《焊接冶金學(xué)》教學(xué)大綱

《焊接冶金學(xué)》教學(xué)大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：03142521課程性質(zhì)：專業(yè)必修課學(xué)分：2.5學(xué)分學(xué)時：40學(xué)時（理論40學(xué)時）先修課程：焊接技術(shù)與工程導(dǎo)論、材料科學(xué)基礎(chǔ)A、材料傳輸原理等后續(xù)課程：焊接結(jié)構(gòu)學(xué)、焊接工程綜合實驗、焊接質(zhì)量檢測與評價等適用專業(yè)：焊接技術(shù)與工程開課單位：材料科學(xué)與工程學(xué)院一、課程說明《焊接冶金學(xué)》是焊接技術(shù)與工程專業(yè)的一門專業(yè)必修課程。本課程主要討論金屬材料在熔焊條件下的有關(guān)化學(xué)冶金和物理冶金方面的普遍性規(guī)律以及常用金屬材料的焊接工藝，為學(xué)習(xí)其他有關(guān)課程及以后從事技術(shù)工作打下必要的基礎(chǔ)。本課程注重基本理論知識的深入學(xué)習(xí)，兼顧新材料、新工藝及其發(fā)展方向的學(xué)習(xí)，課程講解中融入思政元素，落實立德樹人根本任務(wù)，培養(yǎng)具有理論聯(lián)系實踐、創(chuàng)新應(yīng)用能力的高質(zhì)量專業(yè)人才。二、課程目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達到如下目標(biāo)：課程目標(biāo)1：使學(xué)生掌握焊接材料的組成及作用、焊接化學(xué)冶金、焊接接頭的組織和性能、焊接缺陷及其控制等基本知識；熟悉焊接性及其試驗方法，掌握低合金高強度鋼、不銹鋼及耐熱鋼、有色金屬等常用焊接材料的焊接工藝要點，針對具體焊接結(jié)構(gòu)材料，掌握焊接材料選擇和制定焊接工藝的基本原則和方法。課程目標(biāo)2：能根據(jù)被焊材料的物理化學(xué)性能特點、焊縫成形和工作環(huán)境要求等，分析材料的焊接性問題，合理選擇焊接方法及焊接工藝參數(shù)；分析不同焊接材料的焊接特點，并根據(jù)焊接過程中出現(xiàn)的工藝缺陷等問題，合理的調(diào)整工藝參數(shù)，能根據(jù)相應(yīng)的工藝要點制定合理的焊接工藝。課程目標(biāo)3：理解焊接有關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、法律法規(guī)以及相關(guān)知識產(chǎn)權(quán)、行業(yè)政策；將職業(yè)道德教育融入教學(xué)，培養(yǎng)擔(dān)當(dāng)精神，牢固樹立愛崗敬業(yè)意識；課程注重常用工程材料的焊接，體現(xiàn)材料焊接性在焊接生產(chǎn)中的重要性；培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)求實的創(chuàng)新精神，在具備扎實學(xué)識的基礎(chǔ)上不斷學(xué)習(xí)新理論和新技術(shù)。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求《焊接冶金學(xué)》課程教學(xué)目標(biāo)對焊接技術(shù)與工程專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表1。表1課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點課程目標(biāo)支撐強度1.工程知識1.4掌握專業(yè)知識，并能將專業(yè)知識用于解決焊接專業(yè)相關(guān)復(fù)雜工程問題。課程目標(biāo)1：使學(xué)生掌握焊接材料的組成及作用、焊接化學(xué)冶金、焊接接頭的組織和性能、焊接缺陷及其控制等基本知識；熟悉焊接性及其試驗方法，掌握低合金高強度鋼、不銹鋼及耐熱鋼、有色金屬等常用焊接材料的焊接工藝要點，針對具體焊接結(jié)構(gòu)材料，掌握焊接材料選擇和制定焊接工藝的基本原則和方法。H4.研究4.2能夠基于科學(xué)原理，采用科學(xué)方法對焊接工藝、材料、結(jié)構(gòu)、設(shè)備、質(zhì)量檢測制定實驗方案并實施。課程目標(biāo)2：能根據(jù)被焊材料的物理化學(xué)性能特點、焊縫成形和工作環(huán)境要求等，分析材料的焊接性問題，合理選擇焊接方法及焊接工藝參數(shù)；分析不同焊接材料的焊接特點，并根據(jù)焊接過程中出現(xiàn)的工藝缺陷等問題，合理的調(diào)整工藝參數(shù)，能根據(jù)相應(yīng)的工藝要點制定合理的焊接工藝。H6.工程與社會6.1熟悉焊接領(lǐng)域相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、知識產(chǎn)權(quán)、產(chǎn)業(yè)政策和法律法規(guī)，了解企業(yè)文化方面的知識。課程目標(biāo)3：理解焊接有關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、法律法規(guī)以及相關(guān)知識產(chǎn)權(quán)、行業(yè)政策；將職業(yè)道德教育融入教學(xué)，培養(yǎng)擔(dān)當(dāng)精神，牢固樹立愛崗敬業(yè)意識；課程注重常用工程材料的焊接，體現(xiàn)材料焊接性在焊接生產(chǎn)中的重要性；培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)求實的創(chuàng)新精神，在具備扎實學(xué)識的基礎(chǔ)上不斷學(xué)習(xí)新理論和新技術(shù)。M注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關(guān)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)度。四、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配見表2。表2教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求，教學(xué)重點難點理論學(xué)時對應(yīng)的課程目標(biāo)1.焊接材料的組成及作用1.1焊條1.2焊絲1.3焊劑教學(xué)要求：了解焊條、焊絲、焊劑的分類和命名規(guī)則；理解典型焊接材料的冶金性和工藝性；了解焊接材料的選用原則。重點:焊接材料的冶金性和選用原則。難點:焊接材料的選用原則。21、32.焊接化學(xué)冶金2.1焊接化學(xué)冶金的特殊性2.2焊接區(qū)內(nèi)氣體與金屬的作用2.3焊接熔渣對金屬的作用2.4焊縫金屬的凈化與合金化教學(xué)要求：掌握焊接化學(xué)冶金反應(yīng)區(qū)及其特點；了解焊接區(qū)氮氫氧的來源、對焊接質(zhì)量的影響及控制措施；了解熔渣對焊接金屬的作用；掌握焊縫脫氧、硫磷控制措施；了解合金過渡方式及過渡系數(shù)的影響因素。重點：焊接化學(xué)冶金反應(yīng)特點及其反應(yīng)條件，熔渣作用，氮氫氧的控制措施。難點：焊接化學(xué)冶金反應(yīng)條件。61、23.焊接接頭的組織和性能3.1焊接熔池和焊縫3.2焊接熱影響區(qū)3.3熔合區(qū)教學(xué)要求：理解焊接熱循環(huán)條件下的金屬組織轉(zhuǎn)變特點；掌握焊縫的組織分布和性能特點；掌握焊接熱影響區(qū)的組織分布和性能特點。重點：焊縫金屬的固態(tài)相變，焊接熱影響區(qū)的組織和性能。難點：焊縫及熱影響區(qū)的組織分布和性能特點。81、24.焊接缺陷及其控制4.1焊縫中氣孔的防止4.2焊縫中夾雜物的防止4.3焊接裂紋的分類及其基本特征4.4焊接裂紋的防止教學(xué)要求：理解各種裂紋的形成機理及影響因素；掌握焊縫中氣孔的防止措施；掌握焊縫中夾雜物的防止措施；掌握焊縫中裂紋的防止措施。重點：焊縫中氣孔、夾雜物的防止，焊接裂紋的形成機理和影響因素。難點：焊接裂紋的形成機理和影響因素。81、25.焊接性及其試驗方法5.1焊接性及影響因素5.2焊接性試驗的內(nèi)容及評定原則5.3焊接性的評定及試驗方法教學(xué)要求：了解金屬的焊接性及影響因素；理解焊接性試驗的內(nèi)容及評定原則；理解焊接性試驗的評定及試驗方法。重點：影響金屬焊接性的因素及常用焊接性的試驗方法。難點：常用焊接性的試驗方法。21、2、36.合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接6.1合金結(jié)構(gòu)鋼的分類和性能6.2熱軋及正火鋼的焊接6.3低碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接6.4中碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接6.5珠光體耐熱鋼的焊接6.6低溫鋼的焊接教學(xué)要求：了解合金結(jié)構(gòu)鋼的分類和性能；掌握合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接性；掌握合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接工藝。重點：各種合金結(jié)構(gòu)鋼的熱物理性能、焊接性分析及焊接工藝制定。難點：各種合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接工藝制定。41、2、37.不銹鋼及耐熱鋼的焊接7.1不銹鋼及耐熱鋼的分類及特性7.2奧氏體不銹鋼的焊接7.3鐵素體及馬氏體不銹鋼的焊接7.4奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼的焊接教學(xué)要求：了解不銹鋼及耐熱鋼的分類及特性；掌握各種不銹鋼的焊接性；掌握各種不銹鋼的焊接工藝。重點：不銹鋼及耐熱鋼的熱物理性、焊接性分析及焊接工藝制定。難點：各種不銹鋼的焊接工藝制定。41、2、38.有色金屬的焊接8.1鋁及鋁合金的焊接8.2銅及銅合金的焊接8.3鈦及鈦合金的焊接教學(xué)要求：了解鋁及鋁合金的分類成分及性能；掌握鋁及鋁合金的焊接性和焊接工藝制定；了解銅及銅合金的分類成分及性能；掌握銅及銅合金的焊接性和焊接工藝制定；了解鈦及鈦合金的分類成分及性能；掌握鈦及鈦合金的焊接性和焊接工藝制定。重點：銅、鋁、鈦及其合金的焊接性分析及焊接工藝制定。難點：銅、鋁、鈦及其合金的焊接工藝制定。21、2、39.鑄鐵焊接9.1鑄鐵種類及焊接方法9.2鑄鐵的焊接性分析9.3鑄鐵的焊接材料及工藝教學(xué)要求：了解鑄鐵的分類及焊接方法；理解鑄鐵的石墨化；掌握鑄鐵的焊接性分析及焊接工藝制定。重點：鑄鐵的焊接性分析及焊接工藝制定。難點：鑄鐵的焊接工藝制定。21、2、310.異種材料的焊接10.1異種材料的分類組合及焊接性特點10.2異種鋼的焊接10.3鋼與有色金屬的焊接教學(xué)要求：了解異種材料的的焊接性特點；理解異種鋼的焊接性；理解不銹復(fù)合鋼的焊接性；理解鋼與有色金屬的焊接性；掌握異種鋼的焊接工藝要點；掌握不銹復(fù)合鋼的焊接工藝要點；掌握鋼與有色金屬的焊接工藝要點。重點：異種鋼的焊接性分析及焊接工藝特點，鋼與有色金屬的焊接性分析及焊接工藝要點。難點：異種鋼的焊接工藝特點，鋼與有色金屬的焊接工藝要點。21、2、3合計40五、教學(xué)方法及手段本課程以課堂講授為主，結(jié)合討論互動、案例講解、視頻資源共享等教學(xué)方式完成課程教學(xué)任務(wù)和相關(guān)能力的培養(yǎng)。學(xué)生在全面掌握焊接化學(xué)冶金和物理冶金的理論基礎(chǔ)上，具備根據(jù)不同金屬材料特點選擇焊接方法的能力；結(jié)合焊接相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)所選焊接方法制定焊接工藝的初步能力。六、課程資源1.推薦教材：（1）劉會杰.焊接冶金與焊接性[M].北京：機械工業(yè)出版社,2017.12.2.參考書：（1）張文鉞.焊接冶金學(xué)[M].北京：機械工業(yè)出版社,2017.01.（2）李亞江.焊接冶金原理[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2015.11.（3）徐學(xué)利,李霄.金屬材料焊接性[M].北京：中國石化出版社,2015.07.（4）雷世明.焊接方法與設(shè)備[M].北京：機械工業(yè)出版社,2017.08.（5）邱葭菲.焊接方法與工藝[M].北京：機械工業(yè)出版社,2013.08.3.期刊：（1）樊琦明,關(guān)運奪,吳振華.超臨界汽輪機進汽插管司太立合金裂紋原因分析及處理[J].山西電力,2021,(06):54-56.（2）任軍,田省委,羅曉麗.鈦管凝汽器管口脹焊接頭的質(zhì)量控制[J].焊接技術(shù),2021,50(12):92-95.（3）鄭健,張清學(xué),羅登.工程機械用耐磨鋼板NM450焊接性能研究[J].金屬材料與冶金工程,2021,49(06):58-62.（4）梅麗芳,謝順.活性激光焊接不銹鋼厚板熔池流場動態(tài)行為研究[J].應(yīng)用激光,2021,41(06):1155-1161.（5）謝毅,程文俊.高海拔嚴(yán)寒地區(qū)不銹鋼熔鹽管道焊接施工研究與應(yīng)用[J].焊接技術(shù),2021,50(11):38-40.（6）AreerakAnupong;KesvarakulRamil;ChaysuwanWashira;LimpadapunKhompee;SukmaneeJenjira.StudyoftheDiffusibleHydrogenContentAffectedfromtheWeldingElectrodeHumidity[J].KeyEngineeringMaterials,2021,6264:43-48.4.網(wǎng)絡(luò)資源：（1）哈工大.高效焊接方法./v_show/id_XNTQ0OTY0NDYw.html.（2）焊接工藝基礎(chǔ)及方法精品課件./html/2012/0527/1997508.shtm.（3）劉會杰.焊接冶金學(xué).http://www.pps.tv/w_19rs75nl6p.html.七、課程考核對課程目標(biāo)的支撐課程成績由過程性考核成績和期末考核成績兩部分構(gòu)成，具體考核/評價細則及對課程目標(biāo)的支撐關(guān)系見表3。表3課程考核對課程目標(biāo)的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評價細則課程目標(biāo)123過程性考核課堂表現(xiàn)16（1）根據(jù)課堂出勤情況和課堂回答問題情況進行考核，滿分100分。（2）以平時考核成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績。√√√664章節(jié)測驗8（1）根據(jù)每次章節(jié)測驗單獨評分，滿分100分；（2）每次章節(jié)測驗評分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以章節(jié)測驗成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭?4作業(yè)16（1）主要考核學(xué)生對各章節(jié)知識點的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，滿分100分；（2）每次作業(yè)單獨評分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以作業(yè)成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭?64期末考核60（1）卷面成績100分，以卷面成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績。（2）主要考核焊接化學(xué)冶金、焊接接頭的組織和性能、焊接缺陷及其控制、焊接性及其試驗方法、常用焊接材料的焊接工藝要點等內(nèi)容。（3）考試題型為：填空題、選擇題、判斷題、簡答題、綜合題等?！獭獭?52510合計：100分414118八、考核與成績評定1.考核方式及成績評定考核方式：本課程主要以課堂表現(xiàn)、章節(jié)測驗、作業(yè)、期末考試等方式對學(xué)生進行考核評價?？己嘶疽螅嚎己丝偝煽冇善谀┰嚲沓煽兒瓦^程性考核成績組成。其中：期末試卷成績?yōu)?00分（權(quán)重60%），試題類型為填空題、選擇題、判斷題、簡答題、綜合題等類型，試卷中基本知識、基本理論、基本技能的試題分值不超過50%，綜合應(yīng)用題、分析題不低于50%；課堂表現(xiàn)、章節(jié)測驗、作業(yè)等過程性考核成績?yōu)?00分（權(quán)重40%）；過程性考核和考試試題分值分配應(yīng)與教學(xué)大綱各章節(jié)的學(xué)時基本成比例。2.過程性考核成績的標(biāo)準(zhǔn)過程性考核方式重點考核內(nèi)容、評價標(biāo)準(zhǔn)、所占比重見表4。表4過程性考核方式評價標(biāo)準(zhǔn)考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60課堂表現(xiàn)40筆記完整，