《焊工工艺与技能训练》教案.doc

课题弧焊电源的外特性要求课型新授课时2教学目的了解焊接电弧的静特性了解弧焊电源的外特性概念区分各种焊接方法的电源外特性教学重点了解焊接电弧的静特性教学难点区分各种焊接方法的电源外特性教法讲授法教学过程教学环节教学内容教师活动学生活动课前活动复习焊接电弧的特性准备上课导入新课复习影响电弧的稳定性的因素，引出弧焊电源的外特性，导入本课复习导入新课教学过程一、 焊接电弧的静特性1、电弧静特性：在电极材料、气体介质和弧长一定的情况下，电弧稳定延烧时，焊接电流与电弧电压变化的关系称为电弧静特性，也称为伏安特性，表示他们关系的曲线叫做电弧的静特性曲线。见下图。2、静特性曲线分为三个区域：ab区为电流较小时，属下降特性区即随电流增大电压减小。电流稍大的bc区，属平特性区，电流变化时电压几乎不变。当电流较大时，cd区属上升区，电压随电流增加而升高。3、静特性曲线与电弧长度的关系弧长增加时，电弧电压升高，曲线上升。下降特性区因电弧燃烧不稳定而很少采用。4、 焊条电弧焊、埋弧焊工作在平特性区。 钨极氩弧焊、等离子弧焊也在平特性区，电流较大时才工作在上升区。 熔化极氩弧焊、CO2气保焊和熔化极活性气保焊工作在上升区。二、弧焊电源外特性的要求1、外特性的概念弧焊电源输出电压与输出电流间的关系。也叫伏安特性或静特性。见下图。有三种类型：下降外特性；平外特性；上升外特性。2、弧焊电源外特性曲线形状的选择（1）、钨极氩弧焊、等离子弧焊、焊条电弧焊静特性曲线工作在平特性区，应采用陡降外特性电源。（2）、CO2气保焊、熔化极活性气保焊（MAG焊）、熔化极氩气保护焊，曲线工作在上升特性区，采用平外特性电源。（3）、埋弧焊曲线在平特性区等速送丝式用缓降外特性，变速用陡降。焊接电弧有何特性呢？学生回答教师总结板图解释电弧静特性曲线。教师提问学生回答教师就板图进行讲解。板图解释电弧静特性曲线。划出知识点提问什么是弧焊电源的外特性？教师总结板图解释电源外特性曲线。解释如何选择各种弧焊方法的电源外特性曲线。划出知识点课堂小结总结本节课重点内容教师就板书进行课堂总结布置作业1、 什么是焊接电弧的静特性曲线？2、 写出各种弧焊方法的工作区域？3、 什么是弧焊电源的外特性？4、 写出各种弧焊方法适用于哪种外特性曲线？教师布置作业板书设计一、 焊接电弧的静特性二、 弧焊电源外特性的要求1、外特性的概念2、弧焊电源外特性曲线形状的选择课后反思本节各种焊接方法的电弧静特性曲线应如何选择？比较复杂，应在充分理解的基础上，才能记准记牢。课题 焊条的组成课型新授课时2教学目的了解焊条的组成及作用，掌握焊芯牌号的编制方法。掌握焊条的药皮组成及作用。教学重点了解焊条的组成及作用，掌握焊芯牌号的编制方法。教学难点掌握焊条的药皮组成及作用。教具酸性焊条、碱性焊条。教法讲授法。教学过程教学环节教学内容教师活动学生活动课前活动复习焊条电弧焊的原理及过程。准备上课导入新课复习提问焊条电弧焊的原理及过程，导入本课。复习导入新课教学过程一、焊条的组成及作用 焊条是涂有药皮供焊条电弧焊用的焊接材料。焊条既作电极，又作填充金属。 焊条由焊芯和药皮组成。焊条前段药皮45倒角，便于引弧，尾部有段裸焊芯，长10-35毫米便于焊钳夹持和导电。焊条长度在250-450毫米。1、焊芯（1）、焊芯的作用 焊条中倍药皮包覆的金属心称为焊芯。作用一是传导焊接电流，产生电弧把电能转换成热能；二是焊芯本身熔化作为填充金属与液体母材金属融合形成焊缝。 焊条电弧焊时，焊芯金属占焊缝金属的5070%。（2）、焊芯的分类及牌号 用于焊芯的专用钢丝分为碳素结构钢、合金结构钢、不锈钢三类。 焊芯的牌号： 字母H表示焊丝；H后一位或两位表示含碳量；化学元素符号及其后的数字表示该元素的近似含量，含量低于1%可省略数字，只记元素符号；尾部有“A”、“E”或“C”时，表示优质品或高级优质品，表明硫、磷含量更低。2、药皮 压涂在焊芯表面的涂料层叫药皮。 焊条药皮与焊芯的质量比，叫药皮的质量系数。KB值为40-60%（1）、焊条药皮的作用 A：机械保护作用。 B：冶金处理渗合金作用。 C:：改善焊接工艺性能。（2）、焊条药皮的组成 分为：稳弧剂、造渣剂、造气剂、脱氧剂、合金剂、稀释剂、粘结剂、增塑、增弾、增滑剂八大类。（3）、焊条药皮的类型 钛型 ；交、直流，全位置焊。 钛钙型：电流为交流或直流。焊条为;E 4303, E 5003. 钛铁矿型：交、直流，全位置焊。E4301， E5001 高纤维素钠型：直流反接。全位置焊。E4310 E5010 高钛钠型：交流或直流正接。E4312。 低氢钠型：直流反接。全位置焊。E4315 E5015 低氢钾型:：交流或直流反接。E4316 E5016 氧化铁型：交直流。适于平焊或平角焊。E4320 E4322焊条由什么组成呢？学生看书回答教师总结。焊芯实物展示，提问其作用。师生互动教师归纳总结划出知识点。教师展示焊芯的分类及牌号提问药皮的作用、组成及类型。划出知识点。课堂小结总结焊条的组成，焊芯及药皮的作用，焊芯的牌号表示方法。教师就板书进行课堂总结布置作业1、 焊芯的作用？焊条药皮有何作用？2、 焊条药皮类型有哪些？教师布置作业板书设计一、焊条的组成及作用二、焊芯的牌号表示方法三、焊条药皮的作用课后反思本节焊条药皮的组成及类型较多，性质各异，比较难记。提醒学生课后要多背、多看，才能理解，才能记牢。 课题 焊条的种类和牌号课型 新授课时2教学目的掌握焊条的分类掌握碳钢、低合金钢焊条的型号表示方法掌握碳钢焊条牌号的表示方法教学重点掌握碳钢、低合金钢焊条的型号表示方法掌握碳钢焊条牌号的表示方法教学难点掌握碳钢、低合金钢焊条的型号表示方法教具酸性焊条，碱性焊条。教法讲授法 教学过程教学环节 教学内容教师活动学生活动课前活动复习手工电弧焊的原理及过程准备上课导入新课由手工电弧焊的原理及过程，导入焊条的种类和牌号。复习导入新课教学过程一、焊条的分类1、焊条的分类（1）、按焊条的用途分为： 碳钢焊条、低合金钢焊条、堆焊焊条、铸铁焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条、镍基镍合金焊条。（2）、按焊条药皮溶化后的熔渣特性分为：酸性和碱性焊条两大类。 1）、酸性焊条 其熔渣成分为酸性氧化物，如药皮类型为钛铁矿型、钛钙型高纤维素钠型、高钛钠型、的焊条。氧化铁型 优点是：工艺性好，容易引弧而且稳定，飞溅小，脱渣性好焊缝成形美观。熔渣含有大量酸性氧化物，焊接易放出氧，因而对铁锈、油污不敏感，产生有害气体少。可用交直流电源，适于全位置焊，焊条烘干温度较低。 缺点是：焊缝金属的力学性能差，塑韧性低于碱性焊条的焊缝。抗裂性能差，由于药皮氧化性强，使合金元素烧损较多，一及焊缝金属含硫量和扩散氢含量较高造成。 仅适用于低碳钢和强度较低的普通低合金结构刚的焊接。 2）、碱性焊条 熔渣成分为碱性氧化物和氟化钙，药皮类型为低氢钠型、低氢钾型的焊条。 优点是：焊缝中含氧量少，合金元素很少氧化，合金化效果好。药皮中碱性氧化物较多，故脱氧、脱硫、脱磷能力比酸性焊条强。药皮的萤石去氢能力强，焊缝的含氢量低，所以也叫低氢型焊条。焊缝金属的力学性能好，适于合金钢和重要碳钢结构焊接。 缺点是：工艺性差，对水、油、铁锈较敏感，焊接工艺不当会产生气孔，始终要保持短弧焊接。电弧稳定性差，不加稳弧剂只能用直流电焊接。焊接的烟尘量较多，要保持通风和防尘。二、焊条型号编制方法（1）、碳钢和低合金钢焊条型号 字母E表示焊条；前两位数字表示熔敷金属抗拉强度最小值，单位是X10兆帕；第三位表示焊接位置，“0”和“1”表示适于全位置焊，“2”表示只用于平焊及平角焊，“4”表示向下立焊；第三、四位组合表示焊接电流种类及药皮类型。 低合金钢焊条还附有后缀字母，为熔敷金属的化学成分代号，并以短划“”与前面数字分开；若还有附加化学成分，直接用元素符号表示，并以短划与前面字母分开。（2）、不锈钢焊条型号 字母“E”表示焊条，后面数字表示熔敷金属化学成分分类代号。数字后的字母“L”表示碳含量较低，“H”表示碳含量较高，“R”表示硫、磷、硅含量较低；短划“”后面两位数字表示焊条药皮类型、焊接位置及焊接电流种类。三、焊条的型号与牌号的关系 都是焊条的代号。碳钢焊条牌号编制方法如下：1、 字母“J”或汉字“结”表示结构钢焊条。2、 前两位数字表示熔敷金属的抗拉强度最小值，单位是X10MPa。3、 第三位数字表示焊接电流种类和药皮类型。例如：4、型号与牌号对照：E4303-J422E5003-J502E5015-J507E5016-J506提问焊条的分类及特点。教师解释, 焊条展示.酸性焊条展示碱性焊条展示划出知识点。展示提问焊条上的型号，然后解释其含义。划出知识点。碳钢焊条牌号如何表示呢？教师总结焊条展示并解释其含义。划出知识点。课堂小结总结焊条的组成，焊芯及药皮的作用，焊条的型号表示。教师就板书进行课堂总结布置作业1、 焊芯的作用？焊条药皮有何作用？2、 焊条药皮类型有哪些？3、何谓酸性焊条和碱性焊条？各有何优缺点？教师布置作业板书设计一、焊条的组成及作用二、焊条的分类及型号课后反思本节焊条药皮所含元素较多，性质各异，比较难记。提醒学生课后要多背、多看，才能理解，才能记牢。课题 气体对焊缝金属的影响课型 新授课时2教学目的掌握焊接区的主要有害气体成分掌握焊接区的主要有害气体的作用及预防措施。教学重点掌握焊接区的主要有害气体的作用及预防措施。教学难点掌握焊接区的主要有害气体氧的作用及脱氧措施。教法讲授法 教学过程教学环节 教学内容教师活动学生活动课前活动复习电弧的组成及作用准备上课导入新课复习电弧的组成及作用，导入本课。复习导入新课教学过程一、有害元素对焊缝金属的作用 有害元素有：氧、氢、氮、硫、磷。 氧、氢、氮来自焊条焊丝、焊剂等焊材，及电弧周围空气及未清理干净的母材表面；硫磷来自于母材、焊条、焊丝、焊剂等。1、氧对焊缝金属的作用（1）、氧对焊接质量的影响 烧损有益元素，使焊缝强度、塑性、冲击韧性下降。降低理、化性能，如导电、导磁和抗腐蚀性能。氧与碳、氢反应成CO和H2O，来不及逸出形成气孔。产生飞溅，影响焊接过程稳定。（2）、控制氧的措施 加强保护，用短弧焊，合适的气流量，用惰性气体保护或真空保护下焊接。 清理焊件及焊丝表面的水分、油污、铁锈，烘干焊剂、焊条等。 对焊缝脱氧是有效措施。（3）、焊缝金属的脱氧在焊丝、药皮、焊剂中加入一些合金元素，去除或减少进入熔池的氧。 脱氧剂：用来脱氧的元素或合金。 脱氧能力由大到小顺序：AI、TI、SI、锰、铁。（4）、焊缝金属的脱氧途径A、先期脱氧 在药皮加热阶段发生的脱氧方式。目的是在早期把氧去除，减少熔化金属的氧化。B、沉淀脱氧 利用溶解在熔滴和熔池的脱氧剂直接与氧化亚铁反应脱氧，脱氧产物排入熔渣而清除。酸性焊条用锰铁脱氧，碱性焊条用硅铁和钛铁脱氧。 锰铁是碱性氧化物，易于酸性氧化物结合成复合物进入熔渣。 铝脱氧能力很强，但生成物三氧化二铝熔点高，形成夹渣、飞溅、气孔，不易单独作脱氧剂。C、扩散脱氧 利用氧化亚铁能溶于熔池金属，也能溶于熔渣特性，是氧化亚铁从熔池扩散到熔渣，降低焊缝含氧量。 碱性焊条焊接时，存在大量碱性氧化物，而熔池中的氧化亚铁也是碱性氧化物，因此扩散脱氧难以进行。 酸性焊条焊接是，熔渣的大量酸性氧化物与碱性的氧化亚铁容易从熔池扩散到熔渣，形成复合物，降低熔池的氧化亚铁含量。由此可见：酸性焊条以扩散脱氧为主要脱氧方式。 碱性焊条以沉淀脱氧为主。2、氢对焊缝金属的作用（1）、氢的来源 来自受潮的药皮、焊剂中的水分、焊条药皮或焊机的有机物、空气的水分、件表面的铁锈、油脂等。（2）、氢对焊接质量的影响 1）、形成气孔 结晶时氢的溶解度突然降低，结晶速度大于逸出速度形成气孔。 2）、产生白点和氢脆 焊缝含氢量高时，在焊缝拉断面上出现如鱼目状直径为0.5-5毫米的白色圆形斑点，成为白点。氢在室温时使钢的塑性严重下降的现象称为氢脆。 3）、产生冷裂纹氢是产生冷裂纹的因素之一，焊缝含氢量高时易产生。3、氮对焊缝金属的作用（1）、氮的来源主要来自空气。以原子、离子、NO形式融入铁及其合金中。其溶解度随温度升高而增大。（2）、氮对焊接质量的影响 1）、形成气孔与氢一样，结晶时溶解度降低，来不及析出，形成气孔。 2）、影响焊缝的力学性能氮与铁形成化合物，以针状夹杂物存在于焊缝中，使硬度强度提高，塑性、韧性降低，影响力学性能。（3）、控制氮的措施 1）、加强对液态金属的保护防止氮的侵入。2）、尽量用短弧焊接。采用直流反接比正接可减少焊缝氮的含量教师提问焊接区里有哪些气体？学生回答，教师总结。教师解释氧对焊缝金属的有害作用。三种脱氧途径是重点。那么如何脱氧呢？教师总结。教师解释氢对焊缝金属的有害作用及来源和应采取的控制措施。教师解释氮对焊缝金属的有害作用及来源和应采取的控制措施。划出知识点。课堂小结总结焊接时有害元素对焊缝金属的作用。教师就板书进行课堂总结布置作业1、 焊接区的有害气体有哪些？2、 对焊接区如何进行脱氧？3、 如何控制焊接区中的氢、氮对焊缝的影响？教师布置作业板书设计1、氧对焊缝金属的作用2、氢对焊缝金属的作用3、氮对焊缝金属的作用课后反思本节有害元素对金属的作用较难理解，应将部分重点再次讲解。 课题 焊缝的结晶对焊缝金属的影响 课型 新授课时2教学目的掌握一、二次结晶对焊缝金属的影响掌握焊接热影响区对接头组织和性能的影响教学重点掌握一、二次结晶对焊缝金属的影响教学难点掌握焊接热影响区对接头组织和性能的影响教法讲授法 教学过程教学环节 教学内容教师活动学生活动课前活动复习提问焊接的过程。准备上课导入新课复习提问焊接的过程，导入新课。复习导入新课教学过程焊缝金属从熔池高温的液体状态冷却到常温的固体状态，经历两次结晶过程，即从液相变为固相的一次结晶和在固相焊缝金属中出现同素异构转变的二次结晶。一、焊缝金属的一次结晶是指焊缝金属由液态转变为固态的凝固过程。一次结晶包括生核和长大两个基本过程。 电弧移去，熔池金属温度下降，熔合线上的半熔化晶粒成为附近液体金属结晶的晶核，温度继续下降，晶核朝着与散热相反的方向长大，同时也向两侧缓慢长大，形成柱状结晶。不断长大至互相接触时，一次结晶过程结束。二、焊缝结晶过程中的偏析 是指焊缝金属中化学成分分布不均匀的现象。偏析主要是在一次结晶时产生的。它导致性能的改变，也是产生裂纹、气孔、夹杂物等缺陷的原因。1、显微偏析 是指在一个柱状晶粒内部和晶粒之间的化学成分分布不均匀的现象。 晶内偏析：一个柱状晶粒内部化学成分分布不均匀的现象。 晶间偏析：晶粒之间化学成分分布不均匀的现象。2、区域偏析熔池结晶时，由于柱状晶不断长大推移，把杂质推向中心，这样熔池中心杂质比其它部位高的现象。 焊缝成形系数小，焊缝窄而深，易形成热裂纹。焊缝成形系数大，焊缝宽而浅，杂质聚在上部，具有较强的抗热裂纹能力。3、层状偏析 焊接熔池处于气流和熔滴金属脉动作用，熔池结晶放出潜热，使结晶过程周期性停顿，是晶体长速出现周期性增加和减少，引起结晶前沿液体金属中夹杂浓度的变化，就形成周期性的偏析现象。三、焊缝金属的二次结晶 高温的固态焊缝金属冷却到室温，要经过一系列的相变过程，这种相变过程叫焊缝金属的二次结晶。 对于低碳钢，焊缝的常温组织为铁素体和珠光体。四、热影响区的组织的性能 熔合区是指接头中，焊缝向热影响区过度的区域。 熔合区温度处于固相线和液相线之间。处于半熔化状态，晶粒粗大，冷却后为粗大的过热组织，塑韧性很差。是接头中性能最差的区域。1、过热区 具有过热组织或晶粒显著粗大的区域叫过热区，又叫粗晶区。加热温度在固相线以下到1100，塑韧性很低，最差区域。2、正火区 加热温度在AC3-1100，加热时F+P全变为A。空冷后获得均匀细小的F+P，相当于正火组织，该区也叫相变重结晶区或细晶区。力学性能高于母材，是综合性能最好的区域。3、不完全重结晶区 加热温度为AC1-AC3，加热时部分F+P变为A，而未融入A的F不发生转变，晶粒长大粗化。因此力学性能不均匀。4、再结晶区 对于焊前经过冷塑性变形的母材，加热温度AC1-450时，发生再结晶。塑韧性提高，强度降低。 焊接热影响区除组织变化引起性能变化，热影响区宽度对接头产生应力和变形有较大影响。影响区越窄，内应力越大，易出现裂纹。热影响区越宽，变形较大。提问焊缝金属如何结晶的？教师总结。一次结晶是如何进行的？教师回答。何谓偏析？分几种类型？教师总结。划出知识点。什么是二次结晶呢？教师总结。提问熔合区的位置及性能？学生回答教师解释。提问什么是焊接热影响区？教师画图解释划出知识点。课堂小结总结焊缝金属的一次结晶过程，及其偏析的三种类型，总结焊接热影响区的组织和性能教师就板书进行课堂总结布置作业一、什么是焊缝金属的一次结晶？二、焊缝结晶过程中是如何的偏析？三、什么是焊缝金属的二次结晶？四、简述焊接热影响区的组织和性能。教师布置作业板书设计一、焊缝金属的一次结晶二、焊缝结晶过程中的偏析三、焊缝金属的二次结晶四、热影响区的组织的性能课后反思本节不易淬火钢焊接热影响区的图示不易理解，应个别重点辅导课题 熔滴过渡课型 新授课时1教学目的掌握熔滴过渡的形式有哪些？掌握熔滴过渡的作用力有哪些？教学重点掌握熔滴过渡的形式有哪些？教学难点掌握熔滴过渡的作用力有哪些教法讲授法 教学过程教学环节 教学内容教师活动学生活动课前活动复习焊条电弧焊的原理准备上课导入新课复习焊条电弧焊的原理，导入本课。复习导入新课教学过程1、熔滴过渡的作用力据来源不同分为：重力、表面张力、电磁压缩力、斑点压力、气体的吹力。（1）、重力 平焊时，金属熔滴的重力促进熔滴过度。立焊仰焊阻碍过度。（2）、表面张力 是焊条端头上的保持熔滴的作用力。平焊时起阻碍作用。但在仰焊等其他位置却有利于熔滴过度。表面张力使倒悬在焊缝上不宜滴落，当焊丝末端熔滴与熔池金属接触，由于表面张力作用，而将熔滴拉入熔池。（3）、电磁压缩力 熔滴受到由四周向中心的径向收缩力。电流密度最大的熔滴细颈部分，也是压缩力最大的地方。保证熔滴在任何位置都能顺利过度。（4）、斑点压力 电弧中带电微粒，撞击在两级的斑点上而产生的机械压力。所以，任何位置都阻碍过度。 直流正接时，阻碍过度的是正离子的压力，反接是电子的压力，所以正接的斑点压力大于反接。（5）、气体的吹力 任何位置都有利于荣镀金属的过渡。2、熔滴的过渡形式（1）、滴状过渡 粗滴过渡：熔滴呈粗大颗粒向熔池自由过渡的形式，也称颗粒过度。电流较小，熔滴较大，电弧不稳。通常不采用。 电流增大，熔滴变细，过程频率提高，电弧稳定，飞溅减小，成细嘀过度。是焊条电弧焊和埋弧焊采用的过渡形式。（2）、短路过渡 焊条焊丝端部熔滴与熔池短路接触，由于强烈过热和磁收缩作用使其爆断，直接向熔池过度的形式。 能在小电流、低电弧电压下焊接，适合于薄板或低热输入的焊接。 CO2是典型的短路过渡。（3）、喷射过度 熔滴成细小颗粒以喷射状态快速通过电弧空间向熔池过度的形式。 熔化极氩弧焊、富氩混合气体保护焊均采用喷射过度。熔滴过渡时受到哪些力的影响呢？教师总结分析划出知识点熔滴如何过渡呢？过渡形式有哪些？教师解释。划出知识点。课堂小结总结熔滴过渡的作用力有哪些？分析熔滴的过渡形式有哪些？教师就板书进行课堂总结布置作业1、 熔滴过渡的作用力有哪些？2、熔滴的过渡形式有哪些？教师布置作业板书设计1、熔滴过渡的作用力2、熔滴的过渡形式课后反思本节比较简单，没什么问题。 课题 焊接热输入课型 新授课时1教学目的掌握焊接热输入的概念掌握影响焊接热输入的因素掌握焊接热输入的计算公式掌握如何选择焊接热输入的大小教学重点掌握影响焊接热输入的因素掌握焊接热输入的计算公式教学难点掌握如何选择焊接热输入的大小教法讲授法 教学过程教学环节 教学内容教师活动学生活动课前活动复习各种焊接法的原理准备上课导入新课通过比较各种焊接法的原理，导入焊接热输入。复习导入新课教学过程1、 焊接热输入 指熔焊时，由焊接能源输入给单位长度焊缝上的热量。2、 影响焊接热输入的因素焊接电流的大小、焊接速度的快慢和电弧长度。3、 焊接热输入的计算 q = IU/v 式中：q-热输入 ，J/m. -电弧有效功率因数 I-焊接电流，A。U-电弧电压，V。v-焊接速度，M/s。4、计算题 有批低碳钢焊接件，采用埋弧焊工艺，焊接电流为550A，电弧电压为36V，焊接速度为32M/h，查表得有效功率因数为0.85.求其热输入为多少？ 解： q = IU/v=0.85X550X36/0.0089=1.891X106J/m5、小结 热输入对低碳钢接头性能影响不大，所以不规定热输入大小。而对于低合金钢和不锈钢等，热输入太大时，接头性能降低；太小时，可能产生裂纹，因此工艺规定了热输入。提问什么是焊接热输入？教师总结提问有哪些影响焊接热输入的因素？教师总结如何计算焊接热输入呢？教师总结通过例题解释焊接热输入的计算。总结如何选择焊接热输入的大小。划出知识点。课堂小结总结什么是焊接热输入，有哪些影响因素？如何计算焊接热输入的大小？教师就板书进行课堂总结布置作业1、 什么是焊接热输入？2、 焊接热输入有哪些影响因素？3、 计算焊接热输入大小的公式是什么？教师布置作业板书设计1、 焊接热输入2、 影响焊接热输入的因素3、 焊接热输入的计算4、计算题5、小结课后反思本节比较简单，容易理解。课题 焊接残余变形课型 新授课时2教学目的掌握焊接应力和变形是如何形成的掌握什么是焊接残余应力和焊接残余变形？掌握焊接残余变形有哪些类型？掌握影响焊接残余变形的因素掌握工字梁焊接装配工艺要点教学重点掌握什么是焊接残余应力和焊接残余变形？掌握焊接残余变形有哪些类型？掌握工字梁焊接装配工艺要点教学难点掌握影响焊接残余变形的因素教法讲授法 教学过程教学环节 教学内容教师活动学生活动课前活动复习焊缝的结晶过程准备上课导入新课复习焊缝的结晶过程，导入本课。复习导入新课教学过程一、 焊接应力和变形的形成焊件受到焊接的局部加热而产生不均匀的温度场，高温区膨脹量大，受到周围低温、膨胀量小的材料限制，于是焊件内部出现内应力，使高温区受挤压而产生压缩塑性变形。冷却时，产生压缩塑性变形处不能自由收缩而受到拉伸，焊件中将产生残余应力和残余变形。由焊接热过程引起的应力和变形成为焊接应力和焊接变形。焊后焊件降至常温残存于焊件内部的应力称为焊接残余应力。焊件上不能恢复的变形称为焊接残余变形。二、 焊接残余变形类型1、 收缩变形（1）、纵向变形主要是纵向缩短。随焊缝长度、截面积增大而增大，随焊接件截面积增大而减小。 （2）、横向变形 主要是横向缩短。随板厚、坡口角度增大而增大。2、 弯曲变形构件焊接后向一侧变弯的变形。大小以挠度F来度量。3、 角变形焊接后构件两侧钢板离开原来位置翘起一个角度的变形。大小用变形角来度量。（在焊缝厚度上横向收缩变形不一致造成）4、 波浪变形一般在薄板焊接结构中产生。纵向和横向压应力作用，使薄板失去稳定而造成。5、 扭曲变形构件焊接后两端绕中性轴扭曲一定的角度。三、 影响焊接残余变形的因素1、 焊缝在结构中的位置焊缝在结构中布置不对称，焊后产生弯曲变形，方向朝向焊缝多的一侧。焊缝偏离中性轴时，向焊缝一侧弯曲。2、 焊接结构的刚度刚度越大，结构越不易变形，结构的刚度取决于本身截面积形状和尺寸大小。3、 焊接结构的装配及焊接顺序 一般应将焊接结构总装后再进行焊接，可使结构刚度增加，减小焊后变形。对于大型复杂结构，可局部装配焊接，再拼焊接成整体。使焊缝能自由收缩，控制焊后变形。四、 工字梁焊接装配工艺要点1、 预防工字梁焊接变形的方案变形有：翼板的角变形，可用反变形和刚性固定法。上下拱变形和旁弯变形，处理不当可产生扭曲变形。可通过合理焊接顺序和选择焊接工艺参数来解决。超差可用火焰矫正。2、 控制工字梁焊接变形的焊接顺序一个焊工时，先焊接焊缝1在焊接2，构件翻过来焊接3、4和5、6，最后翻过来焊接7、8.。若焊缝不需焊接两层，就先焊接1、2，不能焊接完全长，要留下30%-50%，等焊接完3、4再接着焊接。应从中间向外分段焊，每段约1米。两个焊工应处于对称位置，用相同的电流、焊接速度和方向进行焊接。提问焊接应力和变形如何形成？教师总结提问平日见过哪些焊接残余变形？教师版图解释划出知识点提问影响焊接残余变形的因素有哪些？教师总结如何制定工字梁焊接装配工艺呢？教师总结划出知识点。课堂小结总结焊接应力和变形是怎样形成的，焊接残余变形类型和影响因素有哪些？总结工字梁焊接装配工艺要点。教师就板书进行课堂总结布置作业1、 什么是焊接残余应力和残余变形2、 焊接残余变形有哪些类型？3、影响焊接残余变形的因素有哪些？4、工字梁焊接装配工艺要点有哪些？教师布置作业板书设计一、 焊接应力和变形的形成二、 焊接残余变形类型三、 影响焊接残余变形的因素四、 工字梁焊接装配工艺要点课后反思本节焊接残余应力和残余变形比较抽象难记，应对不懂的同学个别重点辅导。 课题 控制和消除焊接残余应力课型 新授课时2教学目的掌握焊接残余应力的分类掌握控制残余应力的措施掌握消除残余应力的方法教学重点掌握焊接残余应力的分类掌握消除残余应力的方法教学难点掌握控制残余应力的措施教法讲授法 教学过程教学环节 教学内容教师活动学生活动课前活动复习焊接应力和变形的形成准备上课导入新课复习焊接应力和变形的形成，导入本课。复习导入新课教学过程一、焊接残余应力的分类1. 按引起应力的基本原因分类1）、热应力：焊接时温度分布不均引起的应力，又称为温度应力。2）、相变应力：温度变化引起组织变化产生的应力，也叫组织应力。3）、拘束应力：结构本身或外加拘束作用引起的应力。2、按应力的作用方向分类1）、纵向应力：方向平行于焊缝轴线的应力。2）、横向应力：方向垂直于缝轴线的应力。3、按应力在空间的方向分类1）、单向应力：沿一个方向存在的应力，又叫线应力。2）、双向应力：某一平面内两个互相垂直的方向上的应力，又叫平面应力。发生在15-20毫米中厚板结构中。3）、三向应力：作用在件内互垂的三个方向的应力，又叫体积应力。实际上，残余应力总是三响应力，应力值很小可忽略不计，可 认为是双向或单向应力。二、控制残余应力的措施 首先是从设计上考虑：冲压代替焊接，减少焊缝数量和尺寸。 其次是从工艺上考虑：1、选择合理的焊接顺序1）、考虑焊缝能自由收缩：减小拘束度，降低焊接应力。2）、先焊收缩量最大的焊缝：3）、焊平面交叉焊缝时，应保证交叉点不产生缺陷且刚度拘束较小的焊接顺序。2、选择合理的工艺参数 尽量用小的热输入，小直径、电流，快速焊，减小受热范围，减小应力。3、采用预热的方法 焊前对焊件全部加热，温度为150-350。目的减小温差，使焊缝区与整体均匀冷却来减小应力，常用于易裂材料。4、加热减应区法 焊补刚度大件，选适当部位加热使之伸长再焊接，应力可打大减小。此加热部位叫减应区。 锤击法 焊缝金属冷却收缩受阻产生拉伸应力，锤击使之产生延伸塑性变形 ，来抵消焊接的压缩塑性变形。热态进行。 三、消除残余应力的方法 消除应力热处理，机械拉伸法，温差拉伸法，振动时效。1、消除应力热处理 焊后把件整体或局部均匀加热至600-650度，保温一定时间，均匀缓慢冷却，消除残余应力的方法。2、振动时效又叫振动消除应力法，简称VSR。将结构在其固有频率下进行数分钟的振动处理，消除残余应力，稳定尺寸精度的方法。提问焊接残余应力的分类？学生看书回答教师总结。画图解释纵向和横向应力。划出知识点。如何控制和减小残余应力呢？教师版图解释。如何选择工艺参数呢？教师说明。板图解释加热减应区法。那么如何消除残余应力的方法有哪些呢？教师总结。在课本上划出知识点。课堂小结总结重点内容：焊接残余应力的分类、控制措施及消除方法。教师就板书进行课堂总结布置作业1、控制接残余应力的 措施有哪些？2、何谓加热减应区法？3、振动时效工艺的原理是什么？教师布置作业板书设计一、焊接残余应力的分类二、控制残余应力的措施三、消除残余应力的方法课后反思本节比较简单，基本能接受所学知识。课题 焊接质量检验课型 新授课时2教学目的掌握焊接检验的过程及分类。掌握无损检验和破坏性检验的各种方法。教学重点掌握焊接检验的过程及分类教学难点掌握无损检验和破坏性检验的各种方法教法讲授法 教学过程教学环节 教学内容教师活动学生活动课前活动复习各种焊接方法的原理准备上课导入新课复习各种焊接方法的原理，导入本课。复习导入新课教学过程一、焊接质量检验的过程和分类过程是：焊前检验、焊接过程中的检验和焊后成品检验三个阶段组成。1、焊前检验 预先防止和减少焊接时产生缺陷的可能性。2、焊接过程中的检验 防止缺陷的形成和及时发现缺陷。3、焊后成品检验 在全部工作完毕，将焊缝清理干净后进行。4、质量检验的分类 分为非破坏性检验和破坏性检验两大类。二、非破坏性检验 指不破坏被检材料的性能和完整性而检测缺陷地方法。它包括：外观检验、密封性检验、耐压试验、无损探伤（渗透探伤、磁粉探伤、超声波探伤、射线探伤）。三、破坏性检验 从焊件上切样检查力学性能、抗腐蚀性的实验法。它包括：力学性能试验、化学分析及实验、金相检验、焊接性试验等。1、力学性能实验 常用有：拉伸试验、弯曲试验、压扁试验、冲击试验、硬度试验。（1）、弯曲试验 也叫冷弯实验，测定接头的塑性。分为：横弯、纵弯和侧弯。（2）、硬度试验 布氏硬度法、洛氏硬度法、韦氏硬度法三种。2、化学分析及腐蚀试验 用直径6MM钻头钻取50-60克进行化学分析。 不锈钢晶间腐蚀实验、应力腐蚀试验、腐蚀疲劳、大气腐蚀实验、高温腐蚀实验。3、金像实验 主要检查组织及内部缺陷。 分为宏观金相和微观金相两大类。宏观为用肉眼或低倍放大镜检查。微观用1000-1500倍显微镜来检查。质量检验如何分类呢？学生回答教师解释。非破坏性检验有几种方法？教师总结。破坏性检验有几种方法？教师总结。划出知识点。课堂小结总结本节重点内容：焊接检验的过程和分类，非破坏性检验及破坏性检验的方法。教师就板书进行课堂总结布置作业1、焊接质量检验的过程和分类2、焊接质量检验分为哪两类？教师布置作业板书设计一、焊接质量检验的过程和分类二、非破坏性检验三、破坏性检验课后反思本节有不少同学对破坏性检验理解不透彻，应个别重点辅导。 课题 常见焊接检验方法 课型 新授课时2教学目的掌握耐压检验的作用和目的掌握无损检验的方法和种类掌握产品焊接试板的力学性能和理化性能试验方法教学重点掌握耐压检验的作用和目的掌握无损检验的方法和种类教学难点掌握产品焊接试板的力学性能和理化性能试验方法教法讲授法 教学过程教学环节 教学内容教师活动学生活动课前活动复习焊接质量控制准备上课导入新课复习焊接质量控制，导入本课。复习导入新课教学过程一、 耐压检验是将水、油或气充入容器慢慢加压，来检查其泄露、耐压、破坏的实验。可检查街头的穿透性缺陷，并有降低焊接应力的作用。1、 水压试验检验整体的致密性，检验焊缝的强度。试验压力为工作压力的1.25-1.5倍。实验用水温度碳钢件不低于5，合金钢件不低于15。2、 气压试验气压试验和水压实验一样是检验焊缝的致密性。但危险性大。受检容器检验前须经100%射线探伤。 气压试验用气体为干燥的空气、氮气或惰性气体，气体温度不低于15。二、 无损探伤检验是非破坏性检验中的特殊检验方式，是利用渗透（荧光、着色检验）、磁粉、超声波、射线等法来发现焊缝表面细微缺陷及内部缺陷。1、 荧光检验用来检验不锈钢、铜、铝等非磁性材料的表面缺陷。2、 着色检验原理与荧光相似，不同是用着色剂代替荧光粉。灵敏度为0.01毫米，深度为0.03-0.04毫米。比荧光高3、 磁粉检验在强磁场中，铁磁材料表层缺陷产生漏磁场吸附磁粉的现象来检验的。缺陷的显露与磁力线的位置有关，应对焊缝交替纵、横向充磁检验。4、 超声波检验利用超声波在金属内部直线传播遇到两种介质界面时会发生反射和折射的原理来检验焊缝的缺陷的。用来探测大厚度焊件内部缺陷。灵敏度高，对缺陷性质辨别能力差，无直观性。5、 射线检验检验内部缺陷可靠，可显示内部形状、位置和大小原理是：利用X和射线能不同程度的透过物体，使照相底片感光来进行检验。射线通过缺陷处与无缺陷处被吸收的程度不同，射线的强度衰减有明显的差异，缺陷吸收的射线小于金属材料所吸收的射线，因此通过缺陷的射线对胶片感光较强，底片缺陷处颜色较深。射线探伤质量分为四个等级。三、 产品焊接试板的力学性能试验是指对产品试板进行拉伸、弯曲、冲击试验。1、拉伸试验 目的是测定接头的抗拉强度、屈服强度、伸长率和断面收缩率等力学指标。还可发现断口中某些焊接缺陷。 合格标准为：接头的抗拉强度不低于母材抗拉强度规定值的下限，异种钢不低于规定值下限较低一侧的母材。2、弯曲试验 也叫冷弯实验，测定接头弯曲时的塑性的一种试验方法。分为：面弯、背弯和侧弯。3、 冲击试验目的是测定焊缝金属或热影响区在受冲击时抵抗断裂的能力（韧性），以及脆性转变温度。四、 产品焊接试板的理化实验有金相试验和化学分析实验等方法1、 金相试验法检查焊缝的中心、过热区或淬火区的金相组织，检查焊缝的偏析及组织结构。 分为宏观和微观金相检验。2、 化学分析是检查焊缝金属的化学成分。取试样50-60克，分析的元素有碳、锰、硅、硫和磷等。提问平时用何方法检验容器的密封程度？学生回答教师总结什么是无损探伤检验呢？学生看书回答教师总结划出知识点。如何来检查产品焊接试板的力学性能呢？ 教师总结产品焊接试板的理化实验有哪些方法？教师回答划出知识点。课堂小结总结耐压试验、无损探伤检验的原理和作用，分析产品焊接试板的力学性能试验和理化试验的作用。教师就板书进行课堂总结布置作业1、 什么是耐压检验？其作用是什么？2、 什么是无损探伤检验？它包括哪几种检验？3、 什么是弯曲检验？分为哪几种？有何作用？教师布置作业板书设计一、 耐压检验二、 无损探伤检验三、 产品焊接试板的力学性能试验四、 产品焊接试板的理化实验课后反思本节有不少同学对射线探伤检验理解不透彻，应个别重点辅导。课题 碳弧气刨及其设备课型 新授课时1教学目的掌握碳弧气刨的设备掌握碳弧气刨的原理及特点教学重点掌握碳弧气刨的原理及特点教学难点掌握碳弧气刨的设备教法讲授法 教学过程教学环节 教学内容教师活动学生活动课前活动复习气割的原理及特点准备上课导入新课复习气割的原理及特点，导入本课。复习导入新课