1、材料焊接性课程基本信息:课程英文名称：课程英文名称：Materials WeldabilityMaterials Weldability 课程编号：课程编号：040104020040104020 课程学时学分：课程学时学分：44/2.244/2.2，其中其中 讲课讲课:30:30 实验实验:4:4 课堂讨论课堂讨论:6:6 习题习题课课:4:4 课程类别：专业课课程类别：专业课 考试方式：笔试、闭卷考试方式：笔试、闭卷 试题类型：选择、判断、填空、简答、综试题类型：选择、判断、填空、简答、综合分析合分析 成绩评定方式：平时成绩成绩评定方式：平时成绩20%+20%+期末考试期末考试80%80%焊
2、接金属学焊接金属学焊接工艺学焊接工艺学焊接力学焊接力学焊接工程学焊接工程学标准标准新技术新技术焊接系统工程学焊接系统工程学设计设计材料材料施工施工试验检验试验检验性能评价性能评价材料选择材料选择生产设计生产设计生产管理生产管理质量管理质量管理人为因素人为因素生产性生产性经济性经济性可靠性可靠性安全性安全性焊焊 接接 网网 络络焊接网络图焊接网络图 第第1 1章章 概述概述 1.11.1材料在工程中的发展及应用材料在工程中的发展及应用 发展及应用发展及应用石器石器 青铜器青铜器 铁器时代铁器时代 材料为标志划分材料为标志划分1.1.1 钢结构的发展及应用表表1-1 1-1 国外近几年在不同结构上
3、使用低合金钢的比例国外近几年在不同结构上使用低合金钢的比例1、低合金钢的发展、低合金钢的发展 铆接；设计参数铆接；设计参数:抗拉强度；抗拉强度；钢的强化钢的强化:碳、单一合金元素。碳、单一合金元素。步采用焊接技术；设计参数：步采用焊接技术；设计参数：屈服强度、韧性和焊接性屈服强度、韧性和焊接性低合金高强钢快速发展，低合金高强钢快速发展，钢中碳的质量分数降低到钢中碳的质量分数降低到0.1%以下以下20世纪20年代以前20世纪20-60年代20世纪70年代以后表表1-2 主要工业部门对低合金钢的需求主要工业部门对低合金钢的需求2 2、合金结构钢的应用、合金结构钢的应用 低合金钢低合金钢 锅炉和压力
4、容器用钢锅炉和压力容器用钢 船舶用低合金钢船舶用低合金钢 低温钢低温钢建筑、桥梁、建筑、桥梁、工程机械等工程机械等 可以热轧、退火、正火、可以热轧、退火、正火、回火或调质状态供货回火或调质状态供货 船舶用钢的合金系统基本船舶用钢的合金系统基本上为上为C-Mn和和C-Mn-V-Nb用各种液态烯烃用各种液态烯烃低温贮存设备低温贮存设备1.1.2 有色金属的发展及应用有色金属的发展及应用 当前全世界金属材料的总产量约当前全世界金属材料的总产量约8亿亿t，其中有色金属材料约占其中有色金属材料约占5，处于补充地位，处于补充地位，但有色金属的特殊作用却是钢铁材料无法但有色金属的特殊作用却是钢铁材料无法代替
5、的。代替的。航天航天电子、信息、汽车、电子、信息、汽车、交通、轻工等交通、轻工等 有色金属及合金分类：有色金属及合金分类：合金组分总合金组分总 的质量分数的质量分数根据组成合根据组成合金元素数目金元素数目 按基体金属按基体金属铝合金、铜合金、铝合金、铜合金、钛合金、镍合金等钛合金、镍合金等二元合金、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%的为低合金，的为低合金，2.5%-10%的为中合金，的为中合金，大于大于10的为高合金。的为高合金。1 1铝及铝及 铝合金铝合金特点特点应用应用 密度低、强度高、耐腐蚀密度低、强度高、耐腐蚀导电导热性好、可焊接及导电导热性好、可焊接及加工
6、性能好，应用仅次于加工性能好，应用仅次于钢铁，成为第二大金属。钢铁，成为第二大金属。航空航天航空航天、汽车、高速、汽车、高速列车、地铁车辆、飞机列车、地铁车辆、飞机、舰船等舰船等2铜及铜及 铜合金铜合金较高的导电导热性、较高的导电导热性、抗磁性、耐蚀性、抗磁性、耐蚀性、加工性。加工性。特点特点分类分类纯铜纯铜黄铜（铜锌合金）黄铜（铜锌合金）青铜（青铜（黄铜、白铜黄铜、白铜 以外的铜合金以外的铜合金）白铜（铜镍合金）白铜（铜镍合金）3钛及钛及 钛合金钛合金日本神户日本神户制钢公司制钢公司美国汽车美国汽车 公司公司在飞机机在飞机机 体制造体制造轿车和运动摩托车排气轿车和运动摩托车排气系统用新型钛合
7、金，系统用新型钛合金，最高温度可达最高温度可达800。汽车弹簧、发动机连杆汽车弹簧、发动机连杆和阀门上也采用了和阀门上也采用了钛合金材料。钛合金材料。树脂基复合材料和树脂基复合材料和 钛合金用量增加。钛合金用量增加。1.1.3 先进材料的发展及应用先进材料的发展及应用 根据其使用性能可分为结构材料和功能根据其使用性能可分为结构材料和功能材料，具有高强度、高韧性、耐高温、抗材料，具有高强度、高韧性、耐高温、抗腐蚀等优点。腐蚀等优点。先进陶瓷先进陶瓷 优点：耐更高温，但焊接难优点：耐更高温，但焊接难度很大。在新能源、航天以度很大。在新能源、航天以及海洋开发等特殊领域及海洋开发等特殊领域具有广泛的应
8、用前景。具有广泛的应用前景。金属间金属间化合物化合物 先进复先进复合材料合材料具有许多独特的具有许多独特的物理、化学和力物理、化学和力学性能，是一种学性能，是一种很有发展前景的很有发展前景的高温结构材料。高温结构材料。克服单一材料克服单一材料的局限性的局限性Ti3Al在航在航空航天应用空航天应用十分广泛。十分广泛。Fe3A1能够在熔能够在熔炉高温装置以及炉高温装置以及航空航天、电航空航天、电力等的应用力等的应用。1.2 本课程本课程的任的任务、内容和特点务、内容和特点 1.2.1 本课程的目的和任务本课程的目的和任务目的目的培养学生掌培养学生掌握对材料进握对材料进行焊接性分行焊接性分析的基本方
9、析的基本方法法任务任务培养学生对专培养学生对专业基本概念的业基本概念的理解理解,加强学生加强学生独立归纳整理独立归纳整理 和分析的能力。和分析的能力。1.2.2 本课程的内容和教学要求本课程的内容和教学要求 内内容容由概述、焊接性及其试验由概述、焊接性及其试验 评定、合金结构钢的焊接、评定、合金结构钢的焊接、不锈钢及耐热钢的焊接、不锈钢及耐热钢的焊接、有色金属的焊接、铸铁焊有色金属的焊接、铸铁焊接、先进材料的焊接和异接、先进材料的焊接和异 种材料的焊接等章节组成。种材料的焊接等章节组成。思考题：思考题：根据本章所述内容，举根据本章所述内容，举例说明低合金钢焊接在工程例说明低合金钢焊接在工程结构中的重要作用。结构中的重要作用。
