敏感。其工艺特点如下：使用碱性低H型焊条；采取适当的焊接规范控制焊接冷却速度；焊前预热和焊后消H处理相配合；尽量减少结构的刚性和装配应力；采用焊后热处理。16MnR的焊接工艺：16MnR钢的焊接性良好，淬硬倾向比Q235钢稍大，在大厚度、大刚性结30新授构上进行小工艺参数、小焊道焊接时易出现裂纹。特别是在低温条件下进行焊接，故厚度小于30mm以下时，焊前不需要预热，焊后也不必时行热处理；当厚度大于30mm、低温条件下焊接时就应进行适当预热：T=100150，选用强度等级为500Mpa的碱性焊条；埋弧焊时，选用高Mn高Si型焊剂配低Mn或含Mn焊丝。晶间腐蚀三、 奥氏体不锈钢的焊接工艺热裂纹奥氏体不锈钢焊接中的主要问题是10新授晶间腐蚀是188 型奥氏体不锈钢最危险的破坏形式之一，其特点是腐蚀沿晶界深入金属内部，并引起机械性能显著下降。形成晶间腐蚀的危险温度：450850形成原因：不锈钢在450850温度范围停留一段时间后因碳的扩散速度大于铬的，当A中的含C量超过它在室温时的溶解度时，碳向A晶粒边界扩散，并和铬形成碳化铬，而铬扩散速度小，来不及向边界扩散补充，即造成A边界贫铬，使晶粒边界丧失抗腐蚀性能，产生晶间腐蚀。10新授防止措施：1） 控制含C量2） 添加稳定剂（如Ti、Nb等）3） 进行固溶处理4） 采用双相组织5） 加快冷却速度热裂纹：形成原因：a、由于A柱状晶方向性很强，有利于杂质的偏析及晶格缺陷的聚集 b、A膨胀系数大，冷却收缩量大，引起较大的内应力10新授防止措施：1） 尽量控制焊接材料中的S、P含量，适当增加含Mn量。2） 采用又相组织的焊条（A+F）能细化晶粒，扰乱枝晶方向，减少低熔点杂质偏析。3） 采用小电流，快焊速，避免熔池过热，焊条不作横向摆动，多道焊时应严格控制层间温度。4） 尽量使用低H型焊条及碱度大的焊剂。10课后小结与体会1、低碳钢、16Mn钢的焊接工艺2、A不锈钢的焊接性问题、产生原因、防止措施及工艺。5作业1、16Mn钢的焊接工艺是什么？可选用哪些焊条进行焊接？2、A不锈钢的焊接性问题是什么？该如何防止？1046页焊接结构与生产课程 教 学 设 计 方 案 补充内容：焊接结构制造工艺过程制订1.1 焊接结构生产工艺规程的基本知识1.2 焊接结构加工工艺规程的编制授课班级09530901授课时间第 12 周/第 2 次第 5 周/第 2 次第 周/第 次第 周/第 次授课地点老404南201主要教学方法分析讨论讲授课业内容焊接结构的生产过程、工艺过程、工序、工位、工步的概念；生产过程与工艺过程的区别与联系；工序、工位、工步与工艺过程的联系与区别；课 型理 课教学目标知识：知识：掌握焊接结构的工序、工位、工步的概念；了解生产过程与工艺过程的区别与联系； 技能：无态度：能认真、仔细的工作教学重点生产过程、工艺过程、工序、工位、工步的概念；生产过程与工艺过程的区别与联系；工序、工位、工步与工艺过程的联系与区别；教学难点生产过程与工艺过程的区别与联系；工序、工位、工步与工艺过程的联系与区别；教学资源与工具教学步骤教 学 设 计时间分配（分钟）复习回顾1、16Mn钢的焊接工艺是什么？可选用哪些焊条进行焊接？2、A不锈钢的焊接性问题是什么？该如何防止？5新授一、生产过程和工艺过程组织计划的制定工艺规程的拟定工艺装备的设计制造及设备等所谓生产过程是指由金属材料轧制的型材及金属坯料，经过多产工序的加工后，成为成品或半成品的各个劳动过程的总和。制造焊接结构产品的劳动过程：原材料等的采购、运输和储存 生产准备： 制造毛坯 零件的加工及热处理 装配焊接 检验、调试 油漆、包装等工艺过程是逐步改变其工件的几何形状、尺寸、力学性能、化学性能等的生产过程，它是在生产过程中完成工艺技术要求的技术措施的过程。二、加工工艺过程的基本组成1、工序 在一个工作地点，连续完成一个零件（或同时几个零件）的那部分工艺过程15新授划分工序的主要依据是工作地点是否改变和加工是否连续完成。焊接结构生产工艺过程主要工序有：划线（放样）、下料、成形、边缘加工、制孔、装配、焊接、矫正、成品检验、涂漆等。2、工位工件在加工设备上所占的每个工件位置。3、工步工件在某一加工工序中，所用的加工设备、工具和各工艺规范均保持不变的那部分工作。三、焊接结构加工工艺规程的编制1、工艺规程的概念被规定下来的，为本单位生产人员所遵守的指导性技术文件。指导生产是生产组织和管理的基本依据是设计新厂或扩建、改建旧厂的基础技术依据是交流先进经验的桥梁2、工艺规程的作用3、工艺规程的编制原则101）工艺过程的四个要求：安全、质量、成本、生产率2）编制原则：（1）技术上的先进性 （2）经济上的合理性（3）技术上的可行性（4）良好的劳动条件4、编制工艺规程的依据1）产品图样和产品的技术要求2）产品的生产纲领3）工厂的生产条件5、编制工艺规程的步骤1）对加工对象进行工艺分析2）产品制造工艺过程确定3）拟定工艺路线4）填写工艺文件15作 业1、什么是生产过程？什么是工艺过程？它由哪几部分组成？2、什么是焊接结构加工工艺规程？它有何作用和要求？编制原则和依据各是什么？课后小结与体会本次课业内容概念较抽象，应多例举生产实例加以说明1.3 焊接结构工艺性审查授课班级09530901授课时间第 12 周/第 3 次第 5 周/第 3 次第 周/第 次第 周/第 次授课地点老404南201主要教学方法分析讨论讲授课业内容焊接结构工艺性审查的目的、步骤、内容课 型理 课教学目标知识：掌握焊接结构工艺性审查的目的、内容和步骤技能：能参与简单结构的工艺性审查态度：养成工作认真，吃苦耐劳、团结协作的工作作风教学重点焊接结构工艺性的概念、目的及步骤；能以满足焊接结构强度的可行性分析结构的合理性教学难点对结构合理性的分析教学资源与工具教学步骤教 学 设 计时间分配（分钟）复习回顾1、什么是生产过程？什么是工艺过程？它由哪几部分组成？2、什么是焊接结构加工工艺规程？它有何作用和要求？编制原则和依据各是什么？5新授一、焊接结构工艺性审查的目的焊接结构的工艺性，是指设计的焊接结构在具体的生产条件下能否经济地制造出来，并分析采用最有效的工艺方法的可行性。为了提高设计产品结构的工艺性，工厂应在首次生产前对所有新设计的产品和改进设计的产品以及外来产品图样进行结构工艺审查。焊接工艺性审查的目的是：保证结构设计的合理性、工艺的可行性、使用的可靠性和经济性。8新授二、焊接结构工艺性审查的步骤1、产品结构图样审查主要包括新产品设计图样、继承性设计图样和按照实物测绘的图样等。对图样的基本要求：绘制的焊接结构图样应符合机械制图国家标准中的有关规定。图样应当齐全，除焊接结构的装配图外，还应有必要的部件图和零件图。2、产品结构技术要求审查焊接结构技术要求，主要包括使用要求和工艺要求。使用要求一般包括：结构的强度、风度刚度、耐久性以及在工作环境条件下焊接结构的几何尺寸、力学性能、物理性能等。工艺要求一般包括：产品所用材料的焊接性、结构的合理性、生产的经济性和方便性。三、焊接结构工艺性审查的内容1、从减小应力集中的角度分析结构的合理性（1）尽量避免焊缝过于集中12新授（2）尽量采用合理的接头形式（3）尽量避免构件截面的突变（4）应用复合结构2、产品结构技术要求审查（1）尽可能地减少结构上的焊缝数量和焊缝的填充金属量（2）尽可能地选用对称的构件截面和焊缝位置（3）尽可能地减小焊缝截面尺寸（4）采用合理的装配焊接顺序（5）尽量避免焊缝相交3、从焊接生产工艺性角度分析结构的合理性（1）保证结构具有良好的可焊到性（2）保证接头具有良好的可探伤性（3）选用焊接性好的材料来制造焊接结构15新授4、从焊接生产的经济性角度分析结构的合理性（1）尽量减少劳动生产量1）合理地确定焊缝尺寸2）尽量取消多余的加工3）尽量减少辅助工时4）尽量利用型钢和标准件5）有利于采用先进的焊接方法（2）使用材料一定要合理5作 业1、焊接结构工艺性审查的目的、步骤是什么？2、焊接结构工艺性审查的内容包括哪些？课后小结与体会本次课课堂气氛较活跃，学生对知识的掌握情况较好补充内容：焊接结构生产工艺过程分析1.1 生产纲领对结构生产工艺过程分析的影响1.2 结构生产的要求对生产工艺过程分析的影响1.3 焊接结构生产工艺分析的方法及内容授课班级09530901授课时间第 13 周/第 1 次第 6 周/第 1 次第 周/第 次第 周/第