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 課程學時學分：課程學時學分：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 習題習題課課:4:4 課程類別：專業課課程類別：專業課 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%焊接金屬學焊接金屬學焊接工藝學焊接工藝學焊接力學焊接力學焊接工程學焊接工程學標準標準新技術新技術焊接系統工程學焊接系統工程學設計設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設計生產設計生產管理生產管理質量管理質量管理人為因素人為因素生產性生產性經濟性經濟性可靠性可靠性安全性安全性焊焊 接接 網網 絡絡焊接網絡圖焊接網絡圖 第第1 1章章 概述概述 1.11.1材料在工程中的發展及應用材料在工程中的發展及應用 發展及應用發展及應用石器石器 青銅器青銅器 鐵器時代鐵器時代 材料為標志劃分材料為標志劃分1.1.1 鋼結構的發展及應

3、用表表1-1 1-1 國外近幾年在不同結構上使用低合金鋼的比例國外近幾年在不同結構上使用低合金鋼的比例1 、低合金鋼的發展、低合金鋼的發展 鉚接；設計參數鉚接；設計參數: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；設計參數：步采用焊接技術；設計參數：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展，低合金高強鋼快速發展，鋼中碳的質量分數降低到鋼中碳的質量分數降低到0.1%以下以下20世紀20年代以前20世紀20-60年代20世紀70年代以后表表1-2 主要工業部門對低合金鋼的需求主要工業部門對低合金鋼的需求2 2 、合金結構鋼的應

4、用、合金結構鋼的應用 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、回火或調質狀態供貨回火或調質狀態供貨 船舶用鋼的合金系統基本船舶用鋼的合金系統基本上為上為C-Mn和和C-Mn-V-Nb用各種液態烯烴用各種液態烯烴低溫貯存設備低溫貯存設備1.1.2 有色金屬的發展及應用有色金屬的發展及應用 當前全世界金屬材料的總產量約當前全世界金屬材料的總產量約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 的質量分數的質量分數根據組成合根據組成合金元素數目金元素數目 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用應用 密度低、強度高、耐腐蝕密度低、強度高、

6、耐腐蝕導電導熱性好、可焊接及導電導熱性好、可焊接及加工性能好，應用僅次于加工性能好，應用僅次于鋼鐵，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電導熱性、較高的導電導熱性、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用新型鈦合金，系統用新型鈦合金，最高溫度可達最高溫度可達800。汽車彈簧、發動機連桿汽車彈簧、發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。樹脂基復合材料和樹脂基復合材料和 鈦合金用量增加。鈦合金用量增加。1.1.3 先進材料的發展及應用先進材料的發展及應用 根據其使用性能可分為結構材料和功能根據其使用性能可分為結構材料和功能材料，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、抗腐蝕等優點。腐蝕等優點。 先進陶瓷先進陶瓷 優點：耐更高溫，但焊接難優點：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、航天以及海洋開發等特殊領域及海洋開發等特殊領域具有廣泛的應用前景。具有廣泛的應用前景。金屬間金屬間化合物化合物 先進復先進復合材料合材料具有許多獨特的具有許多獨特的物理、化學和力物理、化學和力學性能，是一種學性能，是一種很有發展前景的很有發展前景的高溫結構材料。高溫結構材料。克服單一材料克服單一材料的局限性的局限性Ti3Al在航在航空航天應用空航天應用十分廣泛。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、電力等的應用力等的應用。1.2 本課程本課程的任的任務、內容和特點務、內容和特點 1.2.1 本課程的目的和任務本課程的目的和任務目的目的培養學生

9、掌培養學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任務培養學生對專培養學生對專業基本概念的業基本概念的理解理解,加強學生加強學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 本課程的內容和教學要求本課程的內容和教學要求 內內容容由概述、焊接性及其試驗由概述、焊接性及其試驗 評定、合金結構鋼的焊接、評定、合金結構鋼的焊接、不銹鋼及耐熱鋼的焊接、不銹鋼及耐熱鋼的焊接、有色金屬的焊接、鑄鐵焊有色金屬的焊接、鑄鐵焊接、先進材料的焊接和異接、先進材料的焊接和異 種材料的焊接等章節組成。種材料的焊接等章節組成。思考題：思考題： 根據本章所述內容，舉根據本章所述內容，舉例說明低合金鋼焊接在工程例說明低合金鋼焊接在工程結構中的重要作用。結構中的重要作用。人有了知識，就會具備各種分析能力，明辨是非