《熔焊方法及设备》教学大纲

《熔焊方法及设备》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：03142571课程性质：专业必修课学分：2.5学分学时：40学时（理论40学时）先修课程：焊接技术与工程导论、材料科学基础A、电工与电子技术等后续课程：焊接结构学、焊接工程综合实验、焊接质量检测与评价等适用专业：焊接技术与工程开课单位：材料科学与工程学院一、课程说明《熔焊方法及设备》是焊接技术与工程专业的一门专业必修课程。本课程主要讨论熔焊的基础理论和各种熔焊方法，为学习其他有关课程及以后从事技术工作打下必要的基础。本课程注重基础理论知识的学习，强调培养运用基础理论知识解决实际生产问题的能力，兼顾新技术、新工艺及其发展方向的学习，课程讲解中融入思政元素，落实立德树人根本任务，实现现代教育技术与教育教学的深度融合。二、课程目标通过本课程的学习，使学生达到如下目标：课程目标1：掌握焊接电弧的特性、焊丝的熔化与熔滴过渡、母材的熔化与焊缝成形等原理，能够根据焊接电弧基础知识分析不同焊接方法的特点；掌握埋弧焊、钨极惰性气体保护焊、熔化极氩弧焊、CO2气体保护电弧焊、等离子弧焊等常用焊接方法，能够根据具体焊接结构选择合适的焊接方法及设备。课程目标2：能正确运用焊接电弧基础知识，结合焊机工作原理和特点，通过焊接设备使用、焊接方法特点、焊材选择原则等，能够进行合理的焊接工艺制定，提高学生的问题分析能力、逻辑推理能力、总结归纳能力及自学新知识的能力。课程目标3：理解焊接有关的国家标准、行业标准、企业标准、法律法规以及相关知识产权、行业政策；将职业道德教育融入教学，培养担当精神，牢固树立爱岗敬业意识；课程内容融入工匠精神，体现焊接质量的重要性；培养学生科学求实的创新精神，在具备扎实学识的基础上不断学习新理论和新技术。三、课程目标与毕业要求《熔焊方法及设备》课程教学目标对焊接技术与工程专业毕业要求的支撑见表1。表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支撑强度1.工程知识1.3掌握专业基础知识，能够将焊接工程领域的相关知识和数学模型用于推演和分析，并用于解决焊接专业相关复杂工程问题。课程目标1：掌握焊接电弧的特性、焊丝的熔化与熔滴过渡、母材的熔化与焊缝成形等原理，能够根据焊接电弧基础知识分析不同焊接方法的特点；掌握埋弧焊、钨极惰性气体保护焊、熔化极氩弧焊、CO2气体保护电弧焊、等离子弧焊等常用焊接方法，能够根据具体焊接结构选择合适的焊接方法。H3.设计/开发解决方案3.1能够设计针对焊接专业相关复杂工程问题的合理解决方案，设计满足国家和区域经济社会发展需求的基础焊接工程方案设计、工艺流程设计。课程目标2：能正确运用焊接电弧基础知识，结合焊机工作原理和特点，通过焊接设备使用、焊接方法特点、焊材选择原则等，能够进行合理的焊接工艺制定，提高学生的问题分析能力、逻辑推理能力、总结归纳能力及自学新知识的能力。H6.工程与社会6.1熟悉焊接领域相关的技术标准、知识产权、产业政策和法律法规，了解企业文化方面的知识。课程目标3：理解焊接有关的国家标准、行业标准、企业标准、法律法规以及相关知识产权、行业政策；将职业道德教育融入教学，培养担当精神，牢固树立爱岗敬业意识；课程内容融入工匠精神，体现焊接质量的重要性；培养学生科学求实的创新精神，在具备扎实学识的基础上不断学习新理论和新技术。M注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、基本要求与学时分配教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2教学内容、基本要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点理论学时对应的课程目标1.焊接电弧1.1焊接电弧的物理基础1.2焊接电弧的电特性及产热1.3焊接电弧力及其影响因素1.4焊接电弧的稳定性及其影响因素教学要求：熟悉焊接电弧及其电特性；掌握焊接电弧的稳定性及其影响因素；了解焊接电弧力及其影响因素。重点：焊接电弧的产生过程；焊接电弧的构造及其导电机构；焊接电弧的电特性。难点：焊接电弧的产热及温度分布；焊接电弧力及其影响因素。41、22.焊丝的熔化和熔滴过渡2.1焊丝的加热与熔化2.2熔滴过渡主要形式及其特点2.3熔滴过渡的损失及飞溅教学要求：熟悉焊丝的加热与熔化，熔滴上的作用力；掌握熔滴过渡主要形式及其特点；了解熔滴过渡的损失及飞溅。重点：焊丝的加热与熔化；熔滴上的作用力；熔滴过渡主要形式及其特点。难点：熔滴过渡的新理论与新技术；熔滴过渡的损失及飞溅。41、23.母材的熔化和焊缝成形3.1焊缝形成过程及焊缝形状尺寸3.2熔池受到的力及其对焊缝成形的影响3.3焊接参数和工艺因素对焊缝成形的影响3.4焊缝成形缺陷及其防止教学要求：熟悉焊缝形成过程及焊缝形状尺寸；掌握焊接参数和工艺因素对焊缝成形的影响；了解熔池形状与焊接电弧热的关系。重点：焊缝形成过程及焊缝形状尺寸；熔池形状与焊接电弧热的关系。难点：熔池受到的力及其对焊缝成形的影响；焊接参数和工艺因素对焊缝成形的影响；焊缝成形缺陷及其防止。41、24.电弧焊自动控制基础4.1电弧焊的程序自动控制4.2电弧焊的自动调节系统4.3弧焊机器人概述教学要求：熟悉电弧焊的程序自动控制；掌握熔电弧焊的自动调节系统。重点：电弧焊的程序自动控制。难点：电弧焊的自动调节系统。22、35.埋弧焊5.1埋弧焊原理、特点及应用5.2埋弧焊的冶金特点5.3埋弧焊用焊接材料及设备5.4埋弧焊工艺教学要求：熟悉埋弧焊原理、特点及应用；理解埋弧焊的冶金特点；了解埋弧焊用焊接材料；熟悉埋弧焊设备；掌握埋弧焊工艺。重点：埋弧焊的冶金特点；埋弧焊用焊接材料；埋弧焊设备。难点：埋弧焊工艺。41、2、36.钨极惰性气体保护焊6.1TIG焊原理、特点及应用6.2TIG焊用焊接材料及设备6.3TIG焊工艺教学要求：熟悉TIG焊原理、特点及应用；理解TIG焊的冶金特点；了解TIG焊用焊接材料；掌握TIG焊工艺。重点：TIG焊原理、特点及应用；TIG焊设备；TIG焊用焊接材料。难点：TIG焊工艺。41、2、3熔化极氩弧焊7.1熔化极氩弧焊原理、特点及应用7.2熔化极氩弧焊的熔滴过渡7.3熔化极氩弧焊的自动调节系统7.4熔化极氩弧焊用焊接材料及设备7.5熔化极氩弧焊工艺教学要求：熟悉熔化极氩弧焊原理、特点及应用；掌握熔化极氩弧焊的熔滴过渡；理解熔化极氩弧焊的自动调节系统；熟悉熔化极氩弧焊设备；掌握熔化极氩弧焊用焊接材料、熔化极氩弧焊工艺；了解熔化极氩弧焊的其他方法。重点：熔化极氩弧焊原理、特点及应用；熔化极氩弧焊的熔滴过渡；熔化极氩弧焊的自动调节系统；熔化极氩弧焊设备。难点：熔化极氩弧焊用焊接材料；熔化极氩弧焊工艺；熔化极氩弧焊的其他方法。41、2、38.CO2气体保护电弧焊8.1CO2气体保护电弧焊原理、特点及应用8.2CO2气体保护电弧焊熔滴过渡的特点8.3CO2气体保护电弧焊的冶金特点8.4CO2气体保护电弧焊用焊接材料及设备8.5CO2气体保护电弧焊飞溅问题与控制措施8.6CO2气体保护电弧焊工艺教学要求：熟悉CO2气体保护电弧焊原理、特点及应用；掌握CO2气体保护电弧焊熔滴过渡的特点；掌握CO2气体保护电弧焊的冶金特点；熟悉CO2气体保护电弧焊设备；掌握飞溅控制措施；掌握CO2气体保护电弧焊工艺。重点：CO2气体保护电弧焊原理、特点及应用；CO2气体保护电弧焊熔滴过渡的特点；CO2气体保护电弧焊的冶金特点；CO2气体保护电弧焊设备。难点：飞溅问题与控制措施；CO2气体保护电弧焊工艺41、2、39.等离子弧焊接与喷涂9.1等离子弧特性及其发生器9.2等离子弧焊接9.3等离子弧喷涂教学要求：熟悉等离子弧特性及其发生器；掌握等离子弧焊接；掌握等离子弧喷涂。重点：等离子弧特性及其发生器。难点：等离子弧焊接；等离子弧喷涂。41、2、310.电渣焊10.1电渣焊的原理、特点及应用；10.2电渣焊热过程和结晶组织的特点；10.3电渣焊用焊接材料及设备10.4丝极电渣焊工艺教学要求：熟悉电渣焊的原理、特点及应用；掌握电渣焊热过程和结晶组织的特点；了解电渣焊用焊接材料；熟悉丝极电渣焊设备；掌握丝极电渣焊工艺。重点：电渣焊的原理、特点及应用；电渣焊热过程和结晶组织的特点；电渣焊用焊接材料。难点：丝极电渣焊设备；丝极电渣焊工艺。21、2、311.高能束流焊11.1高能束流焊的物理基础11.2电子束焊11.3激光焊教学要求：熟悉高能束流焊的物理基础；掌握电子束焊、激光焊。重点：高能束流焊的物理基础。难点：电子束焊；激光焊。21、2、312.复合焊12.1复合焊概述12.2等离子弧-GMA复合焊12.3激光-电弧复合焊12.4TIG-MIG复合焊教学要求：熟悉等离子弧-GMA复合焊；掌握激光-电弧复合焊、TIG-MIG复合焊。重点：等离子弧-GMA复合焊。难点：激光-电弧复合焊、TIG-MIG复合焊。21、2、3合计40五、教学方法及手段本课程以课堂讲授为主，结合讨论互动、案例讲解、视频资源共享等教学方式完成课程教学任务和相关能力的培养。学生在全面掌握焊接电弧知识的理论基础上，具备根据不同焊接结构特点选择焊接方法的能力；结合焊接相关标准，根据所选焊接方法制定焊接工艺的初步能力。六、课程资源1.推荐教材：（1）王宗杰.熔焊方法及设备[M].北京：机械工业出版社.2019.06.2.参考书：（1）曹朝霞.焊接方法与设备使用[M].北京：机械工业出版社.2018.08.（2）吴志生.现代电弧焊接方法及设备[M].北京：化学工业出版社.2017.09.（3）邱葭菲.焊接方法与设备使用[M].北京：机械工业出版社.2018.08.3.期刊：（1）郑健,张清学,罗登.工程机械用耐磨钢板NM450焊接性能研究[J].金属材料与冶金工程,2021,49(06):58-62.（2）华强,杨鹏,华建斌.管道产生磁性后的消磁焊接处理方法[J].石化技术,2021,28(12):152-153.（3）武小强,吴兵兵.稳压器电加热元件连接件与套管焊接问题及解决方案[J].中国核电,2021,14(06):799-803.（4）李德明,蒋富强.工艺仿真技术在工程机械结构中的应用研究[J].金属加工(热加工),2021(12):20-24.（5）李晓亮.爆炸冶金Q245R+N08825复合板焊接技术研究[J].热加工工艺,2021,50(23):154-158.（6）CuiShuwan;YuYunhe;TianFuyuan;PangShuwen.Morphology,Microstructure,andMechanicalPropertiesofS32101DuplexStainless-SteelJointsinK-TIGWelding[J].2022,Materials,15(15):5432-5432.4.网络资源：（1）哈尔滨工业大学.高效焊接方法./v_show/id_XNTQ0OTY0NDYw.html.（2）焊接工艺基础及方法精品课件./html/2012/0527/1997508.shtm.七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由过程性考核成绩和期末考核成绩两部分构成，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表3。表3课程考核对课程目标的支撑考核环节占比考核/评价细则课程目标123过程性考核课堂表现16（1）根据课堂出勤情况和课堂回答问题情况进行考核，满分100分。（2）以平时考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√664章节测验8（1）根据每次章节测验单独评分，满分100分；（2）每次章节测验评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以章节测验成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√44作业16（1）主要考核学生对各章节知识点的复习、理解和掌握程度，满分100分；（2）每次作业单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√664期末考核60（1）卷面成绩100分，以卷面成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。（2）主要考核焊接电弧基础知识，焊丝的熔化和熔滴过渡特性，母材的熔化和焊缝成形，电弧焊自动控制基础，各种电弧焊方法及设备的类型、特点、选用等内容。（3）考试题型为：填空题、选择题、判断题、简答题、综合题等。√√√252510合计：100分414118八、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定考核方式：本课程主要以课堂表现、章节测验、作业、期末考试等方式对学生进行考核评价。考核基本要求：考核总成绩由期末试卷成绩和过程性考核成绩组成。其中：期末试卷成绩为100分（权重60%），试题类型为选择题、填空题、判断题、简答题、综合题等类型，试卷中基本知识、基本理论、基本技能的试题分值不超过50%，综合应用题、分析题不低于50%；课堂表现、章节测验、作业等过程性考核成绩为100分（权重40%）；过程性考核和考试试题分值分配应与教学大纲各章节的学时基本成比例。2.过程性考核成绩的标准过程性考核方式重点考核内容、评价标准、所占比重见表4。表4过程性考核方式评价标准考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60