材料焊接性第1章

1、材料焊接性主講人: 陳芙蓉課程基本信息: 課程英文名稱：課程英文名稱：Materials WeldabilityMaterials Weldability 課程編號：課程編號：040104020040104020 課程學(xué)時學(xué)分：課程學(xué)時學(xué)分：44 / 2.244 / 2.2，其中其中 講課講課: 30 : 30 實驗實驗: 4 : 4 課堂討論課堂討論: 6 : 6 習(xí)題習(xí)題課課:4:4 課程類別：專業(yè)課課程類別：專業(yè)課 考試方式：筆試、閉卷考試方式：筆試、閉卷 試題類型：選擇、判斷、填空、簡答、綜試題類型：選擇、判斷、填空、簡答、綜合分析合分析 成績評定方式：平時成績成績評定方式：平時成績2

2、0%+20%+期末考試期末考試80%80%焊接金屬學(xué)焊接金屬學(xué)焊接工藝學(xué)焊接工藝學(xué)焊接力學(xué)焊接力學(xué)焊接工程學(xué)焊接工程學(xué)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)新技術(shù)新技術(shù)焊接系統(tǒng)工程學(xué)焊接系統(tǒng)工程學(xué)設(shè)計設(shè)計材料材料施工施工試驗檢驗試驗檢驗性能評價性能評價材料選擇材料選擇生產(chǎn)設(shè)計生產(chǎn)設(shè)計生產(chǎn)管理生產(chǎn)管理質(zhì)量管理質(zhì)量管理人為因素人為因素生產(chǎn)性生產(chǎn)性經(jīng)濟性經(jīng)濟性可靠性可靠性安全性安全性焊焊 接接 網(wǎng)網(wǎng) 絡(luò)絡(luò)焊接網(wǎng)絡(luò)圖焊接網(wǎng)絡(luò)圖 第第1 1章章 概述概述 1.11.1材料在工程中的發(fā)展及應(yīng)用材料在工程中的發(fā)展及應(yīng)用 發(fā)展及應(yīng)用發(fā)展及應(yīng)用石器石器 青銅器青銅器 鐵器時代鐵器時代 材料為標(biāo)志劃分材料為標(biāo)志劃分1.1.1 鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展及應(yīng)

3、用表表1-1 1-1 國外近幾年在不同結(jié)構(gòu)上使用低合金鋼的比例國外近幾年在不同結(jié)構(gòu)上使用低合金鋼的比例1 、低合金鋼的發(fā)展、低合金鋼的發(fā)展 鉚接；設(shè)計參數(shù)鉚接；設(shè)計參數(shù):抗拉強度；抗拉強度； 鋼的強化鋼的強化:碳、單一合金元素。碳、單一合金元素。步采用焊接技術(shù)；設(shè)計參數(shù)：步采用焊接技術(shù)；設(shè)計參數(shù)：屈服強度、韌性和焊接性屈服強度、韌性和焊接性低合金高強鋼快速發(fā)展，低合金高強鋼快速發(fā)展，鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低到鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低到0.1%以下以下20世紀(jì)20年代以前20世紀(jì)20-60年代20世紀(jì)70年代以后表表1-2 主要工業(yè)部門對低合金鋼的需求主要工業(yè)部門對低合金鋼的需求2 2 、合金結(jié)構(gòu)鋼的應(yīng)

4、用、合金結(jié)構(gòu)鋼的應(yīng)用 低合金鋼低合金鋼 鍋爐和壓力容器用鋼鍋爐和壓力容器用鋼 船舶用低合金鋼船舶用低合金鋼 低溫鋼低溫鋼建筑、橋梁、建筑、橋梁、工程機械等工程機械等 可以熱軋、退火、正火、可以熱軋、退火、正火、回火或調(diào)質(zhì)狀態(tài)供貨回火或調(diào)質(zhì)狀態(tài)供貨 船舶用鋼的合金系統(tǒng)基本船舶用鋼的合金系統(tǒng)基本上為上為C-Mn和和C-Mn-V-Nb用各種液態(tài)烯烴用各種液態(tài)烯烴低溫貯存設(shè)備低溫貯存設(shè)備1.1.2 有色金屬的發(fā)展及應(yīng)用有色金屬的發(fā)展及應(yīng)用 當(dāng)前全世界金屬材料的總產(chǎn)量約當(dāng)前全世界金屬材料的總產(chǎn)量約8億億t，其中有色金屬材料約占其中有色金屬材料約占5，處于補充地位，處于補充地位，但有色金屬的特殊作用卻是鋼

5、鐵材料無法但有色金屬的特殊作用卻是鋼鐵材料無法代替的。代替的。 航天航天電子、信息、汽車、電子、信息、汽車、交通、輕工等交通、輕工等 有色金屬及合金分類：有色金屬及合金分類： 合金組分總合金組分總 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)根據(jù)組成合根據(jù)組成合金元素數(shù)目金元素數(shù)目 按基體金屬按基體金屬鋁合金、銅合金、鋁合金、銅合金、鈦合金、鎳合金等鈦合金、鎳合金等二元合金、二元合金、三元合金和多元合金三元合金和多元合金小于小于2.5%的為低合金，的為低合金，2.5%-10%的為中合金，的為中合金，大于大于10的為高合金。的為高合金。1 1鋁及鋁及 鋁合金鋁合金特點特點應(yīng)用應(yīng)用 密度低、強度高、耐腐蝕密度低、強度高、

6、耐腐蝕導(dǎo)電導(dǎo)熱性好、可焊接及導(dǎo)電導(dǎo)熱性好、可焊接及加工性能好，應(yīng)用僅次于加工性能好，應(yīng)用僅次于鋼鐵，成為第二大金屬。鋼鐵，成為第二大金屬。航空航天航空航天 、汽車、高速、汽車、高速列車、地鐵車輛、飛機列車、地鐵車輛、飛機、艦船等艦船等2銅及銅及 銅合金銅合金較高的導(dǎo)電導(dǎo)熱性、較高的導(dǎo)電導(dǎo)熱性、抗磁性、耐蝕性、抗磁性、耐蝕性、加工性。加工性。特點特點分類分類純銅純銅黃銅（銅鋅合金）黃銅（銅鋅合金）青銅（青銅（ 黃銅、白銅黃銅、白銅 以外的銅合金以外的銅合金 ）白銅（銅鎳合金）白銅（銅鎳合金）3鈦及鈦及 鈦合金鈦合金日本神戶日本神戶制鋼公司制鋼公司美國汽車美國汽車 公司公司在飛機機在飛機機 體制造

7、體制造轎車和運動摩托車排氣轎車和運動摩托車排氣系統(tǒng)用新型鈦合金，系統(tǒng)用新型鈦合金，最高溫度可達(dá)最高溫度可達(dá)800。汽車彈簧、發(fā)動機連桿汽車彈簧、發(fā)動機連桿和閥門上也采用了和閥門上也采用了鈦合金材料。鈦合金材料。樹脂基復(fù)合材料和樹脂基復(fù)合材料和 鈦合金用量增加。鈦合金用量增加。1.1.3 先進材料的發(fā)展及應(yīng)用先進材料的發(fā)展及應(yīng)用 根據(jù)其使用性能可分為結(jié)構(gòu)材料和功能根據(jù)其使用性能可分為結(jié)構(gòu)材料和功能材料，具有高強度、高韌性、耐高溫、抗材料，具有高強度、高韌性、耐高溫、抗腐蝕等優(yōu)點。腐蝕等優(yōu)點。 先進陶瓷先進陶瓷 優(yōu)點：耐更高溫，但焊接難優(yōu)點：耐更高溫，但焊接難度很大。在新能源、航天以度很大。在新能

8、源、航天以及海洋開發(fā)等特殊領(lǐng)域及海洋開發(fā)等特殊領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。具有廣泛的應(yīng)用前景。金屬間金屬間化合物化合物 先進復(fù)先進復(fù)合材料合材料具有許多獨特的具有許多獨特的物理、化學(xué)和力物理、化學(xué)和力學(xué)性能，是一種學(xué)性能，是一種很有發(fā)展前景的很有發(fā)展前景的高溫結(jié)構(gòu)材料。高溫結(jié)構(gòu)材料。克服單一材料克服單一材料的局限性的局限性Ti3Al在航在航空航天應(yīng)用空航天應(yīng)用十分廣泛。十分廣泛。Fe3A1能夠在熔能夠在熔爐高溫裝置以及爐高溫裝置以及航空航天、電航空航天、電力等的應(yīng)用力等的應(yīng)用。1.2 本課程本課程的任的任務(wù)、內(nèi)容和特點務(wù)、內(nèi)容和特點 1.2.1 本課程的目的和任務(wù)本課程的目的和任務(wù)目的目的培養(yǎng)學(xué)生掌培養(yǎng)學(xué)生掌握對材料進握對材料進行焊接性分行焊接性分析的基本方析的基本方法法任務(wù)任務(wù)培養(yǎng)學(xué)生對專培養(yǎng)學(xué)生對專業(yè)基本概念的業(yè)基本概念的理解理解,加強學(xué)生加強學(xué)生獨立歸納整理獨立歸納整理 和分析的能力。和分析的能力。1.2.2 本課程的內(nèi)容和教學(xué)要求本課程的內(nèi)容和教學(xué)要求 內(nèi)內(nèi)容容由概述、焊接性及其試驗由概述、焊接性及其試驗 評定、合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接、評定、合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接、不銹鋼及耐熱鋼的焊接、不銹鋼及耐熱鋼的焊接、有色金