金属材料焊接工艺 第3版 教案 9 高碳钢的焊接

授课教案首页学年第学期机械工程学院材料技术系（部）焊接技术及自动化教研室课程名称金属材料焊接工艺任课教师授课形式理论教学√课内实践□理实一体□习题复习□考核评价□其他活动□课时安排2课时序号9授课日期月日月日月日月日授课班级教学内容：第二章非合金钢及其焊接工艺4、高碳钢的焊接教学目标：知识目标：1、了解高碳钢的成分特点及焊接性能力目标：1、掌握高碳钢的焊接工艺要点素质目标：1、培养学生良好的操作习惯2、具有与人沟通、与人合作的社会交往能力重点难点及解决方法：使学生充分理解高碳钢的特殊焊接工艺。授课地点：教室教学媒体：投影仪设备及材料：其它资源：学习效果评价方式：课堂提问及作业作业和思考题：课后小结：填表说明：1.序号，指该课程授课的顺序号，应与授课计划一致；2.授课形式在相应的选项打“√”。授课教案教学内容及过程时间分配方法及手段一、教学组织1．引入10分钟2．讲解50分钟3．提问15分钟4.小结15分钟二、教学内容综合知识模块四高碳钢的焊接能力知识点一高碳钢的成分特点与焊接性高碳钢中碳的质量分数wc＞0.6%，焊接性很差，在实际中不用作焊接结构，一般是用作工具钢和铸钢，用于要求高硬度和高耐磨性的部件、零件和工具，所以高碳钢的焊接大多为修复性焊接。其特点如下：1）由于碳的质量分数更大，因此焊接时比中碳钢更容易产生热裂纹；2）高碳钢对淬火更加敏感，焊接时热影响区极易产生脆硬的高碳马氏体组织，所以淬硬倾向和冷裂纹倾向都很大；3）高碳钢导热性比低碳钢差，在焊接高温下晶粒长大快，且碳化物容易在晶界上集聚、长大，使焊缝脆性增大，从而使接头强度降低；同时在接头中引起的内应力也较大，更容易促使裂纹的产生。能力知识点二高碳钢的焊接工艺要点1．焊接方法高碳钢焊接主要是高硬度、高耐磨性部件、零件和工具的焊接与修复，所以主要的焊接方法是焊条电弧焊和钎焊。2．焊接材料高碳钢焊接一般不要求接头与母材等强度。焊接材料根据钢中碳的质量分数、结构特点和使用条件来选择。填表说明：1.本页可续页；2.教学方法如：项目教学、案例分析、分组讨论、角色扮演、启发引导等；3.教学手段如：课件演示、模型讲解、实物讲解、挂图讲解、视频讲解、网络课程等。授课教案教学内容及过程时间分配方法及手段高碳钢的抗拉强度一般在675MPa以上，当要求接头强度较高时可选择E7015-D2（J707）或E6015-D2（J607）焊条；强度要求不高时可选择E5015（J507）或E5016（J506）焊条；或者选择与以上焊条强度等级相当的低氢型低合金钢焊条；必要时可选用奥氏体不锈钢焊条，牌号与中碳钢所选焊条相同。3．施焊工艺要点1）高碳钢零件一般经过淬火+回火的热处理，因此焊接之前要先行退火，以减小裂纹倾向。2）采用结构钢焊条焊接时，焊前必须预热，预热和道间温度控制在250～350℃以上。3）采取与中碳钢相同的焊接工艺措施，如减小熔合比、小电流、低焊速焊接，整个工件应连续施焊完成，并采取措施减小内应力。4）焊后将焊件立即放入炉中，在650℃保温，进行消除应力热处理。2．钢索对接某钢索斜拉桥（图2-3）的钢索直径为146mm，是由许多根直径为7mm的80优质高碳钢丝拧绞而成，每根钢索都很长，安装时要求拉紧钢索，因此要求事先在钢索端头对接上一个高碳钢拉紧接头。焊接采用焊条电弧焊，选用强度级别比钢索低的焊条，预热温度和道间温度不低于350℃，焊后采取缓冷措施。填表说明：1.本