焊接是金属连接的主要方法。它已成为现代工业生产中的一种重要的金属加工工艺。在管道建设过程中，焊接质量的优劣直接决定着管道能否安全运行。《焊接工艺及方法》是培养焊接专业高级焊接工艺及方法应用性人才的必修课，《焊接工艺及方法》课程一般在《焊接电工学》、《焊接工程力学》、《金属材料及加工工艺》等课程后开设，为《焊接结构》等课程作理论储备。本课程以“应用为目的,必须够用为度”为原则，重点培养学生的施工现场动手焊接操作的能力，施工现场解决焊接技术问题的能力和使学生具备施工现场团结协作的职业道德。
本课程主要讲授焊接专业的电弧焊基础知识、焊条电弧焊、埋弧自动焊、二氧化碳气体保护焊、钨极氩弧焊、熔化极氩弧焊、等离子弧焊接及切割、药芯焊丝半自动焊接、自动焊接方法，侧重对学生进行焊接专业实训技能的训练，本课程标准适用于高等职业技术教育三年全日制焊接技术及自动化专业。本课程课内总学时建议为138学时，其中理论课78学时；实训60学时。课内总学时讲授主要知识点及课内学时分配详见下表。
二、课程培养目标
焊接工艺及方法》是焊接专业的一门应用性很强的课程，坚持“以学生为主体，以学生的学习为中心”，融“教、做、练”为一体，强化对学生实际应用能力的培养。在教学过程中突出高职教育特点，以技术应用为第一要素,使学生“学其所用，用其所学”。在教学过程中帮助学生学会学习、学会实践，同时加强学生的职业道德的教育，学会协作，确保人才培养目标的实现。
通过本课程教学过程的实施，使学生具备高素质、高技能人才所必需的焊接工艺及方法应用的能力，为学生将来能适应现场施工奠定基础。
三、课程的基本要求
通过本课程的教学使学生达到以下要求：
1.焊条电弧焊接工艺的选择及设备操作、应用的能力。
掌握焊接焊条电弧焊接工艺参数的选择、调节及相关设备操作和应用的能力，能够独立进行焊条电弧焊接操作，为后续取得压力容器证书作好充分的准备。
2. 埋弧焊接工艺的选择及设备操作、应用的能力
掌握埋弧焊接焊接工艺参数的选择、调节及相关设备操作和应用的能力，
能够独立进行埋弧焊接操作及参数调节，能够独立操作焊接设备。
3.气体保护焊接工艺的选择及设备操作、应用的能力。
掌握气体保护焊接工艺参数的选择、调节及相关设备操作和应用的能力，
能够独立进行气体保护焊接操作及参数调节，能够独立操作焊接设备。
4.药芯焊丝半自动焊接工艺的选择及设备操作、应用的能力。
掌握药芯焊丝半自动焊接工艺参数的选择、调节及相关设备操作和应用的
能力，能够独立进行药芯焊丝半自动焊接操作及参数调节，能够独立操作焊接设备。
5.半自动焊接工艺的选择及设备操作、应用的能力。
掌握半自动焊接工艺参数的选择、调节及相关设备操作和应用的能力，能够独立进行半自动焊接操作及参数调节，能够独立操作焊接设备。
6.气焊气割工艺的选择及设备操作、应用的能力。
掌握气焊、气割工艺参数的选择、调节及相关设备操作和应用的能力，能够进行基本的气焊气割操作及参数调节，能够独立操作焊接设备。
四、课内教学内容
1.电弧焊的基础知识
⑴教学目标
①掌握气体电离、阴极电子发射、正接、反接的概念；
②熟悉电弧的物理本质、电弧的产生和转换的基本规律，以及在焊接中的应用；
③熟悉电弧力及磁场对电弧的作用；
④熟悉电弧极性的应用、焊丝的熔化特性、焊丝的熔化速度、熔化系数、熔滴过渡的形式及作用力。
⑵主要学习内容
①焊接电弧：焊接电弧的物理基础、电弧的构成及其导电特性、电弧力、磁场对电弧的作用、电弧的作用、电弧的极性及选择方法；
②焊丝的熔化及熔滴过渡：焊丝的加热熔化特性、焊丝的熔化速度、熔化系
数及影响因素、熔滴过渡的主要形式；
③焊条电弧焊工艺及设备。
⑶实践活动建议
①加强实验和参观，增加感性认识；
②有条件的还可以辅以多媒体教学的手段，使教学活动生动地进行。
2.电弧焊的基础知识
⑴教学目标
①掌握焊条电弧焊的特点及应用范围、焊接材料的选用、工艺参数的选择、焊接技术要点；
②掌握焊条电弧焊设备及工具；
③掌握焊条电弧焊工艺要点及设备。
⑵主要学习内容
①焊条电弧焊的原理及特点；
②焊条电弧焊设备及工具；
③焊条电弧焊工艺。
⑶实践活动建议
①认真贯彻理论联系实际的原则，紧密结合焊接生产实际；
②掌握大纲的深广程度，合理处理教材内容；
③加强实验和参观，增加感性认识；
④有条件的还可以辅以多媒体教学的手段，使教学活动生动地进行。
3. 埋弧自动焊
⑴教学目标
①掌握埋弧焊的特点及应用范围、焊接材料的选用、工艺参数的选择、焊接技术要点、埋弧自动焊机电路分析；
②熟悉埋弧焊的过程、冶金过程、焊缝成型、焊机的维护养与修理。
⑵主要学习内容
①埋弧焊的过程特点及应用；
②埋弧焊的冶金过程及焊接材料的选用；
③埋弧焊的焊缝成形及工艺参数选择；
④埋弧焊的焊接技术：焊前准备、平板双面对接埋弧焊，单面焊双面成形埋弧焊，环缝和曲面的埋弧自动焊、角焊缝的直弧自动焊厚板、簿板的埋弧自动焊、提高埋弧焊生产效率的途径；
⑤埋弧焊机：焊机的分类和结构、熔化极焊接电弧的自动调节、熔化极电弧的自动调节系统、电弧电压自动调节系统；MZ－1000型、MZ1－1000型埋弧自动焊机使用维护及常见故障的排除。
⑶实践活动建议
①认真贯彻理论联系实际的原则，紧密结合焊接生产实际；
②掌握大纲的深广程度，合理处理教材内容；
③加强实验和参观，增加感性认识；
④有条件的还可以辅以多媒体教学的手段，使教学活动生动地进行。
4. CO2气体保护焊
⑴教学目标
①CO2气体保护的特点及应用：熔滴过渡特点、冶金特点；
②掌握CO2气体焊设备、送丝拖动电路原理及焊接工艺参数的选择方法；
③了解特种CO2气体保护焊的发展应用。
⑵主要学习内容
①CO2电弧焊的特点及其应用：CO2电弧焊的实质和特点、CO2电弧焊的熔滴过渡及工艺特点、CO2电弧焊的飞溅及其防止、CO2电弧焊的应用范围；
②CO2电弧焊的冶金特点及焊接材料、合金元素的氧化及脱硫、CO2电弧焊的气孔及其防止、CO2气体及焊丝；
③CO2电弧焊工艺及工艺参数的选择：焊接工艺参数的选择、CO2电弧焊工艺、CO2电弧焊操作技术；
④CO2电弧焊设备：CO2电弧焊设备的主要组成、CO2电弧焊机电路原理举例，CO2焊机的保养和常见故障排除；
⑤特种CO2电弧焊、药芯焊丝CO2电弧焊、CO2＋O2混合气体电弧焊、CO2弧点焊。
⑶实践活动建议
①认真贯彻理论联系实际的原则，紧密结合焊接生产实际；
②掌握大纲的深广程度，合理处理教材内容；
③加强实验和参观，增加感性认识；
④有条件的还可以辅以多媒体教学的手段，使教学活动生动地进行。
5.钨极氩弧焊
⑴教学目标
①掌握氩弧焊特点及应用范围、电流种类和极性的应用、焊接工艺参数的选
择、氩弧焊设备电路。
②熟悉氩弧焊的电极和焊枪结构、脉冲钨极氩弧焊。
⑵主要学习内容
①氩弧焊的特点应用范围；
②钨极氩弧焊的电极和焊枪：钨极氩弧焊对电级材料的要求、钨级氩弧焊对电极直径和形状的要求、钨极氩弧焊焊枪；
③钨极氩弧焊的电流种类和极性、直流钨极氩弧焊、交流钨极氩弧焊；
④钨极氩弧焊工艺：焊前准备、焊接工艺参数的选择、操作技术；
⑤钨极氩弧焊设备：钨极氩弧焊机的一般结构、典型钨机氩弧焊机举例、钨极氩弧焊机的保养和常见故障分析；
⑥脉冲钨机氩弧焊：钨机脉冲氩弧焊的工艺特点，钨机脉冲氩弧焊的工艺
参数及其选择。
⑶实践活动建议
①认真贯彻理论联系实际的原则，紧密结合焊接生产实际；
②掌握大纲的深广程度，合理处理教材内容；
③加强实验和参观，增加感性认识；
④有条件的还可以辅以多媒体教学的手段，使教学活动生动地进行。
6. 熔化极氩弧焊
⑴教学目标
①掌握熔化极氩弧焊的特点、熔滴过渡形式特点、所用气体、工艺和设备；
②了解熔化极脉冲氩弧焊和窄间隙焊。
⑵主要学习内容
①熔化极氩弧焊的特点；
②熔化极氩弧焊的熔滴过渡形式和特点；
③熔化极氩弧焊所用气体：对保护气体的要求、纯氩保护存在的问题、几种常用的混合气体
④熔化极氩弧焊工艺：焊前准备、焊接工艺参数的选择、操作要求；
⑤熔化极氩弧焊设备：熔化极氩弧焊设备的结构、典型熔化极氩弧焊机介绍；
⑥熔化极脉冲氩弧焊和窄间隙焊：熔化极脉冲氩弧焊，窄间隙焊接。
⑶实践活动建议
①认真贯彻理论联系实际的原则，紧密结合焊接生产实际；
②掌握大纲的深广程度，合理处理教材内容；
③加强实验和参观，增加感性认识；
④有条件的还可以辅以多媒体教学的手段，使教学活动生动地进行。
7. 等离子弧焊接和切割
⑴教学目标
①了解等离子弧的特性和等离子弧的发射；
②熟悉等离子弧的焊接，堆焊及喷涂工艺及设备；
③掌握等离子弧切割的工艺和设备；
④掌握气焊气割工艺参数的选择、调节及相关设备操作和应用的能力，能够进行基本的气焊气割操作及参数调节，能够独立操作焊接设备。
⑵主要学习内容等离子弧特性及等离子发生器：等离子弧的形成条件、等离子弧的特点、等离子弧的类型及应用、等离子弧发生器、双弧现象及其影响因素；
①等离子弧焊接、堆焊及喷涂：等离子弧焊接方法及工艺特点、焊接设备、等离子弧堆焊和喷涂简介；
②等离子弧切割原理及特点、切割工艺参数选择、提高切割质量的途径、空气等离子弧切割、等离子切割设备。
③掌握气焊气割工艺参数的选择、调节及相关设备操作和应用的能力，气焊气割操作及参数调节。
⑶实践活动建议
①认真贯彻理论联系实际的原则，紧密结合焊接生产实际；
②掌握大纲的深广程度，合理处理教材内容；
③加强实验和参观，增加感性认识；
④有条件的还可以辅以多媒体教学的手段，使教学活动生动地进行。
8. 药芯焊丝半自动焊
⑴教学目标
①药芯焊丝半自动焊的特点及应用：熔滴过渡特点、冶金特点；掌握药芯焊丝半自动焊设备、送丝拖动电路原理及焊接工艺参数的选择方法；
③了解药芯焊丝半自动焊的发展应用。
⑵主要学习内容
①掌握药芯焊丝半自动焊接工艺参数的选择；
②药芯焊丝半自动焊接工艺参数的调节；
③药芯焊丝半自动焊接的相关设备操作和应用的能力；
④能够独立进行药芯焊丝半自动焊接操作及参数调节。
⑶实践活动建议
①认真贯彻理论联系实际的原则，紧密结合焊接生产实际；
②掌握大纲的深广程度，合理处理教材内容；
③加强实验和参观，增加感性认识；
④有条件的还可以辅以多媒体教学的手段，使教学活动生动地进行。
9.自动焊接工艺的选择及设备操作、应用的能力
⑴教学目标
①自动焊的特点及应用：熔滴过渡特点、冶金特点；
②掌握自动焊设备、送丝拖动电路原理及焊接工艺参数的选择方法；
③了解自动焊的发展应用。
⑵主要学习内容
①掌握自动焊接工艺参数的选择及调节；
②相关设备操作和应用的能力；
③能够独立进行自动焊接操作及参数调节。
⑶实践活动建议
①认真贯彻理论联系实际的原则，紧密结合焊接生产实际；
②掌握大纲的深广程度，合理处理教材内容；
③加强实验和参观，增加感性认识；
④有条件的还可以辅以多媒体教学的手段，使教学活动生动地进行。
五、焊接工艺及方法技能实训
⑴教学目标
实训的目的是通过实训巩固所学的焊接工艺及方法知识，熟悉焊接施工现场所用的各种焊接方法，与所学的理论可相结合，为以后迅速适应焊接工作打好基础。
⑵主要学习内容
①手工焊工艺参数的选择及设备安装、调试、操作、维修的能力；
②埋弧焊工艺参数的选择及设备安装、调试、操作、维修的能力；
③气体保护焊工艺参数的选择及设备安装、调试、操作、维修的能力；
④钨极、熔化极氩弧焊参数的选择及设备安装、调试、操作、维修的能力；
⑤等离子切割、焊接工艺参数的选择及设备安装、调试、操作、维修的能力；
⑥药芯焊丝半自动焊参数的选择及设备安装、调试、操作、维修的能力。
⑦自动焊参数的选择及设备安装、调试、操作、维修的能力。
⑶实践活动建议
①紧密结合焊接生产实际；
②把焊接工艺及方法做为一种专业交流工具;
③教学方式要灵活多样。
⑷实训内容
各种焊接方法焊接工艺参数的选择及设备安装、调试、操作、维修的能力；
⑸实训要求及学时分配
实训内容一览表
六、评价建议
学生学习效果整体评价除了关注考核结果，更要关注他们在学习过程中的
收获和今后持续发展的能力。应将过程评价和每一个环节的结果评价相结合，定性与定量相结合。同时要考虑学生参与教学活动的程度，独立思考的习惯，解
决专业问题的能力，自我接受新知识的能力和今后持续发展的能力等方面。充分
关注学生的个性差异，发挥评价的激励作用。
建议的考评标准为：平时成绩（理论和实践各10%）20％；实训考核35％；理论终结考试45％；最终成绩建议采用百分制记分法。
七、教学中应注意的几个问题
1．教学重点与难点
本课程教学重点是各种焊接方法的实际操作技术和工艺参数的调节，教学难点是焊条电弧焊方法的实际操作技术，在教学过程中应采用实训现场与理论讲授相结合的办法，掌握大纲的深广程度，合理处理教材内容。
2.教学资料资源的开发
要注重教材建设，特别是能编写适用的《焊接工艺及方法》教材，及时为学生提供实训指导、习题指导、试卷样题库等多种学习资料，同时为学生提供参考书目录、技术网站网址、技术手册及相关技术杂志目录，作为学生自主选择学习资料的资源。
3.实践资源充分利用
本课程是实践要求较高的课程，在教学中一定注重理论联系实际，紧密与生产实际相结合，充分发挥学院实训场地的功能，通过课内实训、专题训练活动等环节提高学生的专业技能与动手能力。加强实验和参观，增加感性认识；
4．运用互动教学，开拓学生潜能
在教学注重互动教学，倡导学生主动参与，逐步培养学生乐于探究、勤于动手、善于发现问题和讨论问题，具有基本的焊接操作能力和分析结果的能力。有条件的还可以辅以电教育的手段，使教学活动生动的进行。
八、教学参考书
1.姜焕中《电弧焊及电渣焊》机械工业出版社
2.中国机械机械工程学会焊接学会编《焊接手册第一卷焊接方法与设备》（第2版）机械工业出版
社
3.中国机械机械工程学会焊接学会编《焊接手册第三卷材料的焊接》（第2版）机械工业出版社
4.俞尚知主编《焊接工艺人员手册》上海科学技术出版社
5.雷世明主编《焊接方法与设备》机械工业出版社
6.王震征等主编《气体保护焊工艺和设备》西北工业大学出版社
7.姜焕中主编《电弧焊及电渣焊》机械工业出版社
8.周玉生主编《电弧焊》机械工业出版社
9.北京市技术协作委员会编《实用焊接手册》水利电力出版社
10.美国焊接学会编《焊接手册》机械工业出版社
11.吴志强主编《现代焊接方法与设备》机械工程师进修大学出版社
12.陈淦方编著《埋弧焊》机械工业出版社
13.殷树言等编《气体保护焊工艺》哈尔滨工业大学出版社
14.周兴中主编《焊接方法与设备》机械工业出版社
15.天津大学编《金属结构的电弧焊》机械工业出版社
16.黄国定编《弧焊设备的使用与维护》机械工业出版社
17.卢本等编《焊接自动化基础》华中工学院出版社
18.陈祝年编著《焊接工程师手册》机械工业出版社
19.李开斌著《自动埋弧焊弧长自动控制系统》电焊机
20.赵熹华主编《焊接方法与机电一体化》机械工业出版社
21.王震薇等主编《气体保护焊工艺及设备》西北工业大学出版社
22.曾乐主编《现代焊接技术手册》上海科学技术出版社
23.吴志强主编《现代焊接方法与设备》机械工程师进修大学出版社
24.沈世瑶主编《焊接方法与设备第三分册》机械工业出版社
25.陈金方《埋弧焊》机械工业出版社
26.张修智等编《气体保护焊》电力工业出版社
27.毕惠琴主编《弧焊电源》机械工业出版社
九、附录
⑴课外训练活动课题
课题1：各种焊接方法动手操作焊接一个试板，各自评判；
课题2：针对部分焊接试件的典型焊接缺陷进行讲评。
[2]术语
焊接；电弧；破坏性检验；低氢型焊条；自动焊；焊接性；埋弧焊；气体保护电弧焊；对接接头。[3]专业英语
焊接：welding；
电弧: arc；
破坏性检验: destructive test；
低氢型焊条：hydrogen controlled electrode；
自动焊：automatic welding；
焊接性：weldability；
埋弧焊: submerged arc welding；
气体保护电弧焊：gas shielded metal arc welding;对接接头：butt joint。
本科课程论文题目陶瓷金属钎焊 院（系）化学学院 专业应用化学 课程材料化学 学生姓名金露 学号2011210521 指导教师王宏里 二○一三年十二月
陶瓷和金属钎焊技术 摘要：陶瓷与金属的钎焊技术是金属陶瓷材料得以发展和应用的关键技术之一。概述了陶瓷与金属钎焊的困难，阐述了陶瓷与金属钎焊的技术方法及其研究进展, 展望了陶瓷与金属钎焊技术的应用前景。 关键字：陶瓷金属钎焊 0 前言： 陶瓷材料具有优异的耐高温、耐磨损、抗腐蚀性能和密度低、绝缘性好的特点, 在汽车、军工、电子、航空航天等领域具有广阔的应用前景。然而陶瓷塑性差、脆性高的特点一方面造成了形状复杂的陶瓷零件加工成型困难, 另一方面决定了其在单独使用过程中抵抗热应力和冲击载荷的能力差。根据使用要求选择有效的连接方法, 将陶瓷与金属连接起来获得陶瓷一金属复合构件, 能把二者的优点结合起来, 充分发挥陶瓷材料的优异性能并拓宽其应用范围。 其中钎焊就是把金属与陶瓷连接起来的一种方法。钎焊是采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点，低于母材熔化温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。钎焊变形小，接头光滑美观，适合于焊接精密、复杂和由不同材料组成的构件，如蜂窝结构板、透平叶片、硬质合金刀具和印刷电路板等。钎焊前对工件必须进行细致加工和严格清洗，除去油污和过厚的氧化膜，保证接口装配间隙。间隙一般要求在0.01～0.1毫米之间。 1 陶瓷与金属钎焊的困难 异种材料钎焊存在很多困难：线膨胀系数不同容易引起热应力，异种材料焊接热影响区力学性能较差，特别是塑性和韧性下降；一种材料焊接接头容易产生裂纹甚至发生断裂。陶瓷与金属钎焊时由于陶瓷材料与金属原子结构之间存在本质上的差别，加上陶瓷本身特殊的物理化学性能，因此，陶瓷与金属的钎焊存在不少问题。由于普通金属钎料在陶瓷表面润湿性很差。因此提高钎料在陶瓷表面的润湿性是保证钎焊质量的关键。此外，金属和陶瓷物理性能、力学性能的不匹配也是影响钎焊的重要因素。具体体现为以下几个方面： （1）、陶瓷与金属钎料难润湿 熔点：陶瓷～2000℃；金属～1600℃ sg sg，sg sl （2）、陶瓷与金属的物理化学性质差异大 陶瓷CTE ～2；金属CTE 13～24 （3）、陶瓷的线膨胀系数比较小，与金属的线膨胀系数相差较大，陶瓷与金属焊
金属材料的焊接性能 （2014.2.27） 摘要：对各种常用金属材料的焊接性能进行研究，通过参考各类焊接丛书及焊接前辈多年的经验总结，对常用金属材料的焊接工艺可行性起指导作用。 关键词：碳当量；焊接性；焊接工艺参数；焊接接头 1 前言 随着中国特种设备制造业的不断发展，我们在制造产品时所用到的金属材料种类也在不断增加，相应地所必须掌握的各种金属材料的焊接性能也在不断研究和更新中，为了实际产品制造的焊接质量，熟悉金属材料的焊接性能，以制定正确的焊接工艺参数，从而获得优良的焊接接头起到至关重要的指导作用。 2 金属材料的焊接性能 2.1 金属材料焊接性的定义及其影响因素 2.1.1 金属材料焊接性的定义 金属材料的焊接性是指金属材料在采用一定的焊接工艺包括焊接方法、焊接材料、焊接规范及焊接结构形式等条件下，获得优良焊接接头的能力。一种金属，如果能用较多普通又简便的焊接工艺获得优良的焊接接头，则认为这种金属具有良好的焊接性能金属材料焊接性一般分为工艺焊接性和使用焊接性两个方面。 工艺焊接性是指在一定焊接工艺条件下，获得优良，无缺陷焊接接头的能力。它不是金属固有的性质，而是根据某种焊接方法和所采用的具体工艺措施来进行的评定。所以金属材料的工艺焊接性与焊接过程密切相关。 使用焊接性是指焊接接头或整个结构满足产品技术条件规定的使用性能的程度。使用性能取决于焊接结构的工作条件和设计上提出的技术要求。通常包括力学性能、抗低温韧性、抗脆断性能、高温蠕变、疲劳性能、持久强度、耐蚀性能和耐磨性能等。例如我们常用的S30403，S31603不锈钢就具有优良的耐蚀性能，16MnDR，09MnNiDR低温钢也有具备良好的抗低温韧性性能。
在连接金属与陶瓷方面的进步 张勇封迪何志勇陈喜春 （中国，北京100081，高温材料研究所，中心钢铁研究所） 摘要：连接陶瓷和金属的方法的研究和发展，特别是铜焊、扩散连接和局部过渡液相扩散焊,做了简要的介绍，提出了一些看法。对于新的复合材料的出现，发展新的结合方法尤其是在高温技术领域结合陶瓷形成超合金是很必要的。 关键词：陶瓷、金属、连接、发展。 陶瓷因其低密度、高强度和优良的耐高温性能，广泛适用于航空、冶金领域。特别是在高温技术方面，陶瓷和陶瓷基复合材料比金属拥有更多的优点。但陶瓷具有低韧性，并且制造复杂的部分很困难。因此，为达到要求【1,2】，生产金属陶瓷复合材料零件是合理的。在下文中，讨论的是集中连接方法的发展，尤其是将碳化硅、硅、氮加入到金属中。 1、金属和陶瓷的主要连接方法 迄今为止，已经开发出几种连接金属和陶瓷的方法【3】，比如机械机械连接、粘着剂结合、摩擦焊【4】、高能束焊接【5】、微波焊接、超声波焊接【6】、爆炸焊接【7】、反应连接、燃烧反应连接【8】、场辅助粘结【9】、铜焊、扩散连接【10】、瞬间液相扩散焊（TLPB）和局部瞬间液相扩散焊（PTLPB）等。每种技术都有其特点，并且机械加入、钎焊和扩散连接是主要方法。具有钎焊和扩散连接优点的PTLPB，是一种很有前途的技术。
1.1机械加入 机械加入常用于往金属中加入陶瓷,树脂基复合材料、陶瓷基复合材料(cmc)或炭/炭复合材料，它有两种基本类型：螺栓连接和热覆盖。机械加入对于SiC的提升是一种很重要的方法。最近，通过机械加入的方法制造出许多应用在高温条件下的碳化硅复合材料零件，并且一些其他的连接方法也几乎可以使用。但机械加入也有其缺点，比如低气密性和高加工成本。由于热应力的存在，导致热覆盖的应用仅局限在低温下使用的零件。 同样，由于应力集中、孔的位置、连接部件在高温下的性能以及它们同基体材料的匹配性的原因，通过机械加入加入陶瓷基复合材料方法的应用，特别是往金属中加入纤维增强复合材料 ( C,/SiC,SiCf/SiC)，受到了限制。打破陶瓷基复合材料的限制是很困难的，并且加工过程中常常出现错误，从而使复合材料降级。 因此，为使金属陶瓷或是陶瓷基金属复合材料高温复合零件应用更好，发展更好的连接技术是很必要的。 1．2钎焊 所谓钎焊，就是将填充金属熔化并推动液体填充物填充到隙中形成一个结头。与其他连接技术相比，钎焊因温度低因而具有对连接材料低影响的优点，所以它能连接精密、复杂部件和其他材料，但是填充材料的熔点限制了复合材料部件的使用温度。目前，钎焊是最适合加入复合材料的方法之一。为通过使用钎焊连接陶瓷和金属，提高填充材料和陶
金属材料焊接性知识要点 1. 金属焊接性：指同质材料或异质材料在制造工艺条件下，能够形成完整接头并满足预期使用要求的能力。包括（工艺焊接性和使用焊接性）。 2. 工艺焊接性：金属或材料在一定的焊接工艺条件下，能否获得优质致密无缺陷和具有一定使用性能的焊接接头能力。 3. 使用焊接性：指焊接接头和整体焊接结构满足各种性能的程度，包括常规的力学性能。 4. 影响金属焊接性的因素：1、材料本因素2、设计因素3、工艺因素4、服役环境 5. 评定焊接性的原则:（1）评定焊接接头中产生工艺缺陷的倾向，为制定合理的焊接工艺提供依据；（2）评定焊接接头能否满足结构使用性能的要求。 6. 实验方法应满足的原则：1可比性 2针对性 3再现性 4经济性 7. 常用焊接性试验方法： A:斜Y坡口焊接裂纹试验法: 此法主要用于评定碳钢和低合金高强钢焊接热影响区对冷裂纹的敏感性。 B:插销试验 C:压板对接焊接裂纹试验法 D:可调拘束裂纹试验法 一问答：1、“小铁研”实验的目的是什么，适用于什么场合？了解其主要实验步骤，分析影响实验结果稳定性的因素有哪些？ 答：1、目的是用于评定用于评定碳钢和低合金高强钢焊接热影响区对冷裂纹的敏感性。评定碳钢和低合金高强钢焊接热影响区对冷裂纹的敏感性时，影响结果稳定因素焊接接头拘束度预热温度角变形和未焊透。（一般认为低合金钢“小铁研实验”表面裂纹率小于20%时。用于一般焊接结构是安全的） 2、影响工艺焊接性的主要因素有哪些？ 答：影响因素：（1）材料因素包括母材本身和使用的焊接材料，如焊条电弧焊的焊条、埋弧焊时的焊丝和焊剂、气体保护焊时的焊丝和保护气体等。 （2）设计因素焊接接头的结构设计会影响应力状态，从而对焊接性产生影响。 （3）工艺因素对于同一种母材，采用不同的焊接方法和工艺措施，所表现出来的焊接性有很大的差异。 （4）服役环境焊接结构的服役环境多种多样，如工作温度高低、工作介质种类、载荷性质等都属于使用条件。 3、举例说明有时工艺焊接性好的金属材料使用焊接性不一定好。 答：金属材料使用焊接性能是指焊接接头或整体焊接结构满足技术条件所规定的各种使用性能主要包括常规的力学性能或特定工作条件下的使用性能，如低温韧性、断裂韧性、高温蠕变强度、持久强度、疲劳性能以及耐蚀性、耐磨性等。而工艺焊接性是指金属或材料在一定的焊接工艺条件下，能否获得优质致密、无缺陷和具有一定使用性能的焊接接头的能力。比如低碳钢焊接性好，但其强度、硬度却没有高碳钢好。 4、为什么可以用热影响区最高硬度来评价钢铁材料的焊接冷裂纹敏感性？焊接工艺条件对热影响区最高硬度有什么影响？ 答：因为（1）.冷裂纹主要产生在热影响区； （2）其直接评定的是冷裂纹产生三要素中最重要的，接头淬硬组织，所以可以近似用来评价冷裂纹。 一般来说，焊接接头包括热影响区，它的硬度值相对于母材硬度值越高，证明焊接接头的
异种材料焊接存在的八大问题 随着现代工业的发展和科学技术的进步，对焊接构件的性能提出了更高、更苛刻的要求，往往除通常的力学性能之外，还有如高温强度、耐磨性、耐蚀性、低温韧性、抗辐照性、磁性、导电性、导热性以及熔点等多方面的性能，在这种情况下，单靠任何一种金属材料都不可能完全满足使用要求，即使可能有某种金属相对比较理想一些，也常常由于十分稀贵而不能在工程实际中应用。现代焊接技术已经可以将具有不同性能的异种金属牢固地接合起来，既能满足各种性能要求，又可节约贵重金属，降低成本，做到“物尽其用”，因而日益受到人们的重视，并正在航天、航空、石油化工、电站锅炉、机械电子、造船及其他一些领域获得越来越广泛地应用。 异种金属是指那些不同元素的金属（如铝、铜等）或从冶金现点来看性质，如物理性能、化学性能等有显著差异的某些以相同基本金属形成的合金（如碳钢、不锈钢等）。它们可以用作母材、填充金属或焊缝金属。异种材料的焊接，是指两种或两种以上的不同材料（指化学成分、金相组织及性能等不同）在一定工艺条件下进行焊接加工的过程。在异种金属的焊接中，最常见的是异种钢焊接，其次是异种有色金属焊接和钢与有色金属的焊接。从接头形式看来也有三种基本情况，即两种不同金属母材的接头，母材金属相同而填充金属不同的接头（如用奥氏体焊接材料焊接中碳调质钢的接头等），以及复合金属板的焊接接头等。
异种材料的焊接 把不同的两种金属焊接在一起时，必定会产生一层性能和组织与母材不同的过渡层。由于异种金属在元素性质、物理性能、化学性能等方而有显著差异，与同种材料的焊接相比，异种材料的焊接无论从焊接机理和操作技术上都比同种材料要复杂得多。 异种材料焊接中存在的主要问题如下： 1、异种材料的熔点相差越大，越难进行焊接。 这是因为熔点低的材料达到熔化状态时，熔点高的材料仍呈固体状态，这时已经熔化的材料容易渗入过热区的晶界，会造成低熔点材料的流失、合金元素烧损或蒸发，使焊接接头难以焊合。例如焊接铁与铅时（熔点相差很大），不仅两种材料在固态时不能相互溶解，而且在液态时彼此之间也不能相互溶解，液态金属呈层状分布，冷却后各自单独进行结晶。 2、异种材料的线膨胀系数相差越大，越难进行焊接。 线膨胀系数越大的材料，热膨胀率越大，冷却时收缩也越大，熔池结晶时会产生很大的焊接应力。这种焊接应力不易消除，结果会产生很大的焊接变形。由于焊缝两侧材料承受的应力状态不同，容易导致焊缝及热影响区产生裂纹，甚至导致焊缝金属与母材的剥离。 3、异种材料的热导率和比热容相差越大，越难进行焊接。 材料的热导率和比热容会使焊缝金属的结晶条件变坏，晶粒严重粗化，并影响难熔金属的润湿性能。因此，应选用强力热源进行焊接，焊接时热源的位置要偏向导热性能好的母材一侧。 4、异种材料的电磁性相差越大，越难进行焊接。 因为材料的电磁性相差越大，焊接电弧越不稳定，焊缝越差。 5、异种材料之间形成的金属间化合物越多，越难进行焊接。 由于金属间化合物具有较大的脆性，容易导致焊缝产生裂纹、甚至断裂。
陶瓷衬垫焊接工艺 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！ 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 对接平焊、立焊、横焊和平角焊的坡口型式如下图。 【焊接规范】 CO2单面焊双面成型工艺的焊接规范是比较灵活的，它与焊工的技能和熟练程度有关。选择焊接规范时应注意焊接电流和电压的匹配，确保焊缝的良好成型。
熟练的焊工，能够使用较大电流的焊接规范，以提高劳动生产率。焊接电流最大不宜超过230A（焊丝直径ф1.2）。表4、表5所列焊接参数，可供参考选择。 【操作要领】
CO2单面焊是一种技术性很强的焊接方法。尽管影响焊缝双面成型的因素很多，如设备性能、气候、施工空间环境、网路电压、人员素质等，但更重要的是人员素质。焊工素质表现在认知面（理论水平）、技能技巧、熟练程度和工作态度等方面。因此，即便使用了合适的焊接规范参数，想要获得满意的焊缝质量，还必须掌握准确的操作方式和技术要领。 【燃弧点位置】 采用单面焊时，燃弧的位置十分重要，如图3所示。由于进行CO2单面焊时，电弧的电流密度较大，在熔池前端的母材上形成半圆孔，随着电弧的前进，熔化金属不断填满此半圆孔。操作时必须使燃弧点处于熔池中心，如果燃弧点太靠前，如图3中B点的位置，则会使铁水过早前淌，使熔宽减小，严重时导致两底边未熔合。若燃弧点太靠后，如图3中A点，使铁水前淌过缓，会增加熔宽，焊缝下垂过多，且容易使焊缝正面形成中间高、两边低的形式，这样在上面一层焊接时会导致两边夹渣。正常的打底焊成形应是焊缝反面增高适当，焊缝正面为中间低，两边成弧状过渡，如图4所示。
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周健等Ⅲｏ对Ａ１２０３一Ａ１２０３以及Ａ１２０３和ＨＡＰ（羟基磷灰石）生物陶瓷进行了焊接，并借助电镜、电子探针分析了界面结合情况。前者在２ＭＰａ、１３００℃、保温１５ｍｉｎ时结合强度达到基体强度。后者在２．５ＭＰａ、１２００℃、保温１５ｍｉｎ左右将两类材料焊接在一起。． 蔡杰等¨引采用１’Ｅ１０３型谐振腔分别在１３００和１４００℃对Ａ１２０３一Ａ１２０３进行焊接，认为在１３００℃焊接时，虽经长时间保温，焊接效果不理想，在１４００℃、保温２０ｍｉｎ，焊缝消失。如上所述，氧化铝陶瓷一般采用直接焊接，对于高纯度氧化铝陶瓷一般采用低纯氧化铝或玻璃做中间层，目前也有人用溶胶凝胶方法制备的氧化铝做中间层。 目前微波焊接腔体的微波场的均匀区域还不大，改进微波场的分布，提高加热均匀区域，可以提高材料的焊接尺寸。同时增加焊接材料的种类。 ７激光焊接 激光焊接陶瓷是近年来发展的新技术，Ｍｉｔｔｗｅｉｄａ公司开发了双束激光焊接陶瓷方法，其原理见图９。 图９双束激光焊接示意图¨引 Ｆｉｇ．９Ｓｋｄ【ｃｈｏｆｄｏｕｂｌｅｌａｓｅｒｗｅｌｄｉＩｌｇ 采用高能束激光焊方法，可快速加热和冷却，配以氮气筛的冷却和温度场调节，诱导和改善复合材料增强相和基体界面反应，而提高接头强度。采用脉冲输入方式，可抑制界面反应，细化组织，减少缺陷，获得良好接头，在操作时对激光功率控制非常重要啪Ｊ。用该法焊接的Ａｌ：Ｏ，陶瓷试样，激光焊接区细晶粒均匀，在电子显微镜下，可以看到晶粒呈片瓦结构，防止了裂纹的产生和扩展。经１００次反复加热和冷却后，试样的弯曲强度无明显下降。 ８结语 随着Ａｌ，Ｏ，陶瓷的广泛应用，其连接技术已成为世界各国集中研究的重点，其中钎焊与扩散连接是最常用的连接方法，但都有其局限性。例如：用钎焊方法形成的陶瓷接头的高温性能和抗氧化性能较差；钎焊的界面反应机理现在还处于试验阶段，缺乏系统性和理论性。扩散连接虽然可以减小界面缺陷，并适合大尺寸构件的接合，但易发生试件的变形和损伤等。近来新发展的微波连接能很好地实现接头处均匀连接，避免了开裂的发生，而且由于升温速度极快，陶瓷内部的晶粒不会剧烈长大。而ｓＨｓ焊接和激光焊接还处于起步阶段，有待于发展。 参考文献 １王颖．ＡＪ：０，陶瓷与Ｋｏｖｅｒ合金钎焊工艺研究．哈尔滨工业大学硕士论文，２００６：ｌ一５０ ２Ｈａｍ咖ｄＪＰ，ＤＢ“ｄＳＡ，ＳａｍｅＵａＭＬＢ阳ｚｉｎｇｏ既帅ｉｃｏｘ－ｉｄ船ｔｏｍ吨ＩｌｓａｔｌｏｗｔｅⅡ聊舶ｈｌｒ酷．ＷｅｌｄＪ，１９９２；（５）：１４５—１４９３赵永清．利用化学镀实现Ａ１２０，陶瓷与金属的连接．焊接技术，１９９９；（２）：１６—１７ ４顾小龙，王大勇，王颖．Ａｌ：０，陶瓷／ＡｇＣｕＴ∥可伐合金钎焊接头力学性能．材料科学与艺，２００７；１５（３）：３６６—３６９５吴铭方．反应层厚度对他０３／ＡｇＣｕ７ｎ／ｎ一６ｍ一４Ｖ接头强度的影响．稀有金属材料与工程，２０００；１９（２６）：４１９—４２２６王洪潇．氧化铝陶瓷与金属活性封接技术研究．大连交通大学硕士论文，２００６：１—５０ ７刘军红．复相Ａｌ：０，基陶瓷／钢大气中直接钎焊连接界面的微观组织结构．焊接学报，２００３；２４（６）：２６—２８ ８张玮．镍离子注入灿２０３／１ｃｒｌ８Ｎｉ９Ｔｉ的钎焊界面成分分析．包头钢铁学院学报，２０００；１９（３）：２１９—２２ｌ ９王大勇，冯吉才，刘会杰．灿：Ｏ，／Ｃｕ／Ａｌ扩散连接工艺参数的优化．材料科学与工艺，２００３；１１（１）：７３～７６ １０陈铮，赵其章，方芳等．陶瓷／陶瓷（金属）部分瞬间液相连接．硅酸盐学报，１９９９；２７（２）：１８６～１８８ １ｌＭｅｒｚｈ锄ｏｖＡＧ．ＩｎｔｅｒＳｙｍｐｏｓｉｕｍ∞ｃｏＩＩＩｂｕｓ阴ｄｐｌ嬲一眦ｓｙｎ．ｏｆｈｉｇｌｌ—ｔｅ呷．Ｍａｔｅｒ．ｓ明Ｆｒ锄ｃｉｓｃｏ，ｃＡ，９８８ １２余圣甫等．Ａｌ：０，陶瓷／不锈钢自蔓延高温原位合成连接．焊接学报，２００４；２５（２）１１９一１２２ １３周健，章桥新，刘桂珍等．微波焊接陶瓷辊棒．武汉工业大学学报，１９９９；２１（３）：１～２ １４ＭｅｅｋＴＴ，ＢｌａｌｃｅＲＤ．Ｃｅｒａｍｉｃ?ｃｅ硼ｉｃｓｅａｌｓｂｙｍｉｃｒｏ－ｗ盯ｅｈｅ砒ｉｎｇ．Ｊ．Ｍａｔ．Ｓｃｉ．Ｌ肚．，１９８６；（５）：２７０～２７４ １５Ｆｕｋｕｓｈｉ眦Ｈ。ＹａｍａｎａｋａＴ，Ｍａ协ｕｉＭ．Ｍｉｃｍｗａｖｅｈｅａｔ—ｉｎｇｏｆ ｃｅ姗ｉｃｓａｎｄｉ协ａｐｐｌｉｃ砒ｉ叩ｔｏｊｏｉｎｉｎｇ．ＪＭａｔ．Ｒ∞．，１９９０；５（２）：３９７—４０５ １６Ｂｉ衄ｅｒＪＧＰ，Ｆ唧ｉｅＪＡ，ＷｈｉｔａｋｅｒＰＡｅｔａ１．Ｔｈｅｅ妇ｆｅｃｔ０ｆｃｏｍｐｏｓｉｔｉ∞ｏｎｔｌＩｅＩＩｌｉｃｎ）ｗａｖｅｂｏｎｄｉｒＩｇ０ｆａｌｕｌＩｌｉ啪ｃｅ捌【ｎｉｃｓ．ＪＭａｔ．ｓｃｉ．，１９９８；３３（１２）：３０１７～３０２９ １７ｚｌＩ伽Ｊｉ蛐，Ｚｈ衄ｇＱｉａ喇ｎ，ＭＥＩＢｉｎｇｃｈｕｅｔａ１．Ｍｉｃ胁ｗａｖｅｊｏｉＩｌｉｎｇｏｆ ａｌｕＩＩｌｉ腿ｃ廿枷ｃａｎｄｈ”Ｉｒｏｘｙｌ印ａｔｉｔｅｂｉｏｃｅ枷ｃ．ＪＷｕｈ粕Ｕｎｉｖ．ｏｆＴｅｃｈ．Ｍａｔｅｒ．Ｓｃｉ．，１９９９；１４（２）：４６～４９１８ＣｈｅｎＸｉｎｍ伽，ⅡｕＷ嘶．ＨｉｇｌｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＨｅａｔｉｌｌｇＤｉｅ．１ｅｃｔｒｉｃＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．ＢｅｉｊｉＩｌｇ：ｓｃｉｅ眦ｅＰｒ鹤ｓ，１９７９：ｌ一３０ １９Ｃ蛐Ｇ，Ｋ０ｃａＩ【Ｍ．ｈ咿ｓｓｉｎｊｏｉｎｉＩｌｇｏｆａｄｖ锄ｃｅｄｍａｔｅ—ｒｉａｌｓ．ｈｔｅｍａｔｉｏＩｌａｌＭａｔｅｒｉａｌｓＲｅｖｉｅ啪，１９９８；４３（１）：卜４４２０广赖明夫．金属基复合材料。结合．溶接会志，１９９６；６５（４）：ｌ６９２一ｌ６９８ （编辑吴坚） 宇航材料工艺２００８年第４期 万方数据
陶瓷钎焊 陶瓷与金属的连接是20世纪30年代发展起来的技术,最早用于制造真空电子器件,后来逐步扩展应用到半导体、集成电路、电光源、高能物理、宇航、化工、冶金、仪器与机械制造等工业领域。陶瓷与金属的连接方法比较多,如钎焊、扩散焊、熔焊及氧化物玻璃焊料连接法等,其中钎焊法是获得高强度陶瓷/金属接头的主要方法之一。钎焊法又分为金属化工艺法和活性钎料法。我国于50年代末才开始研究陶瓷—金属连接技术,60年代中便掌握了金属化工艺法(活化Mo-Mn法)和活性钎焊法,推动了陶瓷/金属钎焊用材料及其钎焊工艺的发展。 常用的金属和陶瓷钎焊方法 常用的钎焊方法有陶瓷表面金属化法和活性金属法 金属和陶瓷钎焊工艺 陶瓷与被连接金属的热膨胀系数相差悬殊，导致钎焊后使接头内产生较高的残余应力, 而且局部地方还存在应力集中现象,极易造成陶瓷开裂。为降低残余应力, 必须采用一些特殊的钎焊工艺路线。①合理选择连接匹配材料；②利用金属件的弹性变形减小应力;③避免应力集中；④尽量选用屈服点低, 塑性好的钎料；⑤合理控制钎焊温度和时间；⑥采用中间弹性过渡层。其中, 采用中间弹性过渡层的方法是研究和应用最多的方法之一, 采用中间弹性过渡层对降低残余应力的作用较大。该方法采用陶瓷/ 钎料/ 中间过渡层/ 钎料/ 金属的装配形式进行钎焊, E 和σs 减小, 接头强度越高, 这说明较“软”的中间层能够有效地释放应力, 改善接头强度。中间过渡层的热膨胀系数与Si3N4 接近固然有好处, 但如E 和σs 很高(如Mo 和W) , 不能缓和应力, 也就不能起到好的作用。因此, 可以认为E 和σs 是选择中间过渡层的主要着眼点。中间过渡层的选择应尽量满足下列条件: ①选择 E 和σs 较小的材料; ②中间过渡层与被连接材料的热膨胀系数差别要小; ③充分考虑接头的工作条件。采用弹性过渡层的陶瓷连接方法的缺点是接头强度不高, 原因是有效钎接面积小。但这种低应力或无应力接头具有良好的使用性能, 其优点是在热载荷下产生较低的热应力, 接头耐热疲劳, 抗热冲击性能好。 金属和陶瓷钎焊的发展前景 随着社会新材料的发展和金属与陶瓷钎焊技术日趋完善,其在工业领域的应用越来越广泛,可以预见,金属与陶瓷钎焊技术有着广阔的应用前景,无疑是今后研究的重点。传统的陶瓷金属化法工艺复杂、费时耗资,活性金属钎焊是目前最有可能得到大规模工业应用的连接方法,而部分瞬间液相连接充分结合了活性钎焊和固相扩散连接两者的优点,能在比常规连接方法低得多的温度下制备耐热接头,正不断引起人们极大的兴趣和关注。随着国民经济的发展, 特别是高科技领域的发展, 具有优异性能的结构陶瓷与金属的钎焊零部件的应用也日益广泛, 尤其是一些特殊工作条件, 如耐冲击负荷、耐腐蚀、耐高温、抗氧化性好等, 要求研究开发与之相适应的新材料及新工艺, 这样才会有助于推动我国陶瓷材料。
金属材料的焊接性能 （1）焊接性能良好的钢材主要有： 低碳钢（含碳量<0.25）；低合金钢（合金元素含量1～3、含碳量<0.20）；不锈钢（合金元素含量>3、含碳量<0.18）。 （2）焊接性能一般的钢材主要有： 中碳钢（合金元素含量<1、含碳量0.25～0.35）；低合金钢（合金元素含量<3、含碳量<0.30）；不锈钢（合金元素含量13～25、含碳量￡0.18） （3）焊接性能较差的钢材主要有： 中碳钢（合金元素含量<1、含碳量0.35～0.45）；低合金钢（合金元素含量1～3、含碳量0.30～0.40）；不锈钢（合金元素含量13、含碳量0.20）。 （4）焊接性能不好的钢材主要有： 中、高碳钢（合金元素含量<1、含碳量>0.45）；低合金钢（合金元素含量1～3、含碳量>0.40）；不锈钢（合金元素含量13、含碳量0.30～0.40）。 焊条和焊丝选择的基本要点如下： 同类钢材焊接时选择焊条主要考虑以下几类因素： 考虑工件的物理、机械性能和化学成分；考虑工件的工作条件和使用性能； 考虑工件几何形状的复杂程度、刚度大小、焊接坡口的制备情况和焊接部位所处的位置等；考虑焊接设备情况；考虑改善焊接工艺和环保；考虑成本。 异种钢材和复合钢板选择焊条主要考虑以下几类焊接情况： 一般碳钢和低合金钢间的焊接；低合金钢和奥氏体不锈钢之间的焊接；不锈钢复合钢板的焊接。 焊条和焊丝的选择参数查阅机械设计手册中焊条和焊丝等章节和焊条分类及型号（GB 980-76）、焊条的性能和用途（GB 980～984-76）等有关国家标准。 ###15CrMoR的换热器的热处理工艺 ***当板厚超过筒体内径的3％时，卷板后壳体须整体热处理。 *** 15CrMoR焊接性能良好。手工焊用E5515-B2（热307）焊条，焊前预热至200-250℃（小口径薄壁管可不预热），焊后650-700℃回火处理。自动焊丝用H13CrMoA和焊剂250等。 ###压力容器用钢的基本要求 压力容器用钢的基本要求：较高的强度,良好的塑性、韧性、制造性能和与相容性。 改善钢材性能的途径：化学成分的设计,组织结构的改变,零件表面改性。 本节对压力容器用钢的基本要求作进一步分析。 一、化学成分 钢材化学成分对其性能和热处理有较大的影响。 1、碳:碳含量增加时，钢的强度增大，可焊性下降，焊接时易在热影响区出现裂纹。 因此压力容器用钢的含碳量一般不应大于0.25%。2、钒、钛、铌等：在钢中加入钒、钛、铌等元素，可提高钢的强度和韧性。
陶瓷与金属焊接技术 陶瓷与金属焊接技术 Ｔｉ(Ｃ，Ｎ)基金属陶瓷是一种颗粒型复合材料，是在ＴｉＣ基金属陶瓷的基础上发展起来的新型金属陶瓷。Ｔｉ(Ｃ，Ｎ)基金属陶瓷具有高硬度、耐磨、耐氧化、耐腐蚀等一系列优良综合性能，在加工中显示出较高的红硬性和强度，它在相同硬度时耐磨性高于ＷＣＣｏ硬质合金，而其密度却只有硬质合金的1/2。因此，Ｔｉ(Ｃ，Ｎ)基金属陶瓷刀具在许多加工场合下可成功地取代ＷＣ基硬质合金而被广泛用作工具材料，填补了ＷＣ基硬质合金和Ａｌ2Ｏ3陶瓷刀具材料之间的空白。我国金属钴资源较为贫乏，而作为一种战略性贵重金属，近年来钴的价格持续上扬，因此，Ｔｉ(Ｃ，Ｎ)基金属陶瓷刀具材料的研制开发和广泛应用，不仅可推动我国硬质合金材料的升级换代，而且在提高国家资源保障程度方面也具有重要的意义。 我们研制的是添加ＴｉＮ的Ｔｉ(Ｃ，Ｎ)基金属陶瓷。由于ＴｉＣ比ＷＣ具有更高的硬度和耐磨性，ＴｉＮ的加入可起到细化晶粒的作用，故Ｔｉ(Ｃ，Ｎ)基金属陶瓷可表现出比ＷＣ基或ＴｉＣ基硬质合金更为优越的综合性能。这种新型金属陶瓷刀具材料的广泛应用是以其成功的连接技术为前提的，国内外对陶瓷与金属的连接开展了不少的研究，但对于金属陶瓷与金属连接的技术研究较少，以致于限制了Ｔｉ(Ｃ，Ｎ)基金属陶瓷材料在工业生产中的广泛应用。常用的连接陶瓷与金属的焊接方法有真空电子束焊、激光焊、真空扩散焊和钎焊等。在这些连接方法中，钎焊、扩散焊连接方法比较成熟、应用较广泛，过渡液相连接等新的连接方法和工艺正在研究开发中。本文在总结各种陶瓷与金属焊接方法的基础上，对金属陶瓷与金属的焊接技术进行初步探讨，在介绍各种适用于金属陶瓷与金属焊接技术方法的同时，指出其优缺点和有待研究解决的问题，以期推动金属陶瓷与金属焊接技术的研究，进而推广这种先进工具材料在工业领域的应用。 Ｔｉ(Ｃ，Ｎ)基金属陶瓷性能特点及应用现状 Ｔｉ(Ｃ，Ｎ)基金属陶瓷是在ＴｉＣ基金属陶瓷基础上发展起来的一类新型工模具材料。按其组成和性能不同可分为：①成分为ＴｉＣＮｉＭｏ的ＴｉＣ基合金；②添加其它碳化物(如ＷＣ、ＴａＣ等)和金属(如Ｃｏ)的强韧ＴｉＣ基合金；③添加ＴｉＮ的ＴｉＣ ＴｉＮ(或ＴｉＣＮ)基合金；④以ＴｉＮ为主要成分的ＴｉＮ基合金。 Ｔｉ(Ｃ，Ｎ)基金属陶瓷的性能特点如下： (1)高硬度，一般可达ＨＲＡ91～93.5，有些可达ＨＲＡ94～95，即达到非金属陶瓷刀具硬度水平。 (2)有很高的耐磨性和理想的抗月牙洼磨损能力，在高速切削钢料时磨损率极低，其耐磨性可比ＷＣ基硬质合金高3～4倍。 (3)有较高的抗氧化能力，一般硬质合金月牙洼磨损开始产生温度为850～900℃，而Ｔｉ(Ｃ，Ｎ)基金属陶瓷为1100～1200℃，高出200～300℃。ＴｉＣ氧化形成的ＴｉＯ2有润滑作用，所以氧化程度较ＷＣ基合金低约10%。 (4)有较高的耐热性，Ｔｉ(Ｃ，Ｎ)基金属陶瓷的高温硬度、高温强度与高温耐磨性都比较好，在1100～1300℃高温下尚能进行切削。一般切削速度可比ＷＣ基硬质合金高2～3倍，可达200～400ｍ/ｍｉｎ。 (5)化学稳定好，Ｔｉ(Ｃ，Ｎ)基金属陶瓷刀具切削时，在刀具与切屑、工件接触面上会形成Ｍｏ2Ｏ3、镍钼酸盐和氧化钛薄膜，它们都可以作为干润滑剂来减少摩擦。Ｔｉ(Ｃ，Ｎ)基合金与钢不易产生粘结，在700～900℃时也未发现粘结情况，即不易产生积屑瘤，加工表面粗糙度值较低。 Ｔｉ(Ｃ，Ｎ)基金属陶瓷在具有良好综合性能的同时还可以节约普通硬质合金所必需的
陶瓷与金属焊接技术：金属陶瓷材料发展应用 的关键 （Jul 31 2007 03:37PM ） Ｔｉ(Ｃ，Ｎ)基金属陶瓷是一种颗粒型复合 材料，是在ＴｉＣ基金属陶瓷的基础上发展起来的新型金属陶瓷。Ｔｉ(Ｃ，Ｎ)基金属 陶瓷具有高硬度、耐磨、耐氧化、耐腐蚀等一系列优良综合性能，在加工中显示出较高的红硬性和强度，它在相同硬度时耐磨性高于ＷＣＣｏ硬质合金，而其密度却只有硬质合金的1/2。因此，Ｔｉ(Ｃ，Ｎ)基金属陶瓷刀具在许多加工场合下可成功地取代ＷＣ基硬质合金而被广泛用作工具材料，填补了ＷＣ基硬质合金和Ａｌ2Ｏ3陶瓷刀具材料之间的空白。我国金属钴资源较为贫乏，而作为一种战略性贵重金属，近年来钴的价格持续上扬，因此，Ｔｉ(Ｃ，Ｎ)基金属陶瓷刀具 材料的研制开发和广泛应用，不仅可推动我国硬质合金材料的升级换代，而且在提高国家资源保障程度方面也具有重要的意义。
我们研制的是添加ＴｉＮ的Ｔｉ(Ｃ，Ｎ)基金属陶瓷。由于ＴｉＣ比ＷＣ具有更高的硬度和耐磨性，ＴｉＮ的加入可起到细化晶粒的作用，故Ｔｉ(Ｃ，Ｎ)基金属陶瓷可表现出比ＷＣ基或ＴｉＣ基硬质合金更为优越的综合性能。这种新型金属陶瓷刀具材料的广泛应用是以其成功的连接技术为前提的，国内外对陶瓷与金属的连接开展了不少的研究，但对于金属陶瓷与金属连接的技术研究较少，以致于限制了Ｔｉ(Ｃ，Ｎ)基金属陶瓷材料在工业生产中的广泛应用。常用的连接陶瓷与金属的焊接方法有真空电子束焊、激光焊、真空扩散焊和钎焊等。在这些连接方法中，钎焊、扩散焊连接方法比较成熟、应用较广泛，过渡液相连接等新的连接方法和工艺正在研究开发中。本文在总结各种陶瓷与金属焊接方法的基础上，对金属陶瓷与金属的焊接技术进行初步探讨，在介绍各种适用于金属陶瓷与金属焊接技术方法的同时，指出其优缺点和有待研究解决的问题，
《材料焊接性》（专科）学案 第一章绪论 二、本章习题 1. 根据本章所述内容，举例说明低合金钢焊接在工程结构中的重要作用。 2.先进材料的发展和应用在工程中越来越受到人们的重视，简述先进材料（如陶瓷、金属间化合物和复合材料等）和金属材料相比，在工程结构中的应用有什么不同？ 第2章材料焊接性及其试验方法 1. 了解焊接性的基本概念。什么是工艺焊接性？影响工艺焊接性的主要因素有哪些？ 焊接性，是指金属材料在采用一定的焊接工艺包括焊接方法、焊接材料、焊接规范及焊接结构形式等条件下，获得优良焊接接头的难易程度。 工艺焊接性是指在一定焊接工艺条件下，获得优质、无缺陷的焊接接头的能力。 影响因素：材料因素、工艺因素、结构因素、使用条件。 2. 什么是热焊接性和冶金焊接性，各涉及到焊接中的什么问题？ 冶金焊接性指在熔焊高温下的熔池金属与气象熔渣等相互之间繁盛化学冶金反映所引起的焊接变化
3. 举例说明有时工艺焊接性好的金属材料使用焊接性不一定好。 工艺焊接性是指影响焊接操作的焊接性能，如电弧的稳定性、焊缝的成形性、脱渣性、飞溅大小及发尘量等。而使用焊接性则是指焊件需满足的使用要求，如接头的力学性能、物理性能及化学性能要求。 有时，工艺焊接性好的材料如果焊接材料选择不当，其使用性能就不一定好：例如不锈钢焊接，若使用普通结构钢焊条焊接，其工艺焊接性很好，即焊接过程很顺利，但是，焊缝不耐腐蚀，就不能满足不锈钢焊件的使用要求，因此焊接接头是不合格的。 金属材料使用性能主要指力学性能，即金属材料在外力作用下表现出来的各种特性，如弹性、塑性、韧性、强度、硬度等。 比如低碳钢焊接性好，但其强度、硬度却没有高碳钢好| 第3章低合金结构钢的焊接 1. 分析热轧钢和正火钢的强化方式及主强化元素有什么不同。二者的焊接性有何差异，在制定焊接工艺时应注意什么问题。 热轧钢的强化方式有：（1）固溶强化，主要强化元素：Mn，Si。（2）细晶强化，主要强化元素：Nb,V。（3）沉淀强化，主要强化元素：Nb,V.；正火钢的强化方式：（1）固溶强化，主要强化元素：强的合金元素（2）细晶强化，主要强化元素：V,Nb,Ti,Mo（3）沉淀强化，主要强化元素：Nb,V,Ti,Mo.；焊接性：热轧钢含有少量的合金元素，碳当量较低冷裂纹倾向不大，正火钢含有合金元素较多，淬硬性有所增加，碳当量低冷裂纹倾向不大。热轧钢被加热到1200℃以上的热影响区可能产生粗晶脆化，韧性明显降低，而是、正火钢在该条件粗晶区的析出相基本固溶，抑制A长大及组织细化作用被削弱，粗晶区易出现粗大晶粒及上贝、M-A等导致韧性下降和时敏感性增大。制定焊接工艺时根据材料的结构、板厚、使用性能要求及生产条件选择焊接 2. 分析16Mn的焊接性特点，给出相应的焊接材料及焊接工艺要求。
45—优质碳素结构钢{最常用中碳调质钢} 主要特性最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，淬透性低，水淬时易生裂纹。小型件宜采用调质处理，大型件宜采用正火处理。 应用举例 主要用于制造强度高的运动件，如透平机叶轮、压缩机活塞。轴、齿轮、齿条、蜗杆等。（焊接件注意焊前预热，焊后消除应力退火）。 Q235A(A3钢){最常用中碳素结构钢} 主要特性具有高的塑性、韧性和焊接性能、冷却性能，以及一定的强度，好的冷弯性能。 应用举例广泛用于一般要求的零件和焊接结构。如受力不大的拉杆、连杆、销、轴、螺钉、螺母、套圈、支架、机座、建筑结构。 40Cr{合金结构钢} 主要特性经调质处理后，具有良好的综合力学性能、低温冲击韧度及低的缺口敏感性，淬透性良好，油冷时可得到较高的疲劳强度，水冷时复杂形状的零件易产生裂纹，冷弯塑性中等，回火或调质后切削加工性好，但焊接性不好，易产生裂纹，焊接前应预热100～150℃，一般在调质状态下室使用，还可以进行碳氮共参和高频表面淬火处理。
应用举例调质处理后用于制造中速，中载的零件，如机床齿轮、轴、蜗杆、花键轴、顶针套等。调质并高频表面淬火后用于制造表面高硬度、耐磨的零件，如齿轮、轴、主轴、曲轴、心轴、套筒、销子、连杆、螺钉螺母、进气阀等。经淬火及中温回火后用于制造重载、中速冲击的零件，如油泵转子、滑块、齿轮、主轴、套环等。经淬火及低温回火后用于制造重载、低冲击、耐磨的零件，如蜗杆、主轴、轴、套环等，碳氮共渗处即后制造尺寸较大、低温冲击韧度较高的传动零件，如轴、齿轮 等。 HT150{灰铸铁} 应用举例 齿轮箱体，机床床身，箱体，液压缸，泵体，阀体，飞轮，气缸盖，带轮，轴承盖等。 35{各种标准件、紧固件的常用材料} 主要特性强度适当，塑性较好，冷塑性高，焊接性尚可。冷态下可局部镦粗和拉丝。淬透性低，正火或调 质后使用。 应用举例适于制造小截面零件，可承受较大载荷的零件:如曲轴、杠杆、连杆、钩环等，各种标准件、紧固 件。
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/006574401.html, 浅析异种金属材料物理性质对焊接的影响 作者：花雷生 来源：《中国高新技术企业》2016年第08期 摘要：异种的金属材料由于其物理性的不同对焊接的结果会产生不同的影响。在实际的工程焊接中，异种金属焊接的需求非常多，根据焊接金属材料的不同可以将焊接分为异种钢材料焊接、异种有色金属焊接、钢材料与有色金属的焊接。鉴于异种金属对焊接的影响，在进行异种金属的焊接过程中通常需要注意一些事项，文章对此进行了研究。 关键词：异种金属材料；物理性质；焊接质量；相溶性；焊接工艺文献标识码：A 中图分类号：TG453 文章编号：1009-2374（2016）08-0061-02 DOI：10.13535/https://www.doczj.com/doc/006574401.html,ki.11-4406/n.2016.08.032 异种金属材料焊接指的是两种或者多种金属材料进行的焊接工作，最为常见的是铜和铝的焊接。除了金属的物理性质不同，对同种金属材料而言，同种材料的不同种性质的存在，比如钢材料的Q235和16Mn焊接，物理性质的不同使得同种金属在焊接时也要采用不同的焊接技术，只有这样才会保障焊接的质量。 1 金属的物理性质不同对焊接的影响 1.1 金属的熔点 在两种金属焊接的过程中，要将两种金属融化。假如这两种金属的熔点相差较小，都在100℃之内的话，焊接就非常容易；但是如果金属的熔点相差很大，比如一种金属的熔点在100℃之内，另一种金属的熔点在100℃以上或是两种金属熔点温度差在100℃以上，在焊接的时候就会出现这样的情况：熔点温度低的金属在加热的过程中熔化成液体，而熔点高的金属由于没有达到熔点就没有熔合；熔点高的金属在焊接过程中会出现凝固收缩情况，对部分凝固的金属形成压力，导致在焊接的过程中出现裂缝。 1.2 热导率和比热容的差异 不同种金属的热导率和比热容存在着差异，当两种金属的热导率和比热容差异比较大的时候，会出现热输入不平衡的情况。在焊接的过程中金属熔化的不均匀，导致焊接的缝隙出现变化，两侧金属的结晶情况也会发生转变。比如热导率比较高的金属在焊接的过程中容易受到热的影响，在冷却的过程中也会迅速发生冷却出现淬硬现象，而热导率较低的金属在焊接的过程中会出现过热的情况。 1.3 线膨胀系数
陶瓷与金属的连接方法 陶瓷与金属的连接方法主要有：粘合剂粘接、机械连接、熔化焊、钎焊、固相扩散连接、自蔓延高温合成连接、瞬时液相连接等连接方法。将陶瓷与金属连接起来制成复合构件，可充分发挥两种材料的性能优点，对于改善结构件内部应力分布状态、降低制造成本、拓宽陶瓷材料的应用范围具有特别重要的意义。1、粘合剂粘接：是利用胶粘剂将陶瓷与金属连接在一起，主要应用于飞机的应急修理、炮弹与导弹的辅助件连接、涡轮和压缩机转子的修复等处。尽管粘接连接可以一定程度缓解陶瓷与金属间的热应力且工 艺简单、效率高，但接头强度通常小于100MPa，使用温度一般低于200℃，大多用于静载荷和超低静载荷零件。2、机械连接：机械连接是一种借助结构设计的连接方法，有螺栓连接和热套连接两种。机械连接由于方便已经在部分增压转子与金属的连接中应用。热套连接获得的接头具有一定的气密性，但仅限于低温使用，且这种接头具有较大的残余应力。3、钎焊连接：钎焊是最常用的连接陶瓷与金属的方法之一，它是以熔点比母材低的材料做钎料，加热到略高于钎料熔点的温度，利用熔化的液态钎料润湿被连接材料表面，从而填充接头间隙，通过母材与钎料间元素的互扩散实现连接。包括直接钎焊和间接钎焊。4、固相扩散连接：
是将被连接材料置于真空或惰性气氛中，使其在高温和压力作用下局部发生塑性变形，通过原子间的互扩散或化学反应形成反应层，实现可靠连接。按连接方式，可分为直接扩散连接和间接扩散连接。固相扩散连接适用于各种陶瓷与金属的连接，相对于钎焊连接，其具有连接强度高，接头质量稳定、耐腐蚀性能好，可实现大面积连接，且接头不存在低熔点钎料金属或合金，能够获得耐高温接头等优点。5、熔化焊：采用高能束具有加热和冷却速度快的优点，能在陶瓷不熔化的条件下使金属熔化，形成连接。熔化焊连接陶瓷和金属主要包括激光焊和电子束焊接。此法能获得高温下稳定的接头，但是需要对被连接材料进行预热和缓冷，而且陶瓷与金属组配相对困难，连接工艺参数难以控制，设备造价昂贵。6、瞬时液相连接：简称为TLP 连接或液相扩散焊，是在真空条件下，施加较小或不施加压力，当温度达到中间层熔点或中间层与母材元素通过互扩散形成低熔共晶 产物时，在中间层与母材之间形成液相薄膜，通过中间层降熔元素向母材扩散及母材中高熔点元素向液相中溶解，使液相层熔点不断升高，并在等温条件下凝固，最后经过均匀化形成致密接头。瞬时液相连接综合了钎焊和固相扩散焊的优点，已经成功应用在金属间化合物、先进陶瓷、耐热耐蚀超合金、单晶合金等多种先进材料的连接。7、自蔓延高温合成(SHS)连接：是在陶瓷和金属之间预置高温焊料，
异种金属焊接注意事项 一、异种金属焊接存在的问题 异种金属焊接所存在的一些固有问题也阻碍了它的发展，如异种金属熔合区的 构成和性能，异种金属焊接结构的破坏多半发生在熔合区，由于靠近熔合区各 段上焊缝结晶特点不同，又易形成性能不好的，成分变化的过渡层。 另外，由于处在高温的时间长，这一区域的扩散层会扩大，会进一步使金属的 不均匀性增加。而且异种金属焊接时或焊后经热处理或经高温运行后，经常发 现低合金一侧的碳通过焊缝边界向高合金焊缝中“迁移”的现象，分别在熔合 线两侧形成脱碳层和增碳层，在低合金一侧母材形成脱碳层，在高合金焊缝一 侧形成增碳层。 防碍和阻止异种金属结构的使用和发展主要表现在以下几个方面： (1)在室温下，异种金属焊接接头区的机械性能(如拉伸、冲击、弯曲等)一般优于被焊母材的性能，但高温下或高温长期运行后，接头区的性能劣于母材。 (2)在奥氏体焊缝与珠光体母材之间存在一个马氏体过渡区，该区韧性较低，是 一个高硬度脆性层，也是导致构件失效破坏的薄弱区，它会降低焊接结构的使 用可靠性。 (3)焊后热处理或高温运行过程中碳迁移会导致在熔合线两侧分别形成增碳层和 脱碳层。一般认为脱碳层由于碳的减少而导致该区域组织、性能发生较大变化
(一般是劣化)，从而使得该区域容易在服役过程中发生早期失效。很多服役中的高温管线或者试验中的高温管线的失效部位都集中在脱碳层。 (4)失效与时间，温度和交变应力等条件有关。 (5)焊后热处理不能消除接头区的残余应力分布。 (6)化学成分的不均匀性。 异种金属焊接的时候，由于焊缝两侧的金属和焊缝的合金成分有着明显的差别，焊接过程中，母材和焊材都会熔化并相互混合，混合的均匀程度随着焊接工艺的改变而改变，而且焊接接头不同的位置，混合均匀程度也有很大差异，这就造成了焊接接头化学成分的不均匀性。 (7)金相组织的不均匀性。 由于焊接接头化学成分的不连续，经历了焊接热循环后，焊接接头各个区域出现不同的组织，往往在某些区域出现极其复杂的组织结构。 (8)性能的不连续性。 焊接接头的化学成分和金相组织的差异，带来了焊接接头力学性能的不同。沿焊接接头的各个区域强度、硬度、塑性、韧性、冲击性能、高温蠕变、持久性能都有很大差别。这种显著的不均匀性使得焊接接头不同区域在相同的条件下，表现出来的行为有很大的差异，出现弱化区域和强化区域，尤其是在高温的条件下，异种金属焊接接头在服役过程中经常出现早期失效。