《焊接冶金學》教學大綱

《焊接冶金學》教學大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：03142521課程性質：專業(yè)必修課學分：2.5學分學時：40學時（理論40學時）先修課程：焊接技術與工程導論、材料科學基礎A、材料傳輸原理等后續(xù)課程：焊接結構學、焊接工程綜合實驗、焊接質量檢測與評價等適用專業(yè)：焊接技術與工程開課單位：材料科學與工程學院一、課程說明《焊接冶金學》是焊接技術與工程專業(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化學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，為學習其他有關課程及以后從事技術工作打下必要的基礎。本課程注重基本理論知識的深入學習，兼顧新材料、新工藝及其發(fā)展方向的學習，課程講解中融入思政元素，落實立德樹人根本任務，培養(yǎng)具有理論聯(lián)系實踐、創(chuàng)新應用能力的高質量專業(yè)人才。二、課程目標通過本課程的學習，使學生達到如下目標：課程目標1：使學生掌握焊接材料的組成及作用、焊接化學冶金、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，針對具體焊接結構材料，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2：能根據(jù)被焊材料的物理化學性能特點、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，合理的調整工藝參數(shù)，能根據(jù)相應的工藝要點制定合理的焊接工藝。課程目標3：理解焊接有關的國家標準、行業(yè)標準、企業(yè)標準、法律法規(guī)以及相關知識產(chǎn)權、行業(yè)政策；將職業(yè)道德教育融入教學，培養(yǎng)擔當精神，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)學生科學求實的創(chuàng)新精神，在具備扎實學識的基礎上不斷學習新理論和新技術。三、課程目標與畢業(yè)要求《焊接冶金學》課程教學目標對焊接技術與工程專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表1。表1課程教學目標與畢業(yè)要求關系畢業(yè)要求指標點課程目標支撐強度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)相關復雜工程問題。課程目標1：使學生掌握焊接材料的組成及作用、焊接化學冶金、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，針對具體焊接結構材料，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能夠基于科學原理，采用科學方法對焊接工藝、材料、結構、設備、質量檢測制定實驗方案并實施。課程目標2：能根據(jù)被焊材料的物理化學性能特點、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，合理的調整工藝參數(shù)，能根據(jù)相應的工藝要點制定合理的焊接工藝。H6.工程與社會6.1熟悉焊接領域相關的技術標準、知識產(chǎn)權、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3：理解焊接有關的國家標準、行業(yè)標準、企業(yè)標準、法律法規(guī)以及相關知識產(chǎn)權、行業(yè)政策；將職業(yè)道德教育融入教學，培養(yǎng)擔當精神，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)學生科學求實的創(chuàng)新精神，在具備扎實學識的基礎上不斷學習新理論和新技術。M注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關畢業(yè)要求的關聯(lián)度。四、教學內容、基本要求與學時分配教學內容、基本要求與學時分配見表2。表2教學內容、基本要求與學時分配教學內容教學要求，教學重點難點理論學時對應的課程目標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.焊接化學冶金2.1焊接化學冶金的特殊性2.2焊接區(qū)內氣體與金屬的作用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要求：掌握焊接化學冶金反應區(qū)及其特點；了解焊接區(qū)氮氫氧的來源、對焊接質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：焊接化學冶金反應特點及其反應條件，熔渣作用，氮氫氧的控制措施。難點：焊接化學冶金反應條件。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)教學要求：理解焊接熱循環(huán)條件下的金屬組織轉變特點；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焊接性試驗的內容及評定原則5.3焊接性的評定及試驗方法教學要求：了解金屬的焊接性及影響因素；理解焊接性試驗的內容及評定原則；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.合金結構鋼的焊接6.1合金結構鋼的分類和性能6.2熱軋及正火鋼的焊接6.3低碳調質鋼的焊接6.4中碳調質鋼的焊接6.5珠光體耐熱鋼的焊接6.6低溫鋼的焊接教學要求：了解合金結構鋼的分類和性能；掌握合金結構鋼的焊接性；掌握合金結構鋼的焊接工藝。重點：各種合金結構鋼的熱物理性能、焊接性分析及焊接工藝制定。難點：各種合金結構鋼的焊接工藝制定。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、教學方法及手段本課程以課堂講授為主，結合討論互動、案例講解、視頻資源共享等教學方式完成課程教學任務和相關能力的培養(yǎng)。學生在全面掌握焊接化學冶金和物理冶金的理論基礎上，具備根據(jù)不同金屬材料特點選擇焊接方法的能力；結合焊接相關標準，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[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：化學工業(yè)出版社,2015.11.（3）徐學利,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量控制[J].焊接技術,2021,50(12):92-95.（3）鄭健,張清學,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].應用激光,2021,41(06):1155-1161.（5）謝毅,程文俊.高海拔嚴寒地區(qū)不銹鋼熔鹽管道焊接施工研究與應用[J].焊接技術,2021,50(11):38-40.（6）AreerakAnupong;KesvarakulRamil;ChaysuwanWashira;LimpadapunKhompee;SukmaneeJenjira.StudyoftheDiffusibleHydrogenContentAffectedfromtheWeldingElectrodeHumidity[J].KeyEngineeringMaterials,2021,6264:43-48.4.網(wǎng)絡資源：（1）哈工大.高效焊接方法./v_show/id_XNTQ0OTY0NDYw.html.（2）焊接工藝基礎及方法精品課件./html/2012/0527/1997508.shtm.（3）劉會杰.焊接冶金學.http://www.pps.tv/w_19rs75nl6p.html.七、課程考核對課程目標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成，具體考核/評價細則及對課程目標的支撐關系見表3。表3課程考核對課程目標的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評價細則課程目標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）主要考核學生對各章節(jié)知識點的復習、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。√√√664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（權重40%）；過程性考核和考試試題分值分配應與教學大綱各章節(jié)的學時基本成比例。2.過程性考核成績的標準過程性考核方式重點考核內容、評價標準、所占比重見表4。表4過程性考核方式評價標準考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60課堂表現(xiàn)40筆記完整，