上海工程技术大学 材料焊接-实验指导书.doc

材料焊接性技术实验指导书一、 实验目的1. 培养学生掌握测试材料焊接性的能力和方法、培养学生分析问题和解决问题 的能力。2. 培养和提高学生的实验操作技能。3. 通过撰写课内实验报告，培养学生综合、分析、整理实验结果及撰写论文的能力。二、 实验内容1. 合金结构钢焊缝裂纹分析2. 铝合金焊缝气孔及其形成因素分析实验三、实验方法实验一 合金结构钢焊缝裂纹分析（一）实验目的1. 通过实验，使学生了解材料焊接性的实验方法，加深所学的理论知识，从而提高解决问题和分析问题的能力。2. 掌握合金结构钢抗裂实验的冷裂敏感性实验方法，加深所学的冷裂纹形成机理、影响因素等理论知识。3. 能够用宏观和微观金相实验手段研究材料的焊接性。（二）试样制备1. 将一定厚度的实验钢板气割下料，经过机械加工至没有气割热影响区且保证如图1-1所示尺寸，制成Y型和V型两种坡口，前者试验热影响区，后者试验焊缝。2. 划线：对好试件，按照图上尺寸将固定焊缝和试验焊缝以及所留的间隙用笔画好。3. 焊接：采用MIG填丝自动焊接方法及设备，从中间向两边焊，几层不限，焊满为止。（三）实验步骤1. 调整焊接工艺参数，主要包括焊接电流、弧焊电压、焊接速度、焊丝直径等。并先在废钢板上试焊，以便掌握焊速。2. 焊接实验焊道，焊道长度80mm，分别用不同的焊接工艺参数施焊。图1-1合金结构钢焊缝裂纹分析3. 试件焊后，在室温放置24小时后，检查裂纹情况。（1）用肉眼或者放大镜或者低倍立体显微镜观察表面开裂情况。（2）将实验焊道等距离切成6片或者4片，然后将其所切取的磨片抛光后，用5%的硝酸酒精溶液浸蚀，并用放大镜观察裂纹情况，检查同方向的5个或者3个截面上裂纹的深度。（四）实验要求1. 实验前复习教材中关于材料焊接性、抗裂实验、实验方法等内容，同时认真阅读本指导书。2. 实验中要主要安全、爱护设备、仪器仪表、工具，实验时分工合作、认真负责、认真做好记录。3. 试验后要整理好设备、关闭电源、水、气，并做好卫生工作。4. 每个学生撰写一份实验报告。（五）实验安排1. 本实验分三步进行：第一步按照要求焊好实验焊缝（约2小时） 第二步抛切、检查裂纹（约1小时） 第三步撰写总结报告2. 对应试样中编号每班级分为三组（每8人一组），一次一组进行实验。（六）实验所需材料、设备和工具1. 实验材料：试板：若干，保证焊好的一对试板。 焊丝：不锈钢焊丝1.2、0.8若干。2. 实验设备：MIG焊机1台，氩气瓶1个，电流表、电压表、放大镜各2个，砂纸、腐蚀液若干，秒表2块，手锤2把。（七）实验报告撰写要求及模式1. 要求：（1）应写明实验目的、实验步骤、实验结果。（2）应对实验结果进行理论分析。2. 实验报告典型模式一、实验目的及要求二、实验步骤及实验结果：表1-1，焊缝正面、背面焊道宏观照片（带标尺）三、裂纹率计算：表1-2四、实验结果分析及讨论五、思考题（自拟）（1）焊接工艺参数记录表格如下所示：表1-1 合金结构钢裂纹实验焊接工艺参数试样编号焊接电流 I (A)弧焊电压U (V)保护气体流量Q (L/min)保护气压P (MPa)焊接速度v (mm/min)焊丝直径d(mm)1234（2）裂纹率计算表格表1-2 裂纹记录及裂纹率计算（包括表面裂纹和深度方向裂纹）试样编号裂纹1长度L1(mm)裂纹2长度L2(mm)裂纹3长度L3(mm)裂纹n长度Ln(mm)裂纹总长度L (mm)裂纹率1234实验二 铝合金焊缝气孔及其形成因素分析实验（一）实验目的1. 通过实验，使学生了解材料焊接性分析的实验方法，强化理论知识，提高解决问题和分析问题的能力。2. 掌握铝合金焊接性中气孔行为分析的实验方法及评定手段。3. 能够用宏观和微观金相实验手段研究材料的焊接性。（二）试样制备1. 将一定厚度的实验铝合金制备成一定尺寸的被焊材料待用，经过喷砂消除表面氧化膜。2. 烘干焊丝、检查保护气体，标记被焊焊缝。3. 焊接：采用冷弧填丝自动焊接方法及设备，从头到尾焊完为止。（三）实验步骤1. 调整冷弧焊接工艺参数，主要包括焊接电流、弧焊电压、焊接速度、焊丝直径等。首先在铝合金板上试焊，以便摸清较好的焊接工艺参数范围。2. 焊接，调节焊接工艺参数，并进行优化。3. 试件焊后，在室温放置若干小时后，检查气孔情况。（1）观察焊缝表面的宏观气孔形成情况（2）切开焊缝，沿着横截面或者焊缝纵向剖切，用肉眼或者放大镜或者低倍立体显微镜观察气孔生成情况。（2）将实验焊道等距离切成6片或者4片，然后将其所切取的磨片抛光后，用5%的硝酸酒精溶液浸蚀，并用放大镜观察气孔情况，检查同方向的5个或者3个截面上气孔的形成面积。（四）实验要求1. 实验前复习教材中关于铝合金材料焊接性、铝合金气孔形成机理及水的来源、气孔检验方法等内容，同时认真阅读本指导书。2. 实验中要主要安全、爱护设备、仪器仪表、工具，实验时分工合作、认真负责、认真做好记录。3. 试验后要整理好设备、关闭电源、水、气，并做好卫生工作。4. 每个学生撰写一份实验报告。（五）实验安排1. 本实验分三步进行：第一步按照要求焊好实验焊缝（约2小时） 第二步抛切、检查气孔（约1小时） 第三步撰写总结报告2. 对应试样中编号每班级分为三组，一次一组进行实验。（六）实验所需材料、设备和工具1. 实验材料：试板：若干，保证焊好的一对试板。 焊丝：铝合金焊丝1.2、0.8若干。2. 实验设备：冷弧焊机1台，氩气瓶1个，电流表、电压表、放大镜各2个，砂纸、腐蚀液若干，秒表2块，手锤2把。（七）实验报告撰写要求及模式1. 要求：（1）应写明实验目的、实验步骤、实验结果。（2）应对实验结果进行理论分析。2. 实验报告典型模式一、实验目的及要求二、实验步骤及实验结果：表1-1，焊缝正面、背面焊道宏观照片（带标尺）三、气孔率计算：表1-2四、实验结果分析及讨论五、实验过程数据记录草稿复印件或者图片复印件六、思考题（自拟）记录如下所示：表1-1 铝合金冷弧焊接工艺参数试样编号焊接电流 I (A)弧焊电压U (V)保护气体流量Q (L/min)保护气压P (MPa