金屬材料焊接性教學(xué)大綱

PAGEPAGE8《金屬材料的焊接性》課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱金屬材料焊接性課程編號(hào)310040045課程性質(zhì)專業(yè)選修課課程類別學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課開課單位材料成型教研室授課學(xué)期第六學(xué)期學(xué)分/學(xué)時(shí)2/32課內(nèi)學(xué)時(shí)32理論授課32上機(jī)學(xué)時(shí)0課內(nèi)實(shí)踐0實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)0課外學(xué)時(shí)適用專業(yè)材料成型（焊接方向）是否雙語否先修課程焊接冶金學(xué)（基本原理）、金屬學(xué)與熱處理后續(xù)課程焊接檢驗(yàn)、焊接工藝課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)二、課程簡(jiǎn)介《金屬的焊接性》是材料成形與控制工程專業(yè)（焊接方向）的本科必修課，課程具有很強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用背景，時(shí)焊接專業(yè)的主干課。課程主要講授各種金屬材料的焊接性特點(diǎn)及焊接工藝要點(diǎn)，以及各種材料焊接性問題產(chǎn)生的原因、影響因素及防止措施，培養(yǎng)學(xué)生各種金屬材料焊接工藝的制定，尤其是特殊金屬材料的焊接工藝制定。通過本專業(yè)課學(xué)習(xí)將使學(xué)生掌握工程基礎(chǔ)知識(shí)，并具有一定分析問題和解決問題的能力。三、課程目標(biāo)及對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐（一）課程目標(biāo)課程目標(biāo)1（知識(shí)目標(biāo)）：1.闡釋金屬焊接性的基本概念、焊接性試驗(yàn)內(nèi)容和方法、典型金屬材料焊接性。（1)明確不同典型金屬材料的焊接性差異，為制定焊接工藝打下基礎(chǔ)。(2)歸納各種金屬材料焊接性特點(diǎn)和工藝要點(diǎn)。2.應(yīng)用金屬焊接性分析方法，從控制焊接質(zhì)量的角度，探討各種金屬材料焊接工藝的制定與優(yōu)化。3.將環(huán)保、節(jié)能等知識(shí)和理念結(jié)合金屬焊接過程。課程目標(biāo)2（能力目標(biāo)）：1.綜合運(yùn)用金屬焊接性分析方法，能夠在實(shí)踐中較為深入對(duì)焊接問題有正確的分析思路。2.能夠運(yùn)用所學(xué)低合金高強(qiáng)鋼、不銹鋼(耐熱鋼)、有色金屬（鋁合金、銅合金、鈦合金）材料的焊接性，針對(duì)具體問題正確選擇焊接材料、焊接方法和制定對(duì)應(yīng)的焊接工藝要點(diǎn)。3.能夠依據(jù)材料焊接性能特點(diǎn)，綜合考慮經(jīng)濟(jì)、健康、安全、法規(guī)以及焊接工藝對(duì)環(huán)境、社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的影響等因素，制訂合理化的焊接工藝和探索提高焊接質(zhì)量的新途徑。課程目標(biāo)3（素質(zhì)目標(biāo)）：1.解析焊接技術(shù)的重要地位及發(fā)展趨勢(shì)，培養(yǎng)學(xué)生敬業(yè)、專注、創(chuàng)新的職業(yè)精神。2.領(lǐng)會(huì)各種材料焊接性特點(diǎn)，在焊接成形技術(shù)方面分析討論，使學(xué)生善于思考，勇于實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生具有初步應(yīng)對(duì)實(shí)際工況條件的應(yīng)變能力、綜合分析和解決問題工程能力。3.拓展金屬材料焊接的前沿和新發(fā)展動(dòng)向，激發(fā)學(xué)生追求卓越的創(chuàng)造精神、精益求精的品質(zhì)精神。（二）課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐課程目標(biāo)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)畢業(yè)要求課程目標(biāo)11.3學(xué)習(xí)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，掌握解決復(fù)雜材料成型及控制工程問題的基本思路和方法；1-工程知識(shí)課程目標(biāo)22.2能夠?qū)⑾嚓P(guān)基礎(chǔ)理論和基本原理綜合應(yīng)用于復(fù)雜工程問題的表述，對(duì)復(fù)雜工程問題的解決途徑進(jìn)行分析、對(duì)比并試圖改進(jìn)；2-問題分析課程目標(biāo)33.1學(xué)習(xí)工程設(shè)計(jì)和產(chǎn)品開發(fā)全周期、全流程的基本設(shè)計(jì)方法和技術(shù)，了解影響設(shè)計(jì)目標(biāo)和技術(shù)方案的各種因素；3-設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案四、課程基本教學(xué)內(nèi)容及對(duì)課程目標(biāo)的支撐（一）課程基本教學(xué)內(nèi)容第一單元焊接性及其試驗(yàn)方法（學(xué)時(shí)數(shù)：4學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容（1）焊接性概念，金屬的焊接性，工藝焊接性。（2）焊接性及其試驗(yàn)方法，焊接性的試驗(yàn)，焊接性的試驗(yàn)內(nèi)容，焊接性試驗(yàn)方法分類，選擇或制定焊接性試驗(yàn)方法的原則。（3）常用工藝焊接性試驗(yàn)方法，斜Y坡口對(duì)接裂紋試驗(yàn)（Yslitcrackingtest），插銷試驗(yàn)（Implanttest），可調(diào)拘束裂紋試驗(yàn)，魚骨狀裂紋試驗(yàn)法，剛性固定對(duì)接裂紋試驗(yàn)，以及其它試驗(yàn)方法。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：4種常用焊接性試驗(yàn)方法:斜Y坡口對(duì)接裂紋試驗(yàn)（Yslitcrackingtest），插銷試驗(yàn)（Implanttest）,可調(diào)拘束裂紋試驗(yàn)，魚骨狀裂紋試驗(yàn)法。難點(diǎn)：幾種碳當(dāng)量的間接估計(jì)法之區(qū)別。3.教學(xué)方法（1）通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，闡明金屬材料焊接性分析常用的方法。（2）通過案例分析，理解金屬材料焊接熱裂紋、冷裂紋試驗(yàn)方法，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)整合，培養(yǎng)學(xué)生分析問題能力。（3）通過課堂提問及討論，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)觀、道德觀，對(duì)金屬材料焊接性分析方法有初步的認(rèn)識(shí)。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果學(xué)生在學(xué)完本單元課程后理解焊接性的分析方法和焊接性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、掌握5種以上常用工藝焊接性試驗(yàn)方法。5.支撐課程目標(biāo)（1）講授影響金屬材料焊接性的因素及評(píng)定焊接性原則。（知識(shí)傳授）（2）以典型案例為主線，對(duì)金屬材料焊接性評(píng)定的各種方法及其應(yīng)用場(chǎng)合有初步認(rèn)知，了解焊接性試驗(yàn)分析的典型方法。（能力培養(yǎng)）（3）分享焊接工作者經(jīng)常會(huì)遇到一些金屬結(jié)構(gòu)材料的焊接問題，明確在制定焊接工藝前對(duì)金屬材料進(jìn)行焊接性分析的重要性，樹立愛崗敬業(yè)、專注、創(chuàng)新的職業(yè)精神。（價(jià)值塑造）第二單元低合金高強(qiáng)鋼的焊接（學(xué)時(shí)數(shù)：6學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容（1）合金結(jié)構(gòu)鋼的分類，強(qiáng)度用鋼，特殊用鋼。（2）熱軋及正火鋼的焊接，熱軋及正火鋼的成分和性能，熱軋及正火鋼的焊接性分析，熱軋及正火鋼的焊接工藝特點(diǎn)。（3）低碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接，低碳調(diào)質(zhì)鋼的成分和性能，低碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接分析，低碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接工藝特點(diǎn)。(4）中碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接，中碳調(diào)質(zhì)鋼的成分和性能，中碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接分析，中碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接工藝特點(diǎn)。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：低碳和中碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接性及焊接工藝要點(diǎn)。難點(diǎn)：中碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接性。3.教學(xué)方法（1）通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，闡明合金結(jié)構(gòu)鋼的分類及基本性能。（2）通過典型低合金焊接案例分析，掌握典型低合金高強(qiáng)鋼焊接特點(diǎn)及焊接工藝制定要點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題能力；強(qiáng)化對(duì)知識(shí)整合歸納，發(fā)展學(xué)生的自學(xué)能力和反思能力。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果學(xué)生在學(xué)完本單元課程后應(yīng)初步認(rèn)知低合金高強(qiáng)鋼的種類和性能，掌握低合金高強(qiáng)鋼的焊接特點(diǎn)和焊接工藝要點(diǎn)。5.支撐課程目標(biāo)（1）講授低合金高強(qiáng)度鋼分類、焊接性特點(diǎn)等內(nèi)容，從理論上闡釋化學(xué)成分對(duì)金屬材料焊接性影響。（知識(shí)傳授）（2）講授影響金屬材料焊接性的因素，擴(kuò)充在超高強(qiáng)鋼焊接成形領(lǐng)域的最新最新研究成果，培養(yǎng)學(xué)生辯證的分析金屬材料強(qiáng)度與焊接成形工藝之間的關(guān)系，針對(duì)不同種類高強(qiáng)鋼具有初步的制定相應(yīng)焊接工藝的能力。（能力培養(yǎng)）（3）以典型低合金鋼焊接案例為主線，講授典型低合金鋼焊接性與焊接工藝制定之間關(guān)系，探究影響金屬材料焊接性的因素，深刻理解研究和開發(fā)適合焊接成形的高強(qiáng)金屬材料挑戰(zhàn)性和前景廣闊性。（價(jià)值塑造）第三單元不銹鋼、耐熱鋼、異種鋼、復(fù)合鋼板的焊接（學(xué)時(shí)數(shù)：12學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容（1）不銹鋼、耐熱鋼的類型和特性，不銹鋼及耐熱鋼類型，不銹鋼的耐蝕性能，耐熱鋼的高溫性能，不銹鋼及耐熱鋼的物理性能。（2）奧氏體鋼的焊接，奧氏體不銹鋼接頭的晶間腐蝕問題，奧氏體不銹鋼接頭的應(yīng)力腐蝕開裂問題，奧氏體鋼焊接接頭熱裂問題，奧氏體鋼焊接接頭的力學(xué)性能問題，奧氏體鋼焊接生產(chǎn)工藝特點(diǎn)。（3）馬氏體鋼、鐵素體鋼及雙相不銹鋼的焊接，馬氏體鋼的焊接問題，鐵素體鋼的焊接工藝特點(diǎn)。（4）珠光體鋼與奧氏體鋼的焊接，異種鋼焊接的主要問題，異種鋼焊接施工特點(diǎn)。（5）復(fù)合鋼板焊接的主要問題，復(fù)合鋼板焊接工藝特點(diǎn)。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：四種不銹鋼的焊接性及焊接工藝要點(diǎn)。難點(diǎn)：晶間腐蝕的概念及“貧鉻”機(jī)制。3.教學(xué)方法（1）通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，闡明不銹鋼的分類及基本性能。（2）通過典型不銹鋼焊接案例分析，掌握典型不銹鋼、典型異種鋼焊接特點(diǎn)及焊接工藝制定要點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題能力；強(qiáng)化對(duì)知識(shí)整合歸納，發(fā)展學(xué)生的自學(xué)能力和反思能力。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果學(xué)生在學(xué)完本單元課程后應(yīng)明確不銹鋼及耐熱鋼的類型和特性，掌握典型不銹鋼及典型異種鋼的焊接存在的問題和工藝要點(diǎn)。5.支撐課程目標(biāo)（1）講授不銹鋼、異種鋼焊接性特點(diǎn)，從理論上闡釋化學(xué)成分對(duì)不銹鋼、異種鋼焊接性影響。（知識(shí)傳授）（2）講授影響不銹鋼、異種鋼焊接性的因素，分析不同種類不銹鋼、異種鋼焊接特點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生辯證的分析不銹鋼、異種鋼化學(xué)成分、原始組織與焊接成形工藝之間的關(guān)系，針對(duì)不同種類不銹鋼、異種鋼具有初步的制定相應(yīng)焊接工藝的能力。（能力培養(yǎng)）（3）以典型不銹鋼、異種鋼焊接案例為主線，講授典型不銹鋼及異種鋼焊接性與焊接工藝制定之間關(guān)系，探究影響不銹鋼及異種鋼焊接性的因素，深刻理解不銹鋼及異種鋼焊接成形應(yīng)用前景，強(qiáng)化學(xué)生工程倫理教育，培養(yǎng)學(xué)生精益求精的大國(guó)工匠精神。（價(jià)值塑造）第四單元有色金屬的焊接（學(xué)時(shí)數(shù)：8學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容（1）鋁及其合金的焊接鋁及其合金的類型及特性，工業(yè)純鋁的特性，鋁合金的合金化及其特性，鋁合金的耐蝕性，鋁合金的物理性能；鋁及其合金的焊接性，焊縫的氣孔，焊接熱裂紋，焊接接頭的“等強(qiáng)性”，焊接接頭的耐蝕性；鋁及其合金的焊接工藝特點(diǎn)，焊接工藝的一般特點(diǎn)，焊接方法的選用，焊絲的選用。（2）銅及銅合金的焊接銅及銅合金的分類、成分及性能簡(jiǎn)介，紫銅，黃銅，青銅與白銅；銅及銅合金焊接性分析，難熔性及易變形，熱裂紋，氣孔，焊接執(zhí)著頭機(jī)械性能及導(dǎo)電性能的變化；紫銅及黃銅的焊接工藝要點(diǎn)，焊接方法的選擇，焊接材料的選擇，焊接工藝技術(shù)上的要點(diǎn)。（3）鈦及鈦合金的焊接鈦及鈦合金的種類、成分及性能簡(jiǎn)介；鈦及鈦合金可焊性分析，氣體等雜質(zhì)污染而引起焊接接頭脆化，焊接接頭裂紋問題，焊縫氣孔問題；工業(yè)純鈦及TCI鈦合金焊接工藝要點(diǎn)，氬弧焊，等離子弧焊。。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：三種有色金屬的焊接性共性及區(qū)別。難點(diǎn)：鋁合金的焊接性及焊接工藝要點(diǎn)。3.教學(xué)方法（1）通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，闡明鋁合金、銅合金及鈦合金的分類及基本性能。（2）通過典型鋁合金、銅合金及鈦合金焊接案例分析，掌握典型有色金屬焊接特點(diǎn)及焊接工藝制定要點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)有色金屬焊接特性的認(rèn)識(shí)，發(fā)展學(xué)生的自學(xué)能力和反思能力。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果學(xué)生在學(xué)完本單元課程后應(yīng)明確鋁及鋁合金、銅及銅合金和鈦及鈦合金的種類和性能，掌握鋁及鋁合金、銅及銅合金和鈦及鈦合金的焊接性分析和焊接工藝要點(diǎn)。5.支撐課程目標(biāo)（1）講授鋁合金、鈦合金及銅合金焊接性特點(diǎn)，從理論上闡釋有色金屬焊接特點(diǎn)。（知識(shí)傳授）（2）講授影響鋁合金、銅合金及鈦合金焊接性的因素，分析不同種類鋁合金、銅合金及鈦合金焊接特點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生辯證的分析不同種類有色金屬與焊接成形工藝之間的關(guān)系，針對(duì)不同種類有色金屬具有初步的制定相應(yīng)焊接工藝的能力。（能力培養(yǎng)）（3）以典型鋁合金、銅合金及鈦合金焊接案例為主線，講授典型有色金屬焊接性與焊接工藝制定之間關(guān)系，探究影響不同有色金屬焊接性的因素，深刻理解有色金屬焊接成形應(yīng)用前景，強(qiáng)化學(xué)生敬業(yè)精神、職業(yè)規(guī)范、家國(guó)情懷、國(guó)際視野。（價(jià)值塑造）（二）課程基本教學(xué)內(nèi)容對(duì)課程目標(biāo)的支撐理論課程課程教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法支撐的課程目標(biāo)學(xué)時(shí)安排課內(nèi)課外學(xué)時(shí)比例第一單元焊接性及其試驗(yàn)方法講授法、案例分析課程目標(biāo)1、2、341:1第二單元低合金高強(qiáng)度鋼焊接講授法、案例分析課程目標(biāo)1、2、361:1第三單元不銹鋼、耐熱鋼及異種鋼焊接講授法、案例分析課程目標(biāo)1、2、3121:1第四單元有色金屬焊接講授法、案例分析課程目標(biāo)1、2、381:1隨堂測(cè)驗(yàn)21:1合計(jì)3264五、課程考核及對(duì)課程目標(biāo)的支撐（一）課程考核課程成績(jī)構(gòu)成（百分制）課程成績(jī)構(gòu)成比例考核環(huán)節(jié)目標(biāo)分值考核/評(píng)價(jià)細(xì)則平時(shí)成績(jī)60%作業(yè)（百分制）40本門課程4~6次作業(yè)，主要考核焊接材料、焊接化學(xué)冶金、焊接接頭組織和性能、焊接缺陷內(nèi)容，作業(yè)評(píng)分的具體標(biāo)準(zhǔn)（提交時(shí)間、作業(yè)正確率等）目標(biāo)分值=0.4*作業(yè)平均成績(jī)測(cè)驗(yàn)（百分制）40每個(gè)單元結(jié)束安排一次階段性測(cè)驗(yàn)，考核學(xué)生對(duì)該單元重點(diǎn)知識(shí)的掌握程度，評(píng)價(jià)細(xì)則目標(biāo)分值=0.4*階段性測(cè)驗(yàn)總評(píng)成績(jī)課堂表現(xiàn)（百分制）10出勤、課堂提問、課堂討論等及評(píng)價(jià)細(xì)則目標(biāo)分值=0.1*課堂表面成績(jī)線上討論10針對(duì)材料焊接性實(shí)際問題設(shè)置線上討論目標(biāo)分值=0.1*線上討論成績(jī)期末考試40%知識(shí)40考核內(nèi)容覆蓋第一單元~第四單元的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，知識(shí)的綜合應(yīng)用能力，分析問題解決問題能力。考試題型：選擇題、判斷、填空題、簡(jiǎn)答題、論述題等題型進(jìn)行組合。其中基礎(chǔ)知識(shí)試題（40%）、知識(shí)的理解分析（40%）、綜合應(yīng)用試題（20%）。評(píng)價(jià)細(xì)則：試卷相應(yīng)的參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)卷面實(shí)際分?jǐn)?shù)計(jì)入成績(jī)。能力40綜合應(yīng)用20（二）課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐教學(xué)內(nèi)容考核內(nèi)容考核方式支撐的課程目標(biāo)第一單元1-1焊接性及其分析方法；1-2.焊接性試驗(yàn)內(nèi)容及方法；1-3.常用工藝焊接性試驗(yàn)方法；作業(yè)，課堂表現(xiàn)，期末考試，階段性測(cè)驗(yàn)課程目標(biāo)1、2、3第二單元低合金高強(qiáng)鋼焊接2-1低合金高強(qiáng)鋼種類和性能2-2低合金高強(qiáng)鋼焊接性分析2-3低合金高強(qiáng)鋼焊接工藝要點(diǎn)作業(yè)，課堂表現(xiàn)，期末考試，階段性測(cè)驗(yàn)課程目標(biāo)1、2、3第三單元不銹鋼、耐熱鋼、異種鋼、復(fù)合鋼板焊接3-1不銹鋼及耐熱鋼成分及性能3-2不銹鋼及耐熱鋼焊接性分析3-3不銹鋼及耐熱鋼焊接工藝要點(diǎn)3-4異種鋼焊接性分析及焊接工藝要點(diǎn)3-5復(fù)合鋼板焊接性分析及焊接工藝要點(diǎn)作業(yè)，課堂表現(xiàn)，期末考試，階段性測(cè)驗(yàn)課程目標(biāo)1、2、3第四單元有色金屬焊接4-1鋁及鋁合金焊接4-2鈦及鈦合金焊接4-3銅及銅合金