2.4 奥氏体不锈钢的焊条电弧焊（1）（教案）-高一-《焊接方法与工艺》同步精品课堂（机工版·第2版）

《焊接方法与工艺》教案 课 题 2.4奥氏体不锈钢的焊条电弧焊（1） 课 型 理实一体 课 时 2 授课班级 授课时间 授课教师 教材分析 本学期教学所用的课程教材是选用机械工业出版社、邱葭菲的第二版《焊接方法与工艺》。本书以常见金属材料的不同焊接方法的焊接工艺为任务进行驱动，详细介绍了各种常用焊接方法的原理、特点、设备、焊接材料及其相应的焊接工艺等知识，并对新的焊接方法与技术做了介绍。 学情分析 从目前大多数中职院校学生的现状来看，部分学生的厌学情绪高涨，课堂上的学习效率不高，在课堂上的学习较为被动，参与积极性不高。因此在实际教学中，以信息化教学为主，通过视频观看，图片、实物展示等手段，激发学生好奇心。 学习目标 知识目标： 1.了解奥氏体不锈钢的焊接性 2.掌握焊条、电流的选择标准及其他操作措施。 技能目标： 1.会预防奥氏体不锈钢焊接常见缺陷 2.会根据奥氏体不锈钢的焊接性进行焊条、电流的选择 情感目标： 通过学习，培养学生善于发现问题、解决问题的能力，培养学生的工匠精神、职业素养、安全意识，为实践奠定基础。 学习重难点 重点：奥氏体不锈钢的焊接性、焊条及电流选择参数 难点：奥氏体不锈钢的焊接性 教学方法 案例分析、讲解、小组讨论法 课前准备 1.准备实物零件，课堂演示使用。 2.学生课前预习。 教学媒体 电子课件、多媒体视频 教学过程 教学环节 教师活动设计 学生活动设计 设计意图 活动一： 创设情境 生成问题 1.任务导入：图为生产中常见的奥氏体不锈钢管道的焊接示意图，材料为06Cr19Ni10奥氏体不锈钢，规格为Φ60×5，根据有关标准和技术要求，采用焊条电弧焊进行焊接，请制定正确的焊接工艺，并填写焊接工艺卡。 2.引导学生分析任务书，明确本节课的学习内容。 3.展示本讲学习目标。 1. 任务解读。 2. 接收并查看本节课堂任务书。 3. 了解学习目标，带着目标进行学习。 1.以任务分析导入本节教学知识，提高学生的积极性及专注力。 2.通过任务实施，调动学生积极性。 活动二： 调动思维 探究新知 大家是否认识下图所示的缺陷，是否属于同意现象？常见于哪种材料的焊接？为什么会产生这些缺陷？如何规避？ 【工艺分析】 一、材料的焊接性分析 奥氏体不锈钢 焊接性良好。但若焊接材料选用不当或焊接工艺不正确时，会产生晶间腐蚀、热裂纹和应力腐蚀开裂等缺陷。 1.晶间腐蚀 晶间腐蚀 产生在晶粒之间的一种腐蚀称晶间腐蚀。会导致晶粒间的结合力丧失，强度几乎完全消失，当受到应力作用时，即会沿晶界断裂，所以是不锈钢最危险的一种破坏形式 。 （1）晶间腐蚀产生的原因 晶间腐蚀的原因是由于晶粒边界形成贫铬区（含铬量小于10.5%）造成的。 当温度在450°C～850°C时，碳在奥氏体中的扩散速度大于铬在奥氏体中扩散速度。 当奥氏体中碳的质量分数超过它在室温的溶解度（0.02%～0.03%）后，就不断地向奥氏体晶粒边界扩散，并和铬化合形成碳化铬（Cr23C6）。但是铬的原子半径较大，扩散速度较小，来不及向边界扩散，从而造成奥氏体边界贫铬，在腐蚀介质作用下，就会产生晶间腐蚀。 【思考】：加热温度小于450°C或大于850°C时是否会产生晶间腐蚀？ （2）防止晶间腐蚀的措施 控制含碳量：尽量采用超低碳（C≤0.03%）不锈钢。 添加稳定剂：钢材和焊接材料中加入钛、铌等与碳亲和力比铬强的元素。 固溶处理或均匀化处理：焊后把焊接接头加热到1050°C～1100°C，迅速冷却，形成稳定的单相奥氏体组织。进行850°C～900°C保温2h的均匀化处理。 采用双相组织：焊缝形成奥氏体加铁素体的双相组织。一般控制焊缝金属中铁素体含量为5%～10%。 快速冷却:设法增加焊接接头的冷却速度，工艺上采用小电流、大焊速、短弧、多道焊等措施。 此外，还必须注意焊接顺序，与腐蚀介质接触的焊缝应最后焊接，尽量不使它受重复的焊接热循环作用。 2.焊接热裂纹 奥氏体不锈钢焊接时比较容易产生热裂纹，特别是含镍量较高的奥氏体不锈钢更易产生。 （1）焊接热裂纹产生的原因 1）奥氏体不锈钢的导热系数小，线膨胀系数却大得多，焊接应力大。 2）奥氏体不锈钢中的碳、硫、磷、镍等易在熔池中形成低熔点共晶。 3）奥氏体不锈钢的液、固相线的区间较大，杂质偏析现象比较严重。 （2）防止热裂纹的措施 采用双相组织的焊缝，可打乱柱状晶方向，细化晶粒，减少低熔点共晶物偏析。 焊接工艺上采用碱性焊条、小电流、快速焊，收尾时尽量填满弧坑及采用氩弧焊打底等也可防止热裂纹产生。 严格限制焊缝中的硫、磷等杂质含量，以减少低熔点共晶。 3.应力腐蚀开裂 应力腐蚀开裂是在拉应力和特定腐蚀介质共同作用下而