《焊接冶金学》教学大纲

《焊接冶金学》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：03142521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、材料传输原理等后续课程：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《焊接冶金学》是焊接技术与工程专业的一门专业必修课程。本课程主要讨论金属材料在熔焊条件下的有关化学冶金和物理冶金方面的普遍性规律以及常用金属材料的焊接工艺，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。本课程注重基本理论知识的深入学习，兼顾新材料、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，培养具有理论联系实践、创新应用能力的高质量专业人才。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：使学生掌握焊接材料的组成及作用、焊接化学冶金、焊接接头的组织和性能、焊接缺陷及其控制等基本知识；熟悉焊接性及其试验方法，掌握低合金高强度钢、不锈钢及耐热钢、有色金属等常用焊接材料的焊接工艺要点，针对具体焊接结构材料，掌握焊接材料选择和制定焊接工艺的基本原则和方法。课程目标2：能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，分析材料的焊接性问题，合理选择焊接方法及焊接工艺参数；分析不同焊接材料的焊接特点，并根据焊接过程中出现的工艺缺陷等问题，合理的调整工艺参数，能根据相应的工艺要点制定合理的焊接工艺。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；课程注重常用工程材料的焊接，体现材料焊接性在焊接生产中的重要性；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《焊接冶金学》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1.4掌握专业知识，并能将专业知识用于解决焊接专业相关复杂工程问题。课程目标1：使学生掌握焊接材料的组成及作用、焊接化学冶金、焊接接头的组织和性能、焊接缺陷及其控制等基本知识；熟悉焊接性及其试验方法，掌握低合金高强度钢、不锈钢及耐热钢、有色金属等常用焊接材料的焊接工艺要点，针对具体焊接结构材料，掌握焊接材料选择和制定焊接工艺的基本原则和方法。H4.研究4.2能够基于科学原理，采用科学方法对焊接工艺、材料、结构、设备、质量检测制定实验方案并实施。课程目标2：能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，分析材料的焊接性问题，合理选择焊接方法及焊接工艺参数；分析不同焊接材料的焊接特点，并根据焊接过程中出现的工艺缺陷等问题，合理的调整工艺参数，能根据相应的工艺要点制定合理的焊接工艺。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；课程注重常用工程材料的焊接，体现材料焊接性在焊接生产中的重要性；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.焊接材料的组成及作用1.1焊条1.2焊丝1.3焊剂教学要求：了解焊条、焊丝、焊剂的分类和命名规则；理解典型焊接材料的冶金性和工艺性；了解焊接材料的选用原则。重点:焊接材料的冶金性和选用原则。难点:焊接材料的选用原则。21、32.焊接化学冶金2.1焊接化学冶金的特殊性2.2焊接区内气体与金属的作用2.3焊接熔渣对金属的作用2.4焊缝金属的净化与合金化教学要求：掌握焊接化学冶金反应区及其特点；了解焊接区氮氢氧的来源、对焊接质量的影响及控制措施；了解熔渣对焊接金属的作用；掌握焊缝脱氧、硫磷控制措施；了解合金过渡方式及过渡系数的影响因素。重点：焊接化学冶金反应特点及其反应条件，熔渣作用，氮氢氧的控制措施。难点：焊接化学冶金反应条件。61、23.焊接接头的组织和性能3.1焊接熔池和焊缝3.2焊接热影响区3.3熔合区教学要求：理解焊接热循环条件下的金属组织转变特点；掌握焊缝的组织分布和性能特点；掌握焊接热影响区的组织分布和性能特点。重点：焊缝金属的固态相变，焊接热影响区的组织和性能。难点：焊缝及热影响区的组织分布和性能特点。81、24.焊接缺陷及其控制4.1焊缝中气孔的防止4.2焊缝中夹杂物的防止4.3焊接裂纹的分类及其基本特征4.4焊接裂纹的防止教学要求：理解各种裂纹的形成机理及影响因素；掌握焊缝中气孔的防止措施；掌握焊缝中夹杂物的防止措施；掌握焊缝中裂纹的防止措施。重点：焊缝中气孔、夹杂物的防止，焊接裂纹的形成机理和影响因素。难点：焊接裂纹的形成机理和影响因素。81、25.焊接性及其试验方法5.1焊接性及影响因素5.2焊接性试验的内容及评定原则5.3焊接性的评定及试验方法教学要求：了解金属的焊接性及影响因素；理解焊接性试验的内容及评定原则；理解焊接性试验的评定及试验方法。重点：影响金属焊接性的因素及常用焊接性的试验方法。难点：常用焊接性的试验方法。21、2、36.合金结构钢的焊接6.1合金结构钢的分类和性能6.2热轧及正火钢的焊接6.3低碳调质钢的焊接6.4中碳调质钢的焊接6.5珠光体耐热钢的焊接6.6低温钢的焊接教学要求：了解合金结构钢的分类和性能；掌握合金结构钢的焊接性；掌握合金结构钢的焊接工艺。重点：各种合金结构钢的热物理性能、焊接性分析及焊接工艺制定。难点：各种合金结构钢的焊接工艺制定。41、2、37.不锈钢及耐热钢的焊接7.1不锈钢及耐热钢的分类及特性7.2奥氏体不锈钢的焊接7.3铁素体及马氏体不锈钢的焊接7.4奥氏体-铁素体双相不锈钢的焊接教学要求：了解不锈钢及耐热钢的分类及特性；掌握各种不锈钢的焊接性；掌握各种不锈钢的焊接工艺。重点：不锈钢及耐热钢的热物理性、焊接性分析及焊接工艺制定。难点：各种不锈钢的焊接工艺制定。41、2、38.有色金属的焊接8.1铝及铝合金的焊接8.2铜及铜合金的焊接8.3钛及钛合金的焊接教学要求：了解铝及铝合金的分类成分及性能；掌握铝及铝合金的焊接性和焊接工艺制定；了解铜及铜合金的分类成分及性能；掌握铜及铜合金的焊接性和焊接工艺制定；了解钛及钛合金的分类成分及性能；掌握钛及钛合金的焊接性和焊接工艺制定。重点：铜、铝、钛及其合金的焊接性分析及焊接工艺制定。难点：铜、铝、钛及其合金的焊接工艺制定。21、2、39.铸铁焊接9.1铸铁种类及焊接方法9.2铸铁的焊接性分析9.3铸铁的焊接材料及工艺教学要求：了解铸铁的分类及焊接方法；理解铸铁的石墨化；掌握铸铁的焊接性分析及焊接工艺制定。重点：铸铁的焊接性分析及焊接工艺制定。难点：铸铁的焊接工艺制定。21、2、310.异种材料的焊接10.1异种材料的分类组合及焊接性特点10.2异种钢的焊接10.3钢与有色金属的焊接教学要求：了解异种材料的的焊接性特点；理解异种钢的焊接性；理解不锈复合钢的焊接性；理解钢与有色金属的焊接性；掌握异种钢的焊接工艺要点；掌握不锈复合钢的焊接工艺要点；掌握钢与有色金属的焊接工艺要点。重点：异种钢的焊接性分析及焊接工艺特点，钢与有色金属的焊接性分析及焊接工艺要点。难点：异种钢的焊接工艺特点，钢与有色金属的焊接工艺要点。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化学冶金和物理冶金的理论基础上，具备根据不同金属材料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）刘会杰.焊接冶金与焊接性[M].北京：机械工业出版社,2017.12.2.参考书：（1）张文钺.焊接冶金学[M].北京：机械工业出版社,2017.01.（2）李亚江.焊接冶金原理[M].北京：化学工业出版社,2015.11.（3）徐学利,李霄.金属材料焊接性[M].北京：中国石化出版社,2015.07.（4）雷世明.焊接方法与设备[M].北京：机械工业出版社,2017.08.（5）邱葭菲.焊接方法与工艺[M].北京：机械工业出版社,2013.08.3.期刊：（1）樊琦明,关运夺,吴振华.超临界汽轮机进汽插管司太立合金裂纹原因分析及处理[J].山西电力,2021,(06):54-56.（2）任军,田省委,罗晓丽.钛管凝汽器管口胀焊接头的质量控制[J].焊接技术,2021,50(12):92-95.（3）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.（4）梅丽芳,谢顺.活性激光焊接不锈钢厚板熔池流场动态行为研究[J].应用激光,2021,41(06):1155-1161.（5）谢毅,程文俊.高海拔严寒地区不锈钢熔盐管道焊接施工研究与应用[J].焊接技术,2021,50(11):38-40.（6）AreerakAnupong;KesvarakulRamil;ChaysuwanWashira;LimpadapunKhompee;SukmaneeJenjira.StudyoftheDiffusibleHydrogenContentAffectedfromtheWeldingElectrodeHumidity[J].KeyEngineeringMaterials,2021,6264:43-48.4.网络资源：（1）哈工大.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.（3）刘会杰.焊接冶金学.http://www.pps.tv/w_19rs75nl6p.html.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）主要考核焊接化学冶金、焊接接头的组织和性能、焊接缺陷及其控制、焊接性及其试验方法、常用焊接材料的焊接工艺要点等内容。（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%），试题类型为填空题、选择题、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≥60x<60课堂表现40笔记完整，