金属材料焊接性教学大纲

PAGEPAGE8《金属材料的焊接性》课程教学大纲一、课程基本信息课程名称金属材料焊接性课程编号310040045课程性质专业选修课课程类别学科专业基础课开课单位材料成型教研室授课学期第六学期学分/学时2/32课内学时32理论授课32上机学时0课内实践0实验学时0课外学时适用专业材料成型（焊接方向）是否双语否先修课程焊接冶金学（基本原理）、金属学与热处理后续课程焊接检验、焊接工艺课程设计、毕业设计二、课程简介《金属的焊接性》是材料成形与控制工程专业（焊接方向）的本科必修课，课程具有很强的实际应用背景，时焊接专业的主干课。课程主要讲授各种金属材料的焊接性特点及焊接工艺要点，以及各种材料焊接性问题产生的原因、影响因素及防止措施，培养学生各种金属材料焊接工艺的制定，尤其是特殊金属材料的焊接工艺制定。通过本专业课学习将使学生掌握工程基础知识，并具有一定分析问题和解决问题的能力。三、课程目标及对毕业要求指标点的支撑（一）课程目标课程目标1（知识目标）：1.阐释金属焊接性的基本概念、焊接性试验内容和方法、典型金属材料焊接性。（1)明确不同典型金属材料的焊接性差异，为制定焊接工艺打下基础。(2)归纳各种金属材料焊接性特点和工艺要点。2.应用金属焊接性分析方法，从控制焊接质量的角度，探讨各种金属材料焊接工艺的制定与优化。3.将环保、节能等知识和理念结合金属焊接过程。课程目标2（能力目标）：1.综合运用金属焊接性分析方法，能够在实践中较为深入对焊接问题有正确的分析思路。2.能够运用所学低合金高强钢、不锈钢(耐热钢)、有色金属（铝合金、铜合金、钛合金）材料的焊接性，针对具体问题正确选择焊接材料、焊接方法和制定对应的焊接工艺要点。3.能够依据材料焊接性能特点，综合考虑经济、健康、安全、法规以及焊接工艺对环境、社会可持续发展的影响等因素，制订合理化的焊接工艺和探索提高焊接质量的新途径。课程目标3（素质目标）：1.解析焊接技术的重要地位及发展趋势，培养学生敬业、专注、创新的职业精神。2.领会各种材料焊接性特点，在焊接成形技术方面分析讨论，使学生善于思考，勇于实践，培养学生具有初步应对实际工况条件的应变能力、综合分析和解决问题工程能力。3.拓展金属材料焊接的前沿和新发展动向，激发学生追求卓越的创造精神、精益求精的品质精神。（二）课程目标对毕业要求指标点的支撑课程目标支撑毕业要求指标点毕业要求课程目标11.3学习专业基础知识，掌握解决复杂材料成型及控制工程问题的基本思路和方法；1-工程知识课程目标22.2能够将相关基础理论和基本原理综合应用于复杂工程问题的表述，对复杂工程问题的解决途径进行分析、对比并试图改进；2-问题分析课程目标33.1学习工程设计和产品开发全周期、全流程的基本设计方法和技术，了解影响设计目标和技术方案的各种因素；3-设计/开发解决方案四、课程基本教学内容及对课程目标的支撑（一）课程基本教学内容第一单元焊接性及其试验方法（学时数：4学时）1.课程主要内容（1）焊接性概念，金属的焊接性，工艺焊接性。（2）焊接性及其试验方法，焊接性的试验，焊接性的试验内容，焊接性试验方法分类，选择或制定焊接性试验方法的原则。（3）常用工艺焊接性试验方法，斜Y坡口对接裂纹试验（Yslitcrackingtest），插销试验（Implanttest），可调拘束裂纹试验，鱼骨状裂纹试验法，刚性固定对接裂纹试验，以及其它试验方法。2.重点和难点重点：4种常用焊接性试验方法:斜Y坡口对接裂纹试验（Yslitcrackingtest），插销试验（Implanttest）,可调拘束裂纹试验，鱼骨状裂纹试验法。难点：几种碳当量的间接估计法之区别。3.教学方法（1）通过多媒体课件和传统教学相结合，阐明金属材料焊接性分析常用的方法。（2）通过案例分析，理解金属材料焊接热裂纹、冷裂纹试验方法，促进学生知识整合，培养学生分析问题能力。（3）通过课堂提问及讨论，培养学生的职业观、道德观，对金属材料焊接性分析方法有初步的认识。4.学生学习预期成果学生在学完本单元课程后理解焊接性的分析方法和焊接性实验内容、掌握5种以上常用工艺焊接性试验方法。5.支撑课程目标（1）讲授影响金属材料焊接性的因素及评定焊接性原则。（知识传授）（2）以典型案例为主线，对金属材料焊接性评定的各种方法及其应用场合有初步认知，了解焊接性试验分析的典型方法。（能力培养）（3）分享焊接工作者经常会遇到一些金属结构材料的焊接问题，明确在制定焊接工艺前对金属材料进行焊接性分析的重要性，树立爱岗敬业、专注、创新的职业精神。（价值塑造）第二单元低合金高强钢的焊接（学时数：6学时）1.课程主要内容（1）合金结构钢的分类，强度用钢，特殊用钢。（2）热轧及正火钢的焊接，热轧及正火钢的成分和性能，热轧及正火钢的焊接性分析，热轧及正火钢的焊接工艺特点。（3）低碳调质钢的焊接，低碳调质钢的成分和性能，低碳调质钢的焊接分析，低碳调质钢的焊接工艺特点。(4）中碳调质钢的焊接，中碳调质钢的成分和性能，中碳调质钢的焊接分析，中碳调质钢的焊接工艺特点。2.重点和难点重点：低碳和中碳调质钢的焊接性及焊接工艺要点。难点：中碳调质钢的焊接性。3.教学方法（1）通过多媒体课件和传统教学相结合，阐明合金结构钢的分类及基本性能。（2）通过典型低合金焊接案例分析，掌握典型低合金高强钢焊接特点及焊接工艺制定要点，培养学生独立分析问题能力；强化对知识整合归纳，发展学生的自学能力和反思能力。4.学生学习预期成果学生在学完本单元课程后应初步认知低合金高强钢的种类和性能，掌握低合金高强钢的焊接特点和焊接工艺要点。5.支撑课程目标（1）讲授低合金高强度钢分类、焊接性特点等内容，从理论上阐释化学成分对金属材料焊接性影响。（知识传授）（2）讲授影响金属材料焊接性的因素，扩充在超高强钢焊接成形领域的最新最新研究成果，培养学生辩证的分析金属材料强度与焊接成形工艺之间的关系，针对不同种类高强钢具有初步的制定相应焊接工艺的能力。（能力培养）（3）以典型低合金钢焊接案例为主线，讲授典型低合金钢焊接性与焊接工艺制定之间关系，探究影响金属材料焊接性的因素，深刻理解研究和开发适合焊接成形的高强金属材料挑战性和前景广阔性。（价值塑造）第三单元不锈钢、耐热钢、异种钢、复合钢板的焊接（学时数：12学时）1.课程主要内容（1）不锈钢、耐热钢的类型和特性，不锈钢及耐热钢类型，不锈钢的耐蚀性能，耐热钢的高温性能，不锈钢及耐热钢的物理性能。（2）奥氏体钢的焊接，奥氏体不锈钢接头的晶间腐蚀问题，奥氏体不锈钢接头的应力腐蚀开裂问题，奥氏体钢焊接接头热裂问题，奥氏体钢焊接接头的力学性能问题，奥氏体钢焊接生产工艺特点。（3）马氏体钢、铁素体钢及双相不锈钢的焊接，马氏体钢的焊接问题，铁素体钢的焊接工艺特点。（4）珠光体钢与奥氏体钢的焊接，异种钢焊接的主要问题，异种钢焊接施工特点。（5）复合钢板焊接的主要问题，复合钢板焊接工艺特点。2.重点和难点重点：四种不锈钢的焊接性及焊接工艺要点。难点：晶间腐蚀的概念及“贫铬”机制。3.教学方法（1）通过多媒体课件和传统教学相结合，阐明不锈钢的分类及基本性能。（2）通过典型不锈钢焊接案例分析，掌握典型不锈钢、典型异种钢焊接特点及焊接工艺制定要点，培养学生独立分析问题能力；强化对知识整合归纳，发展学生的自学能力和反思能力。4.学生学习预期成果学生在学完本单元课程后应明确不锈钢及耐热钢的类型和特性，掌握典型不锈钢及典型异种钢的焊接存在的问题和工艺要点。5.支撑课程目标（1）讲授不锈钢、异种钢焊接性特点，从理论上阐释化学成分对不锈钢、异种钢焊接性影响。（知识传授）（2）讲授影响不锈钢、异种钢焊接性的因素，分析不同种类不锈钢、异种钢焊接特点，培养学生辩证的分析不锈钢、异种钢化学成分、原始组织与焊接成形工艺之间的关系，针对不同种类不锈钢、异种钢具有初步的制定相应焊接工艺的能力。（能力培养）（3）以典型不锈钢、异种钢焊接案例为主线，讲授典型不锈钢及异种钢焊接性与焊接工艺制定之间关系，探究影响不锈钢及异种钢焊接性的因素，深刻理解不锈钢及异种钢焊接成形应用前景，强化学生工程伦理教育，培养学生精益求精的大国工匠精神。（价值塑造）第四单元有色金属的焊接（学时数：8学时）1.课程主要内容（1）铝及其合金的焊接铝及其合金的类型及特性，工业纯铝的特性，铝合金的合金化及其特性，铝合金的耐蚀性，铝合金的物理性能；铝及其合金的焊接性，焊缝的气孔，焊接热裂纹，焊接接头的“等强性”，焊接接头的耐蚀性；铝及其合金的焊接工艺特点，焊接工艺的一般特点，焊接方法的选用，焊丝的选用。（2）铜及铜合金的焊接铜及铜合金的分类、成分及性能简介，紫铜，黄铜，青铜与白铜；铜及铜合金焊接性分析，难熔性及易变形，热裂纹，气孔，焊接执着头机械性能及导电性能的变化；紫铜及黄铜的焊接工艺要点，焊接方法的选择，焊接材料的选择，焊接工艺技术上的要点。（3）钛及钛合金的焊接钛及钛合金的种类、成分及性能简介；钛及钛合金可焊性分析，气体等杂质污染而引起焊接接头脆化，焊接接头裂纹问题，焊缝气孔问题；工业纯钛及TCI钛合金焊接工艺要点，氩弧焊，等离子弧焊。。2.重点和难点重点：三种有色金属的焊接性共性及区别。难点：铝合金的焊接性及焊接工艺要点。3.教学方法（1）通过多媒体课件和传统教学相结合，阐明铝合金、铜合金及钛合金的分类及基本性能。（2）通过典型铝合金、铜合金及钛合金焊接案例分析，掌握典型有色金属焊接特点及焊接工艺制定要点，培养学生对有色金属焊接特性的认识，发展学生的自学能力和反思能力。4.学生学习预期成果学生在学完本单元课程后应明确铝及铝合金、铜及铜合金和钛及钛合金的种类和性能，掌握铝及铝合金、铜及铜合金和钛及钛合金的焊接性分析和焊接工艺要点。5.支撑课程目标（1）讲授铝合金、钛合金及铜合金焊接性特点，从理论上阐释有色金属焊接特点。（知识传授）（2）讲授影响铝合金、铜合金及钛合金焊接性的因素，分析不同种类铝合金、铜合金及钛合金焊接特点，培养学生辩证的分析不同种类有色金属与焊接成形工艺之间的关系，针对不同种类有色金属具有初步的制定相应焊接工艺的能力。（能力培养）（3）以典型铝合金、铜合金及钛合金焊接案例为主线，讲授典型有色金属焊接性与焊接工艺制定之间关系，探究影响不同有色金属焊接性的因素，深刻理解有色金属焊接成形应用前景，强化学生敬业精神、职业规范、家国情怀、国际视野。（价值塑造）（二）课程基本教学内容对课程目标的支撑理论课程课程教学内容教学方法支撑的课程目标学时安排课内课外学时比例第一单元焊接性及其试验方法讲授法、案例分析课程目标1、2、341:1第二单元低合金高强度钢焊接讲授法、案例分析课程目标1、2、361:1第三单元不锈钢、耐热钢及异种钢焊接讲授法、案例分析课程目标1、2、3121:1第四单元有色金属焊接讲授法、案例分析课程目标1、2、381:1随堂测验21:1合计3264五、课程考核及对课程目标的支撑（一）课程考核课程成绩构成（百分制）课程成绩构成比例考核环节目标分值考核/评价细则平时成绩60%作业（百分制）40本门课程4~6次作业，主要考核焊接材料、焊接化学冶金、焊接接头组织和性能、焊接缺陷内容，作业评分的具体标准（提交时间、作业正确率等）目标分值=0.4*作业平均成绩测验（百分制）40每个单元结束安排一次阶段性测验，考核学生对该单元重点知识的掌握程度，评价细则目标分值=0.4*阶段性测验总评成绩课堂表现（百分制）10出勤、课堂提问、课堂讨论等及评价细则目标分值=0.1*课堂表面成绩线上讨论10针对材料焊接性实际问题设置线上讨论目标分值=0.1*线上讨论成绩期末考试40%知识40考核内容覆盖第一单元~第四单元的专业基础知识，知识的综合应用能力，分析问题解决问题能力。考试题型：选择题、判断、填空题、简答题、论述题等题型进行组合。其中基础知识试题（40%）、知识的理解分析（40%）、综合应用试题（20%）。评价细则：试卷相应的参考答案及评分标准，依据卷面实际分数计入成绩。能力40综合应用20（二）课程考核对课程目标的支撑教学内容考核内容考核方式支撑的课程目标第一单元1-1焊接性及其分析方法；1-2.焊接性试验内容及方法；1-3.常用工艺焊接性试验方法；作业，课堂表现，期末考试，阶段性测验课程目标1、2、3第二单元低合金高强钢焊接2-1低合金高强钢种类和性能2-2低合金高强钢焊接性分析2-3低合金高强钢焊接工艺要点作业，课堂表现，期末考试，阶段性测验课程目标1、2、3第三单元不锈钢、耐热钢、异种钢、复合钢板焊接3-1不锈钢及耐热钢成分及性能3-2不锈钢及耐热钢焊接性分析3-3不锈钢及耐热钢焊接工艺要点3-4异种钢焊接性分析及焊接工艺要点3-5复合钢板焊接性分析及焊接工艺要点作业，课堂表现，期末考试，阶段性测验课程目标1、2、3第四单元有色金属焊接4-1铝及铝合金焊接4-2钛及钛合金焊接4-3铜及铜合金