金属材料焊接性

1、金属材料焊接性WeldabilityofMetal）课程代码：（07370630）学分：2学时：30（其中：讲课学时26：实验学时：4）先修课程：材料科学基础，金属热处理、材料成型原理适用专业与培养计划：材料成型及控制工程专业2012年修订版培养计划教材：焊接冶金学材料焊接性，李亚江，机械工业出版社，2011年2月第1版开课学院：材料科学与工程学院课程网站：（选填）一、课程性质与教学目标（一）课程性质与任务（需说明课程对人才培养方面的贡献）金属材料焊接性建立在物理学、物理化学、金属学与热处理、材料成型原理等课程知识的基础上，是材料成型及控制工程专业选修模块（焊接方向）中的一门重要的专业课。本课

2、程的主要学习目标是从焊接角度分析不同材料的基本特性（包括焊接性特点、焊接工艺、焊接材料等）。针对具体材料焊接结构，掌握焊接材料选择和制订焊接工艺的基本原则和方法，为学生从事材料成型及控制工程（焊接方向）的技术工作打下坚实的专业基础。通过本课程的学习，使学生了解金属材料焊接性研究的应用场合及相关基础知识，掌握合金结构钢、不锈钢及耐热钢、有色金属、铸铁及先进材料等在焊接过程中出现的焊接性问题；掌握用于这些常用工程材料焊接的填充材料的选择原则与焊接工艺要点。使学生能够根据被焊材料的物理化学性能特点、焊缝成形和工作环境要求等，合理分析合金结构钢、不锈钢及耐热钢、有色金属、铸铁及先进材料焊接材料的焊接性

3、问题，并能够根据实际产品需要选择合适的填充材料及合理的焊接工艺。（二）课程目标（根据课程特点和对毕业要求的贡献，确定课程目标。应包括知识目标和能力目标。）课程目标1：掌握合金结构钢、不锈钢及耐热钢、有色金属、铸铁及先进材料等在焊接过程中出现的焊接性问题；课程目标2：掌握用于合金结构钢、不锈钢及耐热钢、有色金属、铸铁及先进材料焊接材料等焊接的填充材料的选择原则及其焊接工艺要点；课程目标3：能根据被焊材料的物理化学、力学性能特点，以及工作环境要求等，分析合金结构钢、不锈钢及耐热钢、有色金属、铸铁及先进材料焊接材料的焊接性；课程目标4:能够根据实际产品需要选择合适的焊接材料，并能根据焊接缺陷产生的原

4、因进行分析，优化焊接工艺。（三）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系本课程支撑专业培养计划中毕业要求1-4、2-2和4-4:.毕业要求1-4.利用材料成型原理、材料成型工艺、材料成型设备等专业知识解决铸造/焊接/锻压复杂工程问题。.毕业要求2-2.能运用材料成型及控制工程科学的基本原理，判断复杂工程问题解决方案的关键制约参数。.毕业要求4-4.获取有效实验参数或数据，对实验数据或结果进行正确的分析和解释，并通过信息综合归纳总结，获得有效的结论毕业要求指标点课程目标1课程目标2课程目标3课程目标4毕业要求1-4VV毕业要求2-2V毕业要求4-4V、课程内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑早下

5、内容教学方式与学时支撑课程目标支撑的毕业要求指标点讲课实验上机课外作业讨论第1章金属材料焊接性及其试验方法：金属焊接性概念；焊接性试验的几种常用方法211-4第2章合金结构钢的焊接：合金结构钢的分类和性能；热轧与正火钢的化学成分和性能、焊接性问题、焊接工2；低碳调质钢和中碳调质钢的化学成分和性能、焊接性问题、焊接上2；珠光体耐热钢和低温钢的化学成分和性能、焊接性问题、焊接工艺。82V1、2、3、41-4、2-2、4-4第3章不锈钢及耐热钢的焊接：不锈钢及耐热钢的分类及特性；奥氏体不锈钢的类型、焊接性分析、焊接上2；铁素体及马氏体不锈钢的分类、焊接性分析、焊接工艺。6V1、2、3、41-4、2-

6、2、4-4第4章有色金属的焊接：铝及铝合金、铜及铜合金、钛及钛合金的分类、成分和性能；铝及铝合金、铜及铜合金、钛及钛合金的焊接性问题；铝及铝合金、铜及铜合金、钛及钛合金的焊接工2。42V1、2、3、41-4、2-2、4-4第5章铸铁焊接：铸铁的种类及其焊接方法；铸铁的焊接性问题；铸铁的焊接材料及焊接工艺。21、2、31-4、2-2第6章先进材料的焊接：先进材料的分类及性能特点；几种先进材料的焊接性分析；几种先进材料的焊接焊接上2特点。2V1、2、31-4第7章异种材料的焊接：异种材料的分类、组合及焊接性特点；异种钢、异种金属的焊接性特点；异种钢、异种金属的焊接工艺特点。21、2、31-4、2-

7、2合计264注：课外学时按相关专业培养计划列入表格三、本课程开设的实验项目（如课程不含实验，请将该项删除）编号实验项目名称学时要求支撑课程目标1低碳钢焊接实验2验证性选做42铝合金焊接实验4验证性必做4注：1.类型指验证性、综合性、设计性等。2.要求指必做、选做。实验1.低碳钢焊接实验实验目的：了解低碳钢焊接方法、焊接电源的选择；了解和掌握低碳钢的焊接材料、焊接参数的选择原则；掌握低碳钢焊接过程中容易产生的焊接缺陷及其防止措施。实验原理：低碳钢焊接性基本原理。实验仪器：焊条电弧焊焊机BX300-1,气体保护焊焊机KEMPPIFasterMIG400,全数字化TIG焊机FroniusMagicW

8、ave3000JobG/R实验安排：1、了解焊条电弧焊焊机BX300-1,气体保护焊焊机KEMPPIFasterMIG400,全数字化TIG焊机FroniusMagicWave3000JobG/F三种设备上主要焊接参数的调节方法。熟悉焊条、焊丝的型号、规格等。2、采用机械清理的方法，严格清理焊缝坡口及两侧20mm处的水、锈、油等杂质。确定装配间隙及定位焊间距。3、选取焊接方法和相应的焊接参数。焊条电弧焊TIG焊CO2气保焊焊接方向右焊法左焊法左焊法焊材J422、J507（规格：小3.2mm）H08A、H08Mn2A（规格：小1.2mm）H08A、H08Mn2A（规格：小1.2mm）焊接电流90

9、120A60100A230270A焊接速度2mm/s1mm/s2mm/s4、观察并记录焊后焊缝表面缺陷情况，分析其产生的原因。实验报告要求：简述低碳钢焊接实验过程；记录焊接工艺参数，将实验数据及结果以表格列出；写出焊接参数变化对焊缝成形质量的影响规律；写出实验的体会与疑问。实验2.铝合金焊接实验实验目的：了解铝合金焊接方法、焊接电源的选择；了解和掌握铝合金材料的焊接材料、焊接参数的选择原则；掌握铝合金焊接过程中容易产生的焊接缺陷及其防止措施。实验原理：铝及铝合金焊接性基本原理。实验仪器：熔化极气体保护焊机KEMPPIFasterMIG400、全数字化TIG焊机FroniusMaglcWave3

10、000JobG/F;HS301、HS311焊丝（规格：小1.2mm、63mm）;3003铝合金（规格：200mrK100m佛6mm）。实验安排：1、采用化学或机械方法，严格清理焊缝坡口两侧的表面氧化膜。清理好后立即施焊，如果放置时间超过4h,应重新清理。2、确定装配间隙及定位焊间距。采用交流钨极氩弧焊（即TIG焊），或交流惰性气体保护焊（即MIG焊）。选用301纯铝焊丝及311铝硅焊丝。3、选取焊接方法和参数。一般以左焊法进行，焊炬和工件成60角。焊接厚度15mm以上时，以右焊法进行，焊炬和工件成90角。焊件开V形坡口，夹角为6070,间隙不得大于1mm。若采用TIG焊，鸨极直径选2.4mm,

11、焊接电流80120A的，焊丝直径3mm,12层焊完。若采用MIG焊，选用1.2mm焊丝，焊接电流200250A。4、观察并记录焊后气孔、裂纹及焊接变形等情况，分析其产生的原因。实验报告要求：简单解释铝合金材料的型号；简述铝合金焊接过程；记录焊接工艺参数，将实验数据及结果以表格列出；写出焊接参数变化对焊缝成形质量的影响规律；写出实验的体会与疑问。四、达成课程目标的途径和措施1、把握主线，引导学生掌握各种金属材料的物理化学特点，并分析其焊接性问题，利用金属材料焊接性问题分析的实际案例，帮助学生理解和掌握各种金属材料焊接时相应的焊接材料的选择原则及其焊接工艺，具备对各种金属结构材料焊接过程中合量选择

12、焊接材料，及合理编制焊接工艺的能力。2、采用多媒体教学手段，配合例题的讲解及适当的思考题，保证讲课进度的同时，注意学生的掌握程度和课堂的气氛；3、采用案例式教学，结合工程实际，进行各种金属材料焊接时相应的焊接材料的选择及其焊接工艺的编制，从而具备相关知识和方法的实际应用能力。4、本课程有4个学时的实验，具体实验内容见“三、本课程开设的实验项目”。五、考核方式.课程考核方式包括期末考试、平时及作业情况考核和实验情况考核，期末考试采用闭卷笔试。.课程成绩=平时成绩20%+实验成绩X10%+期末考试成绩70%。成绩的具体构成如下：成绩组成考核/评价环节分值考核/评价细则对应的课程目标平时成绩20%平时作业10课后完成重要章节的习题，主要考核学生对每节课知识点的复习、理解和掌握程度，计算全部作业的平均成绩再按10%计入总成绩。1、3点名及课堂小练习10以随机的形式，在每章内容进行中或结束后，随堂测试1-3题，主要考核学生课堂的听课效果和课后及时复习消化本章知识的能力，结合平时的随机点名，最后按10%计入课程总成绩。1、3实验成绩10%课程实验10完成4个学时的实验，主要考核学生利用所学知识开展实验的能力，进行金属材料焊接性分析、焊接材料选择等，根据学生课程成绩评定标准最后按10%计入课程总成绩。4期末考试70%期末考试卷面成绩70试卷题型可包括填空题、判断题、