303第二节焊接化学冶金过程2.docVIP

目标群体 教学时间 授课教师 教学日期 2h 课程领域 焊接专业课——焊接工艺学 主要行为 第五章 金属熔焊过程 部分行为 第二节 焊接化学冶金过程2 教学目标 专业能力目标： 1、掌握焊接区内气体及对焊缝区的保护； 2、了解焊缝金属的合金化及中硫和磷的控制。 方法能力目标： 1、具有较强的理论联系实际的能力； 2、刻苦钻研，精益求精，认真做事的工作态度。 社会能力目标： 1、具有较强的安全意识和环保意识； 2、具有良好的职业素质和职业道德； 3、具有良好的团队协作能力和良好的人际交往能力。 教学重点 和难点 重点：1、焊接区内气体及对焊缝区的保护； 2、焊缝金属中硫和磷的控制。 难点：抽象的概念和理论分析怎样形象地传达给学生，让学生从感性认识转化为充分理解。 教学方法 和手段 黑板板书，课堂提问，互动教学 教学用具 挂图、机件、多媒体设备 教学内容 与组织 组织教学 复习导入 讲授新课 第五章 金属熔焊过程 第二节 焊接化学冶金过程2 五、焊接区内气体 六、对焊缝区的保护 七、焊缝的合金化 八、焊缝金属中硫和磷的控制 课堂小结 布置作业 教学后记 组织教学： 组织纪律、清点人数、填写教学日志 复习导入： 1、焊条金属熔滴及熔池； 2、焊接过程中熔渣与金属的作用。 讲授新课： 第五章 金属熔焊过程 第二节 焊接化学冶金过程2 五、焊接区内气体 焊接区内的气体是由CO2、H2O、N2、H2、O2、金属和熔渣的蒸气以及它们分解和电离的产物组成的混合物。对焊接质量影响最大的是CO2、H2O、N2、H2、O2。研究焊接区内的来源、产生、成分及其分布对于气相与熔化金属的相互作用具有重要意义。 1、气体的来源和产生 来源： （1）焊接材料； （2）气体介质； （3）焊丝和母材表面上的油锈等杂质； （4）金属和熔渣的蒸发产生的气体。 2、氮与金属作用 来源：主要是焊接区周围的空气。有两种情况： （1）不与氮发生作用的金属，即不能熔解氮又不形成氮化物，可用N作为保护气体。 （2）与氮发生作用的金属，即能溶解氮又能形成氮化物，这种情况下就要防止焊缝金属的氮化。 氮对焊接质量的影响： （1）形成气孔。熔池结晶时，氢的溶解度突然降低，当来不及析出就形成气孔； （2）影响焊缝力学性能。氮与铁等形成的化合物以针状夹杂物形式存在于焊缝金属中，使焊缝硬度提高，塑性和韧性下降，影响焊缝影响焊缝力学性能。 控制焊缝含氮量的因素及措施： （1） 加强对焊区金属的保护如气一渣保护、渣保护、气体保护、抽真空等是减少氮浸入的主要措施。 （2） 采取正确的焊接工艺规范，尽量采用短弧焊，以减少氮的浸入。采用直流反接也可以减少焊缝中的含氮量。 （3） 进行冶金处理，增加焊丝或药皮中的含碳量可降低焊缝中的含氮量。 3、氢与金属的作用 来源： 焊条药皮、焊剂、焊丝药芯中水分，药皮中有机物为、焊件表面杂质（锈、油）空气中水分。 氢对焊接质量的影响： （1）形成气孔。熔池结晶时，氢的溶解度突然降低，当来不及析出就形成气孔； （2）产生白点和氢脆。钢在焊缝含氢量时，常常会在拉断面上出现如鱼目状，直径为0.5~3mm白色圆形斑点，称为白点。氢在室温下使钢的塑性严重下降的现象叫氢脆； 3 产生冷裂纹。焊缝含氢量高时容易产生冷裂纹。 控制焊缝含氢量的措施： （1 限制焊接材料的含氢量，药皮成分，焊前按规定烘干焊条、焊剂等焊接材料； （2 严格清理工件及焊丝：去锈、油污、吸附水分； （3 进行冶金处理，选用低氢焊条，直流反接，短弧操作； （4 焊后脱氢处理。 焊后立即将焊件加热到250~350°C，保温2~6h，使焊缝中金属加速扩散溢出，降低焊缝和热影响区的含氢量。 4、氧与金属的作用 氧的来源： （1）电弧中的氧化性气体； （2）空气中的氧气浸入； （3）焊剂、药皮中的高价氧化物； （4）焊件表面的的铁锈、水等的分解物。 氧对焊接质量的影响： （1 机械性能下降，尤其是冲击韧性降低明显； （2 化学性能变差，如抗腐蚀性能变差； （3 产生气孔、合金元素烧损； （4 工艺性能变差，影响焊接过程稳定，产生飞溅。 控制焊缝含氧量的措施： （1）加强保护，如采用短弧焊、选用气体保护（合适气体流量）或真空保护等，防止空气浸入； （2）认真清理焊件表面的水分、油污、铁锈等，按规定温度烘干焊条焊剂等焊接材料； （3）对焊缝进行有效的脱氧。在焊条、焊丝中加入一些合金元素去除或减少已经浸入熔池中的氧。脱氧方式主要有： 先期脱氧：药皮反应区　发生在药皮加热阶段，与熔滴不发生直接关系； 沉淀脱氧：溶滴、熔池内进行的的脱氧。 （1）Mn的脱氧：FeO+Mn MnO+Fe； （2）Si的脱氧：2FeO+Si SiO2+2Fe； （3