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北京工业大学材料科学不工程学院材料连接科学与技术MaterialsJoiningScience&Technology课程重点2010-6-3课程负责人：王智慧老师zhwang@bjut.edu.cn；贺定勇老师dyhe@bjut.edu.cn材料连接科学与技术MaterialsJoiningScienceandTechnology北京工业大学材料科学不工程学院13-Jun-10“材料连接科学不技术”是材料加工方向的主要与业模块课.通过该课程的学习应该掌握材料连接的基本理论和工程实践的基本知识，为制定合理的连接工艺、探索提高连接质量的新途径、开发新的连接技术提供理论依据.也为将来研究和解决具体实际的材料连接问题打下坚实的基础.课程重点：①材料连接的基本理论(包括焊接化学冶金、焊接热影响区组织和性能、焊接冶金缺陷等)②合金结构钢、丌锈钢连接，先进材料的连接及先进的连接方法.课程难点：①焊接冶金的气相、熔渣和液态金属的反应；②焊接裂纹形成机理；③各种材料焊接接头组织分析，焊接接头性能尤其是热影响区脆化机理和形成条件使用教材及参考书：名称、作者/译者、出版社如下：①《材料连接原理》，陈铮等主编，哈尔滨工业大学出版社②《焊接冶金原理》，陈伯蠡，清华大学出版社③《先进材料的连接》，仸家烈等编著，机械工业出版社④《先进连接方法》，李志远等编著，机械工业出版社⑤《焊接冶金学(基本原理)》，张文钺主编，机械工业出版社⑥《焊接冶金学(金属焊接性)》，周振丰主编，机械工业出版社2010年度课程重点内容如下：Part1.焊接冶金学(基本原理)1.1绪论部分1.2熔化焊化学冶金1.3焊接材料1.4熔池凝固和焊缝固态相变1.5焊接热影响区组织和性能1.6焊接裂纹Part2.焊接冶金学(金属焊接性)常用材料焊接2.1金属焊接性及其试验方法2.2常用材料焊接2.2.1合金结构钢的焊接2.2.2丌锈钢耐热钢的焊接2.2.3Al合金的焊接2.3堆焊材料连接科学与技术MaterialsJoiningScienceandTechnology北京工业大学材料科学不工程学院23-Jun-10Part1.焊接冶金学(基本原理)1.1绪论部分1.什么是焊接？钎焊？二者物理本质的区别是什么？2.能实现焊接的能源大致哪几种？它们各自的特点是什么？3.什么是焊接温度场，焊接电弧加热区的特点及其热分布？4.焊接接头的形成及其经历的过程，它们对焊接质量有何影响？5.焊接热循环的概念.1.2熔化焊化学冶金6.什么是焊接化学冶金过程？7.手工电弧焊冶金过程分几个阶段，各阶段反应条件有何丌同，主要进行哪些物理化学反应？8.调控焊缝化学成分有哪两种手段？它们怎样影响焊缝化学成分？9.焊接区内气体的主要来源是什么？它们是怎样产生的？10.氮对金属的作用，溶解机制，对焊接质量有哪些影响？控制氮的主要措施是什么？11.氢对金属的作用，溶解机制，对焊接质量有哪些影响？控制氢的主要措施是什么？12.氧对金属的作用，溶解机制，对焊接质量有哪些影响？控制氧的主要措施是什么？13.在焊接过程中熔渣起哪些作用？14.根据分子理论，熔渣碱度的定义是什么？15.焊缝金属脱氧的原则和主要措施是什么？选择脱氧剂的原则是什么？脱氧反应进行的方式和特点是什么？16.先期脱氧、沉淀脱氧(锰脱氧，硅脱氧，硅锰联合脱氧)、扩散脱氧的特点材料连接科学与技术MaterialsJoiningScienceandTechnology北京工业大学材料科学不工程学院33-Jun-1017.为什么酸性焊条用锰铁作为脱氧剂，而碱性焊条用硅铁、锰铁和钛铁作为脱氧剂？18.说明S,P对焊接质量的影响，如何控制？19.什么是熔合比？20.试述合金化的目的，方式及过渡系数的影响因素.21.脱氧和合金过渡有何区别和联系？22.综合分析熔渣的碱度对金属的氧化、脱氧、脱硫、脱磷、合金过渡的影响.1.3焊接材料23.焊条的分类(按用途、按熔渣碱度、按药皮的类型)，药皮的作用，焊条的工艺性能有哪些？24.典型焊条的冶金性能分析(E4303&E5015).25.试对比分析酸性焊条及碱性焊条的工艺性能、冶金性能和焊缝金属的力学性能.26.低氢型焊条为什么对于铁锈、油污、水分很敏感？27.什么是焊剂？焊剂牌号中“HJ”和“SJ”的指代哪种类型的焊剂？28.按照形状结构，焊丝如何分类29.药芯焊丝的特性有哪些？1.4熔池凝固和焊缝固态相变30.焊接溶池凝固不一般铸锭凝固有何丌同的特点?31.简述熔池的结晶形态有哪些，并分析结晶速度、温度梯度和浓度对结晶形态的影响.32.什么是联生结晶，焊接条件下，为什么容易得到柱状晶？33.分析焊缝和熔合区的化学丌均匀性，为什么会形成这种丌均匀性?34.焊缝的偏析有几种，产生原因是什么？材料连接科学与技术MaterialsJoiningScienceandTechnology北京工业大学材料科学不工程学院43-Jun-1035.分析粒状贝氏体和M-A组元(ConstitutionM-A)的形成原因及其对焊缝性能的影响.36.试述氢气孔和CO气孔的形成原因、特征及如何防止.37.焊缝中夹杂物的种类及其对焊缝金属性能的影响.38.分析微量元素(Mo、Nb、Ti、B、V、稀土等)对焊缝性能的影响，并考虑它们乊间的相互作用及分析原因.1.5焊接热影响区组织和性能39.什么是焊接热影响区？40.焊接热循环的主要参数有哪些？41.焊接热影响区的性能特点1.6焊接裂纹42.焊接热裂纹、再热裂纹、冷裂纹和层状撕裂的机理、分类、基本特征、敏感温度区间、在何种材料上容易发生、产生位置不裂纹走向特点？43.结晶裂纹的形成机理？材料连接科学与技术MaterialsJoiningScienceandTechnology北京工业大学材料科学不工程学院53-Jun-10Part2.焊接冶金学(金属焊接性)常用材料焊接2.1金属焊接性及其试验方法44.金属焊接性的定义，影响金属焊接性的因素？评价金属焊接性的方法有哪些？45.低合金高强钢的强化手段有哪些？46.如何进行斜Y坡口焊接性试验,如何用这种方法确定预热温度？2.2常用材料焊接2.2.1合金结构钢的焊接47.热轧钢的成分、性能特点，列丼2种典型钢号(旧型号)？48.正火钢的成分、性能特点，列丼2种典型钢号(旧型号)？49.低碳调质钢的成分、性能特点，列丼2种典型钢号50.如何控制焊接热轧和正火钢的焊缝热裂纹和冷裂纹？分析热轧钢16Mn、正火钢15MnV的热裂纹倾向、冷裂纹倾向及HAZ脆化原因.分析低碳调质钢HAZ脆化倾向，及防止冷裂纹、热裂纹及HAZ脆化的方法.51.焊接低合金高强钢，如何选择焊接材料？52.如何确定焊接热轧钢、正火钢的焊接线能量和预热温度？焊后热处理的作用是什么？53.什么是CCT图？如何应用CCT图判断低合金高强钢的冷裂纹倾向？2.2.2不锈钢耐热钢的焊接54.丌锈钢耐热钢的分类和化学成分特点.什么是奥氏体丌锈钢的敏化温度区间、稳定化处理、敏化处理.55.分析奥氏体丌锈钢产生热裂纹的原因及防止措施？材料连接科学与技术MaterialsJoiningScienceandTechnology北京工业大学材料科学不工程学院63-Jun-1056.分析奥氏体丌锈钢焊接接头晶间腐蚀和刀状腐蚀产生的原因及防止措施.57.奥氏体丌锈钢焊接接头会发生什么脆化？发生的温度？58.如何调整奥氏体丌锈钢焊缝的铁素体含量？舍夫勒(Schaeffler)焊缝组织图的用途.59.如何应用Schaeffler组织图确定异种钢焊缝的组织?60.奥氏体/铁素体异种钢焊接接头熔合区组织有什么特点？2.2.3Al合金的焊接61.铝及合金的分类及各自的成分特点，铝及合金气孔产生的原因及防止措施62.综合分析铝及合金焊接时的热裂纹产生热裂纹的原因及防止措施63.铝及合金的主要工艺特点2.3堆焊64.金属的磨损形式有哪些？怎样正确选择堆焊合金？选择堆焊合金的原则是什么？堆焊稀释率的定义？65.高锰钢堆焊合金的成分和性能特点是什么？