《焊接结构设计课程设计》教学大纲

《焊接结构设计课程设计》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：03162514课程性质：集中实践课学分：2学分周数：2周先修课程：熔焊方法及设备、焊接冶金学、材料成型工艺基础A等并修课程：焊接结构学、焊接自动化技术、焊接标准、焊接生产与管理等适用专业：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《焊接结构设计课程设计》是焊接技术与工程专业的一门集中实践课，是学生在《焊接结构学》课程学习后进行的一个全面、系统、深入的实践环节。本环节培养学生焊接性分析、焊接结构细化设计、焊接工艺方案设计、对压力容器进行焊接工艺评定、设计报告书写等方面的能力。要求学生掌握运用手册、标准及文献查阅有关资料的方法；能够树立正确的设计思想，根据需要及结合相关标准，科学处理设计中的有关问题。将为学生学习后续课程及从事工程技术工作、科学研究以及开拓新技术领域打下坚实的基础。二、课程目标通过课程设计，使学生达到如下目标：课程目标1：掌握压力容器焊接结构的基本组成与设计方法，通过文献检索与归纳总结，细化焊接结构设计方案。能够针对具体的压力容器结构和具体的材料种类，制定焊接工艺方案；能够掌握压力容器焊接工艺评定的内容、步骤、方法和规则。课程目标2：能够针对焊接结构相关复杂工程问题，选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，并能够理解其局限性。课程目标3：培养学生团结协作的合作精神，沟通表达、分析问题、解决问题的能力，勤于思考、勇于创新的科学精神，以及为国家建设、民族发展不懈努力的爱国情怀和劳动精神。三、课程目标与毕业要求《焊接结构设计课程设计》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持强度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：掌握压力容器焊接结构的基本组成与设计方法，通过文献检索与归纳总结，细化焊接结构设计方案。能够针对具体的压力容器结构和具体的材料种类，制定焊接工艺方案；能够掌握压力容器焊接工艺评定的内容、步骤、方法和规则。M3.设计/开发解决方案3.2能够运用专业知识，通过分析、类比等方式提出满足要求的解决方案。课程目标1：掌握压力容器焊接结构的基本组成与设计方法，通过文献检索与归纳总结，细化焊接结构设计方案。能够针对具体的压力容器结构和具体的材料种类，制定焊接工艺方案；能够掌握压力容器焊接工艺评定的内容、步骤、方法和规则。H9.个人和团队9.1具备良好的团队意识，能够理解团队不同角色的责任和作用，并能与其它学科成员协作互补。课程目标3：培养学生团结协作的合作精神，沟通表达、分析问题、解决问题的能力，勤于思考、勇于创新的科学精神，以及为国家建设、民族发展不懈努力的爱国情怀和劳动精神。M11.项目管理11.2能将工程管理原理与经济决策方法在多学科环境下的项目管理中应用。课程目标2：能够针对焊接结构相关复杂工程问题，选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，并能够理解其局限性。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，教学重点难点课时安排对应的课程目标1.查阅资料，熟悉设计内容及步骤教学要求：以典型焊接结构设计方案为例讲解课程设计的过程，下达任务书。学生根据任务书查阅资料、熟悉题目的具体设计内容。熟悉焊接结构(压力容器)的组成及特点。重点：典型焊接结构设计过程难点：焊接结构(压力容器)的组成及特点。1天12.材料性能分析教学要求：针对典型耐热钢、不锈钢等典型钢种，熟悉其力学性能、物理性能、化学性能、化学成分等，在此基础上分析其焊接性。并针对分析出的主要问题，提出解决方案。重点：焊接性分析。难点：针对问题提出解决方法。1天1、23.焊接结构的细化设计教学要求：对给定的草图中的焊缝进行细化设计，比如根据板厚、是否单面焊等方面设计坡口形式及角度，确定焊接顺序等。重点：坡口形式的确定。难点：焊接顺序的确定。1天1、2、34.典型金属结构的拼焊工艺设计教学要求：对焊接结构进行焊接工艺方案进行设计。包括拼点工艺，焊接方法、焊接设备、焊接参数和焊接材料的确定，以及焊前准备和焊后热处理等工艺的设计。应说明设计依据。重点：焊接方案的制定和编写焊接工艺卡。难点：说明设计依据。3天1、2、35.焊接工艺评定报告的编写教学要求：熟悉所设计的焊接结构工艺评定的内容、步骤、方法和规则。编写焊接工艺评定报告。重点：焊接结构工艺评定的内容、步骤、方法和规则。难点：编写焊接工艺评定报告。1天1、2、36.简要总结质量保证措施教学要求：简要总结焊接结构质量保证措施，包括加工各阶段，比如下料阶段、焊前、焊中、焊后的质量保证措施；减小焊接缺陷的措施；降低应力集中的措施等。重点：焊接应力和焊接缺陷的防治措施。难点：焊接应力和焊接缺陷的防治措施。。0.5天1、2、37.课程设计报告书编写教学要求：根据所设计的拼焊工艺方案，编制课程设计报告书。重点：焊接工艺方案的制定及依据。难点：焊接工艺评定报告。2天1、2、38.答辩教学要求：答辩是考核课程设计是否达到基本要求和相应水平的关键环节，是教师对学生论文的一次会诊和指导。重点考察学生对金属材料的性能、焊接结构的理解和焊接工艺方案的制定三方面的能力，设计过程中的态度。同时检查设计创新性、工作量、有无违反学术规范现象等，提出改进意见。重点：拼焊工艺方案的制定。难点：制定焊接工艺方案的依据。0.5天1、2、3合计10天（2周）五、教学方法及手段由于课程内容与生产实践紧密结合，学生应根据焊接结构设计手册、金属结构制造相关国家标准，以自学为主、教师讲授为辅，独立完成材料性能分析、结构的细化设计、焊接结构工艺方案设计、焊接工艺评定等设计内容，以培养学生的自学能力、分析能力、设计能力和创新能力，以及养成自觉遵守国家标准的习惯。六、教材和参考书1.推荐教材：（1）贾安东.焊接结构理论与制造[M].北京:机械工业出版社,2018.09.2.参考书：（1）方洪渊.焊接结构学(第2版)[M].北京:机械工业出版社,2017.03.（2）刘鹏.焊接质量控制及缺陷分析检验[M].北京:化学工业出版社,2020.01.（3）郑光海.焊接工程实践教程[M].北京:机械工业出版社,2011.02.七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由学习态度、工作量完成情况、设计能力、设计报告书和答辩成绩五部分构成，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分值考核/评价细则课程目标123学习态度10(1)主要考核学生学习纪律和答疑情况；(2)教师根据课堂整体表现情况评分。√√√424工作量完成情况10(1)主要考核学生独立完成设计任务情况；(2)教师根据独立完成任务情况评分。√√√424设计能力40(1)主要考核说明书数据计算正确合理性；(2)教师根据计算合理性与否评分。√√√3055设计报告书质量30(1)主要考核学生的绘图水平高低情况；(2)教师根据绘图质量高低评分。√√√2055答辩成绩10(1)主要考核学生答辩自述和回答问题情况；(2)教师根据答辩自述情况和回答问题正确性与否进行评分。√√√424合计：100621622八、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定课程设计采用优、良、中、及格、不及格五级评分制。即90分以上为优，80~89分为良，70~79分为中，60~69分为及格，60分以下为不及格。总成绩分五部分：学习态度、工作量完成情况、设计能力、设计报告书质量和答辩成绩。其中：（1）学习态度占10%，无故旷课达3次取消总成绩；（2）工作量完成情况占10%；（3）设计能力占40%；（4）设计报告书质量占30%；（5）答辩成绩占10%。验收、答辩由2-3位教师组成答辩考核小组，对每位学生进行口试答辩，要求学生根据设计回答教师所提出的问题。课程设计成绩根据学生设计的合理性、设计报告书的规范性、设计中分析与解决问题的能力及设计态度和答辩情况综合评定。2.成绩评定标准考核内容、评价标准、所占比重见表4。表4考核方式评价标准考核方式所占比重(%)100>x≥90（优秀）90>x≥80（良好）80>x≥70（中等）70>x≥60（及格）x<60（不及格）课堂表现10学习认真、态度端正，遵守纪律,表现优秀学习认真、态度端正，遵守纪律,表现良好遵守纪律，学习态度良好，表现中等遵守纪律，学习态度一般，表现一般学习纪律较差，表现较差工作量完成情况10独立完成设计任务的90%以上独立完成设计任务的80%以上独立完成设计任务的70%以上独立完成设计任务的60%以上独立完成设计任务的60%以下设计能力40综合运用理论知识、设计能力较强，能够较好地处理工程实际问题综合运用理论知识、设计能力较好，能够处理工程实际问题综合运用理论知识、设计能力一般，基本能够处理工程实际问题综合运用理论知识、设计能力一般，不能处理工程实际问题综合运用理论知识、计算机技能较差，不能处理工程实际问题设计报告书质量30设计方案正确、表达清楚；设计思路、实验（论证）方法科学合理；达到课程设计规定的要求；报告书质量较高设计方案正确、表达较为清楚；设计思路、实验（论证）方法科学合理；达到课程设计规定的要求；报告书质量良好设计方案基本正确、表达较为清楚；设计思路、实验（论证）方法基本合理；基本达到课程设计规定的要求；报告书