中职“工学交替”人才培养模式的初步探索

中职“工学交替”人才培养模式的初步探索

摘要:目前中等职业教育在教学内容、课程设置、教学方法等方面存在很多问题，集中体现为学生适应工作环境能力的欠缺和技能“转化”生产力的水平欠缺，学不能致以用。如何构建具有鲜明职教特色的人才培养模式显得尤为重要。近年来，祁阳县职业中专积极开展实践教学改革，与企业和行业深度合作，初步形成了“工学交替”的人才培养模式。这一模式致力于培养第一线生产技术人员。本文就“工学交替”人才培养模式下的模块化课程体系、实践教学、实训基地建设以及校企合作的开展等进行了较为系统的阐述。

关键词：工学交替；实践教学；校企合作；人才培养模式

近年来，祁阳县党委、政府高度重视职业教育的发展，并在祁阳县教育发展“十二”五”规划中，明确指出，发展职业教育，就是发展祁阳经济。县委县政府结合祁阳县域经济的实际，创造性地提出了“园区用工，学校培训，政府埋单”的职业技术人才培训十二字工作方针。培养什么样的人才才能适应园区企业的需求，甚而深受市场的青睐呢?是职中人面临教育教学改革、创新人才培养模式的一项重大课题。学校遵循“职业教育就是就业教育”的理念，以实践教学的改革为切入点，在人才培养过程中，初步形成了“工学交替”的人才培养模式，并取得了一定的成效。

一、专业设置和课程开设：市场需要与学生兴趣的兼顾

根据祁阳的产业布局和工业园区企业类型分布特点，适时开设新的专

业、停办一些没有较大就业需求的老专业，是人才培养模式改革的一大举措。我校根据市场变化与需求，今年新增开了“电气技术应用，机电设备安装与维修、美发与形象设计3个专业。特别是电气技术应用专业，在来自园区企业及国内其它地区共100多家企业提供的近1000个招聘职位的显示信息中，了解到对掌握现代电工、机电一体化技术，以及车工、钳、铆、焊、钣金等技术人员的需求量很大，而且没有名额限制。结合我校实际教学能力，以市场需求为导向，增开专业。适时的专业为学生将来就业打下了良好的基础，同时，就业率的节节攀升，带来了学生的源源不断。今年我校机电类专业招收新生3个班共160多人,电工班招收新生2个班共110余人，使我校驶入了持续、快速、健康的发展快车道。

在专业设置描准市场的同时，课程开设则开始关注并关怀学生的学习兴趣，让“学困生”不断体验成功的喜悦。勿庸讳言，目前我国的九年义务教育仍跳不出“应试教育”的怪圈，应试教育的背后即精英教育。使大批所谓的“差生”或“学困生”处于劣势教育状态，长期遭受岐视。社会上有一种观念使好多人认为进职校无前途没出息，这就为将来的就业埋下了隐患。他们来到这里，有一种新的企盼。因此，建立一套适应他们的课程目标显得尤为重要。为实现这一目标，我们把课程体系做了优化组合与调整，将各专业课程体系化分为三个模块，即建立公共素质课，专业基础课与专业核心课。在公共素质课模块中，开设了语文、数学、英语，计算机应用基础四门课程。为了降低学习难度，我们还专门组织编写了语、数、英3科的衔接教材，“量身打

造”选取只适合他们的教学内容，让他们找到“原来我也可以学好语、数、英”的自信。对于这类课程，在具体教法上，我们也别出心裁地提出一些另类课堂目标，比如每节课让学生开怀大笑两次等。专业基础课和专业核心课，则以真实项目、案例为载体，反复教与做的磨练，每期穿插不同内容的企业真实环境的实习，去体验技术在生产生活的应用带来的乐趣，为学生以后的就业服务。与此同时，我们还根据学生个人不同的爱好，学校开设美术、书法、舞蹈、音乐，体育等兴趣小组，课余时间自由参加。让他们在学校不断地体验到学习的快乐，并快乐的去学习。

二、实践教学的过程：工学交替与能力递进

职业教育必须走出一条有别于普教的办学模式，长期以来，职业教育在很大程度上仍沿袭普教办学形式，仍然脱离不了以“课堂”为中心的教学方法。职业教育即就业教育，职教的性质决定了它必须注重能力的培养和技能的掌握。一个道理一个问题在课堂上难于理解，但理论联系实际却能事半功倍。反复的实践、直观的教学模式不仅能培养学生浓厚的兴趣，还能培养学生扎实、有用的技能。多年来的实践证明，实习教学的功能是否能真正体现，实习的目标是否能真正实现，又主要取决于良好的实习组织管理模式。我们总结为：工学交替，能力递进。

美国塞奇大学曾对两个组的实习效果，进行了一项实验：他们将接受专业教育几乎一样的学生分成A、B两组，并安排在同一学校进行为期十四周的教育实习, 其中A组在实习前曾经被安排多次系统的见习，

B组则是在接受专业教育后直接实习。实习结束两组出现了显著差异——A组的教学能力强,，效果好，职业准备充分， B组则相形见拙。究其原因，是A组在实习前的不间断的见习活动中积累了丰富的教育教学经验。这个实验给了我们启示：实习时间安排采取散点的形式，将实习时间分配到中职学习的各学期，各学期实习内容的安排根据学生对专业知识技能的掌握程度循序渐进，通过不断地让学生体验、反思、调整、检验，不断提升专业实践教学的实效，使学生在一次次的磨合中越来越胜任未来工作。以加工制造类专业为例，我们采用“2+1+2+1”的人才培养模式，即在通过在校集中学习2个学期，到企业顶岗段练1个学期，再回校学习2个学期，第6个学期再安排顶岗实习，具体做法如下：

第一、二学期--认识实习（见习）

此阶段实习的目的在于全面了专业的性质和工作的任务与要求，初步了解工作环境的特点，培养学生的职业感情。每学期安排1周左右的认识实习时间。但见习并不只是观察，如果只看不做，只做旁观者，学生体验不深，认识不足，技能技巧也难于得到掌握和巩固。因此，初次见习我们也让学生扮演工厂学徒的角色，给予学生一定的实习任务，让他们做一些力所能及的事，让学生亲身体验员工的工作，变被动学习为主动学习，并积累一定的感性经验。

第三学期--初级工实习

此阶段的重点让学生学会各个环节“操作层面”的基本技能。能熟悉工厂一日生产各环节中的内容与要求，掌握生产流程与工艺方法，并

在指导老师的监督下独立操作设备。与此同时，注意学习工厂员工在企业人际交往的方式方法、处理公务的流程，以适应企业的管理文化为重点，关注并尝试“技术员”的层面的工作内容。

第四、五学期—专业核心课程校内实习

此阶段返回校内，以专业核心课程学习为主，并结合相关工种的职业资格考证，综合训练本专业要重点掌握的技能。要校内实训基地，安排真实的项目，模拟生产情境。将他们在工厂实习的工作模式，搬回学校车间，以巩固实习技能。

第六学期——毕业实习

毕业实习一般是顶岗实习，主要为了积累加工制造工作的经验，提升编程加工的工作水平，增强职业素养和职业能力，为以后的就业打下坚实的基础。但毕业实习仍需有指导老师的指导，只是指导可以不随时随地，仅在实习生需要时给予帮助，并对实习生的工作给以不定期的督查，以规范实习生的工作。

三、工学交替的实现：资源整合与校企合作

我们充分认识到，重视学生实践技能的培养，加强实习实训教学的必要条件是要有配套的实训设施。

(一)积极实施“引厂入校、引技术入校”，建设校内实习基地

学校紧紧抓住祁阳县工业园产业结构调整、企业重新规划布局之机，通过拆、迁、改、建统一规划，投资700多万元新建2栋实习工厂，依托学校主干专业，整合为教学区和与主体专业相适应的实习区，与企业合办3家了生产实习工厂：阳泰电子厂、阳光服装厂、中兴制药

机械厂。各校办工厂不仅要完成企业的还生产、经营任务，都要承担相应的学生教学实习工作，实现校企合一，为产教结合提供必要条件。 为充分发挥校办工厂在培养应用型人才上的作用，学校采取了许多措施:

1、加强宣传教育。提高大家对实习实训基地的突出地位与作用的认识，真正把它当成办学和教学的重要组成部分，予以高度重视；

2、科学规划，加大投资力度。学校高瞻远瞩坚持兼顾生产经营与实习教学的原则，做好长期发展规划，出资建设新车间，做好配套基础设施。由企业引进新设备，研发新技术；

3、凝聚专业教师和工厂工程师、技师、高级技师及老师傅的力量，共同担负起培养学生实习的任务。在学生完成规定的实训任务的基础上顶岗实习，直接参与厂方承接的订单生产。如钳工专业的学生在参与中兴制药机械的装配工作，在专业教师和工厂艺老师傅的指导下，不仅装配工艺水平得到了锻炼和提高，而且自身也获得了满意的经济收入；

4、引入深圳智邦主板公司等企业带料、带技术来校合作办学，进行电子主板设备的检测和维修、生产。由企业在学校建立生产线，实习的耗材与生产的原料都是由企业提供,专业核心课程也由企业派出驻校工程师授课。学生参与其中，得以变消耗性实习为生产性实习；因配件型号、品种纷繁，从检测到焊接装配，工艺是比较复杂的，学生在产品不断更换的情况下，能够多方位地学到技术，得到方法、能力的多元化训练，有利于培养解决问题和分析问题以及临机处理现场的

能力。

（二）结合专业、面向市场，建设校外实训基地

在实现校企合一的同时，还以覆盖所有专业为目标，广泛建立校外实习实训基地，使学生能够在真实的职业环境和不同的企业氛围中锻炼成长，弥补了学校自身条件的不足。如安排旅游与酒店管理专业学生在旅游旺季到祁阳鑫利大酒店、华兴大酒店、浯溪公园和金洞风景名胜管理区进行集中实习，其中一些学生被留用并担任大堂经理和餐饮部主管等职务。

合作企业如中国移动祁阳分公司，把财会专业、计算机专业实习的学生按提前招工对待，每日实习费40元,享受与正式职工同样的福利，缴纳各种保险。实习期间，根据岗位实际，确定训练和毕业设计课题。由于学生综合素质高，业务上手快，深受赞许。

平面媒体印制专业与祁阳教育印刷厂、欧阳广告公司等企业建立了接纳我校学生实习的友好关系，使学生的知识技艺与市场实际需求得以结合，参与祁阳多场大型活动的广告设计、广告策划与承印。

四、工学交替模式下的学生评价：多元化与严标准

由于生源质量的逐步下降，考试的结果问题一度成为人们想回避而又无法回避的难题，特别是前几年，绝大多数都是“三无学生”（无书、无本、无笔），考试时交白卷被一些学生认为是“时尚”，无视考试的严肃性。我们针对这一现状，面对“三无学生”在展开正面教育的同时，学校积极采取有效措施，学校组织开发了无纸化考试系统，文化课一律采用无纸化考试，“三无学生”也不会出现白卷现象，同时作

弊率也大大降低。从去年开始，以提高学生素质和能力为中心，以基础知识掌握，基本技能熟练程度为标准，对学生的评价采取了多种手段。

一是以知识考试为手段，看学生文化基础知识和专业理论知识掌握情况。①采取闭卷与开卷考试相结合，闭卷促进学生认真扎实地学好基础知识；开卷培养学生分析问题、解决问题的能力，如计算机专业以“完成一份文件排版、打印”，财经专业“完成一份市场调查或一份业务往来”，数控专业“自己设计加工一个实用的产品”等，②动手和动口相结合。锻炼学生的操作能力和表达能力。如在机械制造专业（钳工）考试中，学生通过看图纸制作一个用1厘米铁板制作一个图件。在公共素质课中，学生上讲台进行3分钟的自我介绍的才艺展示。 二是素质测评手段，素质测评体现学生平时的积累，看学生的思想素质的提高程度，看每节课作业任务完成如何，看每个环节技能操作完成如何。教师对平时的表现，完成作业次数、质量给予评价。

三是技能考核，学期末或学年末，由学校组织技能考核和通过市劳动局组织技能考核，以国家劳动部颁发的“职业技能等级证书”为标准，看过关档次，看技术熟练程度，促进了学生综合素质的提高。

改革成绩构成比例，加大平时考核比重，减小考试分数比重，具体做法是：课业表现占30%（包括出勤、课堂纪律、学习态度），平时成绩占30%（包括随堂成绩、作业成绩、平时阶段考成绩），期末考试占40%，让绝大多数学生能及格，重要的是让学生体会到只要跟着老师学就可以达到及格要求。再者，由无纸化考试过渡的标准化考试，

全面实行教考分离。实践证明这种变终结性评价为过程评价与终结评价相结合的考试方法更受学生欢迎。

五、结束语

学校在人才培养过程中，特别是在实践教学过程中推行工学交替，不仅可以提升学生的职业素养和职业能力，激发学生的学习动力，缩短就业适应期，同时也让学校为了解企业对人才的要求，了解学生的优势和劣势，了解学校教育的长处和不足，获得许多建设性的意见和建议，进而使学校进一步认清方向，懂得如何调整学校的办学方向，更好地为学生的就业服务，为行业服务，真正体现职业教育的指导思想“以服务为宗旨，以就业为导向。”然而政策的支持与保障在我国依旧是个难题，使得“校企合作、工学结合”依然处在“浅水区”。怎样通过政策引导社会观念转变，发挥行业协会、企业、中介、社会力量的作用，引导职业教育直接面向市场，进入市场良性循环，实现真正意义上的“校企合作”，是我们所要思考的问题

第二篇：材料焊接性总结

第二章：

1. 金属焊接性：

金属能否适应焊接加工而形成完整的、具备一定使用性能的焊接接头的特性。它的内涵：1）是否适合焊接加工 2）焊后使用可靠性

2.金属的焊接性的分析方法:

（一）从金属特性分析金属焊接性

1、利用金属本身的化学成分分析

（1）碳当量法:指将各种元素按相当于若干含碳量折合并叠加起来求得所谓碳当量，用其来估计冷裂倾向的大小。CE=C+Mn/6+Ni+Cu/15+Cr+Mo+V/

(2)焊接冷裂纹敏感指数Pc=C+Si/30+Mn/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B+δ/600+H/60（%）.

2、利用金属本身的物理性能分析:

3、利用金属本身的化学性能分析

4、利用合金相图分析

（二）从焊接工艺条件分析焊接性: 1、热源特点2、保护方法3、热循环控制4、其他工艺因素

3.焊接性试验的内容:

（一）焊缝金属抗热裂的能力（二）焊缝及热影响区金属抗冷裂纹的能力（三）焊接接头抗脆性转变的能力（四）焊接接头的使用性能

4. 常用焊接性试验方法:

（一） 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。(二) 插销试验: 此法是测定钢材焊接热影响区冷裂纹敏感性的一种定量试验方法。测定加载16~24 h而不断裂的最大应力σcr（三）压板对接焊接裂纹试验法（四）可调拘束裂纹试验

第三章：

※热轧及正火钢

1、热轧钢 供货状态：热轧态 性能特点：强度最低 σs294～392MPa，具有满意的综合力学性能和加工工艺性能，价格便宜 成分特点：热轧钢属于C- Mn 或 Mn-Si系的钢种，有时用一些V、Nb等代替

部分Mn。 基本成分：C≤0.2%,Si≤0.55,Mn≤1.5%

强化机制：主要以固溶强化为主

典型钢种：Q345(16Mn)、14MnNb、Q294(09MnV)

2、正火钢（1 )正火态供货的钢性能特点：最低强度σs343～450MPa，具有比热轧钢更高的强度和塑韧性成分特点：0.15～0.2%C，在C-Mn、Mn-Si系的基础上加入一些碳化物和氮化物生成元素V、N b、Ti等强化机制：在固溶强化的基础上，通过沉淀强化和细化晶粒来进一步提高强度和保证韧性 典型钢种：Q390(15MnTi、15MnVN)等。 （2 )正火＋回火态供货的钢 性能特点：最低强度σs490MPa。具有比正火态钢更好的强度和中温性能成分特点：Mn-Mo系列低碳低合金钢，0.15～0.2%C，在C-Mn、Mn-Si系的基础上加入Mo、Nb等 强化机制：在固溶强化的基础上，通过沉淀强化和细化晶粒来进一步提高强度和保证韧性,同时还需通过回火改善韧性 典型钢种：Q490(18MnMoNb)、14MnMoV、（3)微合金控轧钢 性能特点：在控轧状态可以达到正火状态的质量，具有高强、高韧和良好的焊接性能成分特点：在C-Mn基础加入微量Nb、V、Ti等，同时降C、降S. 强化机制：多元微合金化＋控轧在固溶强化的基础上，通过细化晶粒+沉淀强化以及控扎改善夹杂物形态、分布，减少夹杂物数量（提高纯净度）典型钢种：X60、X65、X70、X80等

热轧、正火钢的焊接性分析

这类钢焊接性问题表现为焊接引起的各种缺陷，主要是各类裂纹；焊接时材料性能的变化，主要是脆化。

（一）热裂纹倾向

（二）冷裂纹 冷裂是这类钢焊接时的主要问题 淬硬组织是引起冷裂纹的决定因素，因此评价这类钢的冷裂敏感性可以通过分析淬硬倾向来进行。1.通过SHCCT图来评价2.通过碳当量分析3.通过HAZ最高硬度来评价。热轧钢的含碳量虽然不高，但含有少量的合金元素，因此这类钢的淬硬性比低碳钢大一些。正火钢的强度级别较高，合金元素的含量较多，与低碳钢相比，焊接性差别较大。18MnMoNb与15MnVN相比，前者的淬硬性高于后者，故冷裂敏感性也比较大。影响因素：淬硬组织，扩散氢含量，拘束度。

（三）再热裂纹

（四）层状撕裂

（五）热影响区的性能变化 在这类钢中热影响区的性能变化与所焊的钢材的类型和合金系统有很大关系热影响区主要性能变化是过热区的脆化问题，合金元素含量较低的钢中有时还会出现热应变脆化 热轧、正火钢的焊接工艺特点：

（一）焊接材料的选择需考虑两方面的问题：焊缝没有缺陷；满足使用性能要求。 1．选择相应强度级别的焊接材料（等强原则） 2.必须考虑熔合比和冷却速度的影响 3.同时考虑对焊缝金属的使用性能提出的特殊要求

（二）焊接工艺参数的确定

1. 焊接方法无特殊要求

2. 焊接线能量的选择 主要取决于过热区的脆化和冷裂两个因素 1）.焊接含碳量较低的热轧钢及正火钢时，因淬硬倾向较小，从过热区的塑性和韧性出发，线能量偏小些更有利（可避免粗晶脆化及碳化物过热溶解）2）焊接含碳量较高的热轧钢时，因淬硬倾向增加及冷裂倾向增加，故宁可选线能量大些. 3）对于含碳量和合金元素较高的正火钢，因淬硬倾向大，线能小易引起冷裂，线能大则易引起脆化，故一般采用小线能量+预热更合理.3. 预热 作用： 防冷裂，改善韧性。预热温度的选择与材料的淬硬倾向、焊接时的冷却速度、拘束度、含氢量、焊后是否进行热处理有关4. 焊后热处理 一般情况下，热轧和正火钢焊后不需要热处理要求抗应力腐蚀的焊接结构、低温下使用的焊接结构及厚壁高压容器，焊后需要进行消除应力的高温回火。

※低碳调质钢

一、低碳调质钢典型钢种成分及性能

强化机制： 热处理组织强化，固溶强化，位错强 性能：σs一般为441～980MPa；良好的综合性能和焊接性。成分: C≤0.22%，添加Cr、Ni、Mo、V、Nb、B、Ti、Zr、Cu等合金元素保证足够的淬透性和抗回火性。典型钢种：HY80、HY130、A517J、T-1、14MnMoNbB、CF钢。

二、低碳调质钢的焊接性分析

（一）焊缝中的热裂纹

（二）热影响区液化裂纹

（三）冷裂纹 低碳调质钢的焊缝组织为强度高韧性好的低碳马氏体和部分下贝氏体的混合组织，虽具有较大的淬硬倾向，但在马氏体转变的过程中有自回火，故冷裂倾向并不一定很大（关键是马氏体转变时的冷却速度）。如果速度很快，冷裂倾向较大。

（四）再热裂纹

（五）层状撕裂

（六）1、过热区的脆化2、焊接热影响区的软化 三、低碳调质钢的焊接工艺特点 这类钢焊接时还是应注意防裂 和防脆 两个基本问题，另外还应注意热影响区软化问题：防裂： 要求在马氏体转变时的冷却速度不能太大，使马氏体有一自回火的作用，以免冷裂纹的产生；防脆： 要求在800～500℃之间的冷却速度大于产生脆性混合组织的临界速度。防软化：采用小线能量（一）焊接方法和焊接材料的选择1、焊接方法的选择2、焊接材料的选择

（二）焊接工艺参数的选择

冷却速度的范围选择：最大冷速（上限）取决于不产生冷裂纹 最小冷速（下限）取决于热影响区不出现脆化的混合组织。正确选择线能量和预热是保证不出现裂纹和脆化的关键。1、焊接线能量的确定 从保证不出现裂纹的角度出发，在满足热影响区的韧性的条件下，线能量应尽可能选择大一些。但从考虑脆化和软化角度，线能量又要求尽量低一些。故实际选择时，一般先通过实践从考虑脆化和软化角度，来确定一种钢最大允许的线能量，然后依据该线能量下钢的冷裂倾向决定是否预热及预热温度。2、预热温度的确定（1）如果采用最小冷速还是不能避免冷裂，则必须采用预热。（2）预热的目的是为了防止冷裂纹，焊接低碳调质钢时采用较低的预热温度（≤200℃）。预热主要希望能降低马氏体转变时的冷却速度，通过马氏体的自回火作用来提高抗裂性。3、焊后热处理的确定 这类钢的低碳马氏体和下贝氏体组织能保证焊接热影响区在快冷条件下具有高的强度和韧性，焊后热处理并不能提高这类钢的强韧性，一般情况下不采取消除应力的焊后热处理。

※中碳调质钢

一、中碳调质钢成分及性能及典型钢种

性能特点： 这类钢的σs高达880~1176MPa，其特点是高的比强和高硬度，这类钢的淬透大因此焊接性差，要求焊接工艺非常复杂，焊后必须通过调质处理保证接头性能成分特点：含碳量通常为0.25%~0.45%，

S,P控制更为严格强化机制： 合金元素的作用： 淬透性和抗回火作用 马氏体的强度和硬度主要还是取决于含碳量 典型钢种：（1）40Cr （2）35CrMo A和35CrMoVA （3）30CrMnSiA、30CrMnSiNi2A、40CrMnSiMoVA

二、中碳调质钢的焊接性分析

（一）焊缝中的热裂纹 中碳调质钢含碳量及合金元素含量都较高，因此液-固相区间大，偏析也更严重，具有较大的热裂纹倾向。

（二）冷裂纹 中碳调质钢由于含碳量高，加入的合金元素多，淬硬倾向明显；

由于M s点低，在低温下形成的马氏体一般难以产生自回火效应，冷裂倾向严重。（三）再热裂纹 （四）热影响区的性能变化1、过热区的脆化（1）中碳调质钢由于含碳量高，加入的合金元素多，有相当大的淬硬性，因而在焊接过热区内容易产生硬脆的高碳马氏体，冷却速度越大，生成的高碳马氏体越多，脆化倾向越严重。（2）即使大线能量也难以避免高碳M出现，反而会使M更粗大，更脆。（3）一般采用小线能量，同时预热、缓冷和后热措施改善过热区性能。2、热影响区软化 焊后不能进行调质处理时，需要考虑热影响区软化问题。调质钢的强度级别越高，软化问题越严重。软化程度和软化区的宽度与焊接线能量、焊接方法有很大关系。热源越集中的焊接方法，对减小软化越有利。

三、中碳调质钢的焊接工艺特点

（1）中碳调质钢一般在退火状态下焊接，焊后通过整体调质处理才能获得性能满足要求的均匀焊接接头。(2) 时必须在调质后进行焊接时，热影响区性能恶化往往难以解决。(3) 焊前所处的状态决定了焊接时出现问题的性质和采取的工艺措施。

（一）退火状态下焊接时的工艺特点在退火状态下焊接，焊后再进行整体调质，这是一种比较合理的工艺方案。所要解决的问题主要是焊接过程的裂纹问题。 1. 焊接方法没有限制，常用的焊接方法都可以采用。2. 选择焊接材料时，除了要求不产生冷、热裂纹外，还要求焊缝金属的调质处理规范应与母材的一致（等成分原则）。因此焊缝金属的主要合金组成应尽量与母材相似，对能引起焊缝热裂倾向和促使金属脆化的元素（C、Si、S、P等）加以严格控制。3. 工艺参数的确定主要保证在调质处理前不出现裂纹，接头性能由焊后热处理来保证。因此可以采用高的预热温度（200℃～350℃）和层间温度。焊后来不及立即调质处理时，必须进行一次中间热处理，即焊后在等于或高于预热温度下保持一段时

间。

（二）调质状态下焊接时的工艺特点

必须在调质处理状态下焊接时，出现的主要问题是：裂纹；高碳马氏体引起的硬化和脆化；高温回火区软化引起的强度下降。1. 焊接工艺参数的确定主要从防止冷裂纹和避免软化出发。2. 为了消除过热区的淬硬组织和防止延迟裂纹的产生，必须正确选择预热温度，并应焊后及时进行回火处理。预热温度、层间温度中间热处理温度和焊后热处理温度控制在比母材淬火后的回火温度低50℃。3. 为了减少热影响区的软化，焊接方法应采用热量集中、密度大的方法，而且焊接线能量越小越好。气体保护焊较好特别是钨极氩弧焊4. 从防止冷裂出发，焊接材料通常选择奥氏体的铬镍钢焊条或镍基焊条。

※专用钢焊接的特殊要求

一、珠光体耐热钢焊接的特殊要求

性能：具有较好的抗氧化性和热强性，工作温度可高达600℃，具有良好的抗硫和氢腐蚀的能力。成分：低碳，以Cr-Mo为基，含Cr量一般为0.5%～9%（提高淬透性），含Mo量一般为0.5%或1%（抗回火脆性，抗回火软化）。还加入少量的V、W、Nb、Ti进一步提高热强性。 典型钢种：12CrMo、10Cr2Mo1、12Cr9Mo1（一）珠光体耐热钢的主要焊接性问题 主要问题是热影响区的脆化、冷裂纹、软化以及焊后热处理或高温长期使用中的再热裂纹、回火脆化

（二）珠光体耐热钢的焊接工艺特点

珠光体耐热钢一般在正火＋回火或淬火＋回火状态下焊接，焊后要进行高温回火处理。1、常用焊接方法以手弧焊为主，气电焊、埋弧焊和电渣焊等也经常用。2、选择焊接材料要保证焊缝性能同母材匹配焊缝应具有必要的热强性，其成分力求与母材相近。为了防止焊缝有较大的热裂倾向，焊缝含碳量比母材低一些。3、正确选择预热温度和焊后回火温度要综合考虑裂纹（冷热）、热影响区脆化和软化问题

二、低温用钢焊接的特殊要求

性能要求： 具有抗低温脆化性能；保证在使用温度下具有足够的V型缺口夏比冲击韧度；成分特点： 通过细化晶粒和合金化（加Ni)、提高纯净度来提高低温韧性 常用低温钢类型： 低碳铝镇静钢、低合金高强钢、含Ni钢（～9%Ni）。

（一）低温钢的焊接工艺特点1、严格控制焊接线能量2、正确选择焊接材料由于对低温条件的要求不

同，故针对不同类型的低温钢选择不同的焊接材料和不同的线能量。三、低合金耐蚀钢焊接的特殊要求

（一）耐大气、海水腐蚀用钢的焊接特点 这类钢的合金特点主要以Cu、P为主，配合其它的合金元素如Mo、Si、Al、Nb、Ti、Zr等。典型钢种：16MnCu、10MnPNbRe、10NiCuP等。

（二）耐硫和硫化物腐蚀用钢的焊接特点1.钢种 耐硫和硫化物腐蚀用钢：5Cr-1/2Mo和9C r-Mo钢；奥氏体不锈钢及含Al钢（可分为含铝较低（<0.5%Al)的热轧钢，含Al1%左右的热轧钢；含Al2%～3%的正火钢等）。2.焊接性 对于含Al钢，第一类含Al低的耐蚀钢，具有较好的焊接性，基本可按16Mn的要求进行焊接；第二、三类含Al钢由于含Al较高，焊接性很差，焊接接头严重脆化，不宜用作焊接结构。对于Cr-Mo钢，同低合金耐热钢

第四章

※ 不锈钢 耐热钢的 概念 类型和特性．分类（1）按用途分1、不锈钢 主要用于大气环境及有侵蚀性化学介质中使用，工作温度一般不超高500oC，要求耐蚀，对强度要求不高应用最广泛的有高Cr钢（如1Cr13、2Cr13）和Cr-Ni钢（如0Cr19Ni9、1Cr18Ni9Ti）或超低碳Cr-Ni钢（如00Cr25Ni2Mo、00Cr22Ni5MoN

2、抗氧化钢 高温下具有抗氧化能力，工作温度可达900~1100oC，对高温强度要求不高。常用的有高Cr钢（如1Cr17、1Cr25Si2）和Cr-Ni钢（如2Cr25Ni20、2Cr25Ni20Si2）3、热强钢 高温下既要求有抗氧化能力，又要求有高温强度，工作温度可达600~800oC。广泛应用的有Cr-Ni钢（如1Cr18Ni9Ti、1Cr16Ni25Mo2、4Cr25Ni20、4 Cr25Ni34等）；以Cr12为基的多元合金化高Cr钢（如1Cr12MoWV）.（2）按组织分类1、奥氏体钢 以高Cr-Ni钢最为典型。其中以1Cr18Ni9Ti为代表的系列简称18-8钢，；其中以25Cr-Ni20钢为代表的系列简称25-20钢，;还有25-35系列，如0Cr21Ni32、4Cr25Ni35、4Cr25Ni35Nb等。2、铁素体钢 含铬为17%～30%的高铬钢。主要用作耐热钢，也可用作耐蚀钢，如1Cr171Cr25Si2。

3、 马氏体钢 Cr13系列最为典型，如1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、1Cr17Ni12。以Cr12为基的1Cr12MoWV。4、沉淀硬化钢 为通过时效强化处理以析出硬化相的高强钢，主要用做高强不锈钢。最典型的有马氏体沉淀硬化钢，如0Cr17Ni4Cu4Nb，简称17-7PH；半奥氏体+马氏体沉淀硬化钢，如0Cr17Ni7Al，简称17-7PH。5、铁素体-奥氏体双相钢 钢中铁素体占60%～40%，奥氏体占40%～60%。具有极其优异的抗腐蚀性能。最典型的有18-5型、22-5型、25-5等 三、不锈钢及耐热钢的特性 （一）

不锈钢的耐蚀性能 不锈钢的耐蚀性能的产生基于表面的钝化作用，在不同条件下可产生如下不同的腐蚀形式：1、均匀腐蚀 2、点蚀 3、缝隙腐蚀 4、晶间腐蚀 在晶粒边界发生的有选择性的腐蚀现象。晶间腐蚀与晶界贫“铬”现象有关。对于18-8钢，固溶处理后再经450～850℃加热（敏化加热），Cr23C6或（FeCr)23C6（常写成M23C6）会沿晶界沉淀出，以至使晶界边界层的固溶含Cr量低于12%，即出现所谓的贫铬，在腐蚀介质中将会发生腐蚀。对于铁素体钢，由于碳在铁素体中扩散速度快，故快冷时就易析出M23C6，再次加热时就倒易使碳化物溶解，消除贫铬层。若钢中含碳量低于其溶解度，C≤0.015%～0.03%(超低碳),就不至于有Cr23C6析出,因而不会产生贫铬现象.如钢中含有能形成稳定碳化物的元素Nb或Ti,并经稳定化处理(加热850℃×2h空冷),使之优先形成Nb或TiC,则不会再成Cr23C6,也不会产生贫铬现象.其它杂质的晶界偏析也易造成晶界（间）腐蚀.4。应力腐蚀（SCC)

（二）耐热钢的高温性能 1、抗氧化性 2、热强性 3、高温脆化

※奥氏体钢

一、奥氏体钢焊接性

（一）接头耐蚀性

1、晶间腐蚀有代表性的18-8钢焊接接头，有三个部位出现晶间腐蚀现象，包括焊缝区腐蚀、敏化区腐蚀、熔合区腐蚀。（1）焊缝区晶间腐蚀 防止焊缝区晶间腐蚀，采取措施有：①通过焊接材料，使焊缝金属或者成为超低碳情况，或含有足够的稳定化元素Nb，一般希望Nb≥8%或Nb≈1%； ②调整焊缝成分以获得一定的铁素体(δ)相。 焊缝中δ相的作用：一是可以打乱单一γ相柱状晶的方向性，不致形成连续贫铬层；二是δ相富Cr，有良好的供Cr条件，可减少γ晶粒形成贫铬层。常希望焊缝中存在4%～12%的δ相。（2）HAZ敏化区晶间腐蚀①HAZ敏化区晶间腐蚀，指焊接热影响区中加热峰值温度处于敏化加热区间的部位所发生的晶间腐蚀② 只有普通18-8钢才会有敏化区存在，含Ti或Nb的18-8Ti或18-8Nb，以及超低碳的18-8钢，不易有敏化区出现。防止18-8钢敏化区腐蚀，在焊接工艺上应采取快速过程，以减少处于敏化加热去区间。（3）熔合区刀口腐蚀 在熔合区产生的晶间腐蚀，有如刀削切口形式，故称为“刀口腐蚀”。刀口腐蚀只发生在含Nb或含Ti的18-8Nb或18-8Ti钢的熔合区。其实质是因M23C6沉淀而形成贫铬层。18-8Ti在焊接时熔合区高温过热，大部分TiC溶解，冷却时，碳在晶界附近成为过饱和状态，再经过450～850℃中温加热，在晶界将发生M23C6沉淀而形成晶界贫铬。越靠近

熔合线，贫铬越严重，因此形成“刀口腐蚀”。

2、应力腐蚀开裂SCC: 3、点蚀不锈钢的点蚀较难控制

二、奥氏体钢焊接接头热裂纹

奥氏体钢焊接时，在焊缝及近缝区都有可能产生热裂纹。最常见的是凝固裂纹，在近缝区的热裂纹是液化裂纹。 奥氏体钢焊接热裂纹的基本原因1、奥氏体钢的导热系数小和线胀系数大，在焊接局部加热和冷却条件下，接头在冷却过程中可形成较大的拉应力。2、奥氏体钢易于联生结晶形成方向性强的柱状晶的焊缝组织，有利于有害杂质偏析，而促使形成晶间液膜。3、奥氏体钢及焊缝的合金组成复杂，不仅S、P、Sn、Sb之类会形成易溶液膜，一些合金元素因溶解度有限（如Si、Nb），也可能形成易溶共晶。

（二）热裂纹的防止措施

1．凝固模式 凝固裂纹最易产生于单相奥氏体（γ）组织焊缝中，如果为γ+δ双相组织，则不易产生凝固裂纹。凝固裂纹与凝固模式有直接关系。凝固模式首先指以何种初生相（γ或δ）开始结晶进行凝固过程，其次是指以何种相完成凝固过程。影响热裂倾向的关键是决定凝固模式的Creq/Nieq比值。18-8系列的奥氏体钢，因Creq/Nieq处于1.5～2.0之间,一般不会轻易产生热裂纹;而25-20系列奥氏体钢,因Creq/Nieq＜1.5含镍量越高,其比值越小，以具有明显的热裂倾向。

2.化学成分 碳化物和硼化物可以同δ相一样使γ晶粒细化，而减小杂质的偏聚。提高含硼量，易溶共晶数量增多，反而细化了一次结晶组织而产生愈合作用，可降低热裂倾向。调整化学成分是控制热裂纹的重要手段。在单相奥氏体钢中，可以用Mn进行合金化。

3.焊接工艺的影响 为避免焊缝组织粗大和过热区晶粒粗化，以至增大偏析程度，应尽量采用小的焊接线能量，而且不预热，并降低层间温度。※简答：为什么奥氏体钢关注Cr Ni含量？ 因为Cr Ni得含量对奥氏体钢焊接接头的耐蚀性，热裂纹及焊缝的脆化都有重要的影响。从接头耐蚀性的角度看：（1）“贫Cr ”是奥氏体焊接接头产生晶间腐蚀的主要原因。（2）在氯化物介质中，提高Ni可以提高抗应力腐蚀开裂性能。（3）采用较母材更高Cr ,Mo含量的超合金化焊接材料；提高Ni含量都有利于减少微观偏析，提高奥氏体钢焊接接头抗点蚀性能。从接头的热裂纹角度看：铬当量和镍当量之比Creq/Nieq，是影响热裂纹倾向的关键，比值大于1.5不易产生热烈，小雨1.5热裂倾向比较大，所以提高Ni当量热

裂纹倾向增大，而提高Cr当量对热裂纹倾向不发生明显影响。从焊缝的脆化角度看：(1)为了满足低温韧性的要求，Cr是铁素体化元素之一。(2)在稳定的奥氏体钢焊缝中，可提高奥氏体化元素Cr Ni，克服σ相脆化:

※部分概念：

1．铬当量：在不锈钢成分与组织间关系的图中各形成铁素体的元素，按其作用的程度折算成Cr元素（以Cr的作用系数为1）的总和，即称为Cr当量。2．镍当量：不锈钢成分与组织间关系的图中各形成奥氏体的元素按其作用的程度，折算成Ni元素（以Ni的作用系数为1）的总和，即称为Ni当量。

3. 4750 C脆化: 高铬铁素体不锈钢在400~540度范围内长期加热会出现这种脆性，由于其最敏感的温度在475度附近，故称475度脆性，此时钢的强度、硬度增加，而塑性、韧性明显下降。4.凝固模式： 凝固模式首先指以何种初生相（γ或δ）开始结晶进行凝固过程，其次是指以何种相完成凝固过程。四种凝固模式：以δ相完成凝固过程，凝固模式以F表示；初生相为δ，然后依次发生包晶反应和共晶反应，凝固模式以FA表示；初生相为γ，然后依次发生包晶反应和共晶反应，凝固模式以AF表示；初生相为γ，直到凝固结束不再发生变化，用A表示凝固模式。5.应力腐蚀裂纹：在应力和腐蚀介质共同作用下，在低于材料屈服点和微弱的腐蚀介质中发生的开裂形式6. σ相脆化: σ相是一种脆硬而无磁性的金属间化合物相，具有变成分和复杂的晶体结构。25-20钢焊缝在800～875℃加热时，γ向σ转变非常激烈。在稳定的奥氏体钢焊缝中，可提高奥氏体化元素镍和氮，克服σ脆化。7．热强性：指在高温下长时工作时对断裂的抗力（持久强度），或在高温下长时工作时抗塑性变形的能力（蠕变抗力）

铁素体不锈钢

马氏体不锈钢