金屬材料焊接性教學大綱

PAGEPAGE8《金屬材料的焊接性》課程教學大綱一、課程基本信息課程名稱金屬材料焊接性課程編號310040045課程性質(zhì)專業(yè)選修課課程類別學科專業(yè)基礎課開課單位材料成型教研室授課學期第六學期學分/學時2/32課內(nèi)學時32理論授課32上機學時0課內(nèi)實踐0實驗學時0課外學時適用專業(yè)材料成型（焊接方向）是否雙語否先修課程焊接冶金學（基本原理）、金屬學與熱處理后續(xù)課程焊接檢驗、焊接工藝課程設計、畢業(yè)設計二、課程簡介《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，課程具有很強的實際應用背景，時焊接專業(yè)的主干課。課程主要講授各種金屬材料的焊接性特點及焊接工藝要點，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)課學習將使學生掌握工程基礎知識，并具有一定分析問題和解決問題的能力。三、課程目標及對畢業(yè)要求指標點的支撐（一）課程目標課程目標1（知識目標）：1.闡釋金屬焊接性的基本概念、焊接性試驗內(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。(2)歸納各種金屬材料焊接性特點和工藝要點。2.應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)能等知識和理念結合金屬焊接過程。課程目標2（能力目標）：1.綜合運用金屬焊接性分析方法，能夠在實踐中較為深入對焊接問題有正確的分析思路。2.能夠運用所學低合金高強鋼、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，針對具體問題正確選擇焊接材料、焊接方法和制定對應的焊接工藝要點。3.能夠依據(jù)材料焊接性能特點，綜合考慮經(jīng)濟、健康、安全、法規(guī)以及焊接工藝對環(huán)境、社會可持續(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3（素質(zhì)目標）：1.解析焊接技術的重要地位及發(fā)展趨勢，培養(yǎng)學生敬業(yè)、專注、創(chuàng)新的職業(yè)精神。2.領會各種材料焊接性特點，在焊接成形技術方面分析討論，使學生善于思考，勇于實踐，培養(yǎng)學生具有初步應對實際工況條件的應變能力、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)展動向，激發(fā)學生追求卓越的創(chuàng)造精神、精益求精的品質(zhì)精神。（二）課程目標對畢業(yè)要求指標點的支撐課程目標支撐畢業(yè)要求指標點畢業(yè)要求課程目標11.3學習專業(yè)基礎知識，掌握解決復雜材料成型及控制工程問題的基本思路和方法；1-工程知識課程目標22.2能夠?qū)⑾嚓P基礎理論和基本原理綜合應用于復雜工程問題的表述，對復雜工程問題的解決途徑進行分析、對比并試圖改進；2-問題分析課程目標33.1學習工程設計和產(chǎn)品開發(fā)全周期、全流程的基本設計方法和技術，了解影響設計目標和技術方案的各種因素；3-設計/開發(fā)解決方案四、課程基本教學內(nèi)容及對課程目標的支撐（一）課程基本教學內(nèi)容第一單元焊接性及其試驗方法（學時數(shù)：4學時）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）焊接性及其試驗方法，焊接性的試驗，焊接性的試驗內(nèi)容，焊接性試驗方法分類，選擇或制定焊接性試驗方法的原則。（3）常用工藝焊接性試驗方法，斜Y坡口對接裂紋試驗（Yslitcrackingtest），插銷試驗（Implanttest），可調(diào)拘束裂紋試驗，魚骨狀裂紋試驗法，剛性固定對接裂紋試驗，以及其它試驗方法。2.重點和難點重點：4種常用焊接性試驗方法:斜Y坡口對接裂紋試驗（Yslitcrackingtest），插銷試驗（Implanttest）,可調(diào)拘束裂紋試驗，魚骨狀裂紋試驗法。難點：幾種碳當量的間接估計法之區(qū)別。3.教學方法（1）通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學相結合，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、冷裂紋試驗方法，促進學生知識整合，培養(yǎng)學生分析問題能力。（3）通過課堂提問及討論，培養(yǎng)學生的職業(yè)觀、道德觀，對金屬材料焊接性分析方法有初步的認識。4.學生學習預期成果學生在學完本單元課程后理解焊接性的分析方法和焊接性實驗內(nèi)容、掌握5種以上常用工藝焊接性試驗方法。5.支撐課程目標（1）講授影響金屬材料焊接性的因素及評定焊接性原則。（知識傳授）（2）以典型案例為主線，對金屬材料焊接性評定的各種方法及其應用場合有初步認知，了解焊接性試驗分析的典型方法。（能力培養(yǎng)）（3）分享焊接工作者經(jīng)常會遇到一些金屬結構材料的焊接問題，明確在制定焊接工藝前對金屬材料進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。（價值塑造）第二單元低合金高強鋼的焊接（學時數(shù)：6學時）1.課程主要內(nèi)容（1）合金結構鋼的分類，強度用鋼，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。（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。(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。2.重點和難點重點：低碳和中碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接性及焊接工藝要點。難點：中碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接性。3.教學方法（1）通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學相結合，闡明合金結構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鋼焊接特點及焊接工藝制定要點，培養(yǎng)學生獨立分析問題能力；強化對知識整合歸納，發(fā)展學生的自學能力和反思能力。4.學生學習預期成果學生在學完本單元課程后應初步認知低合金高強鋼的種類和性能，掌握低合金高強鋼的焊接特點和焊接工藝要點。5.支撐課程目標（1）講授低合金高強度鋼分類、焊接性特點等內(nèi)容，從理論上闡釋化學成分對金屬材料焊接性影響。（知識傳授）（2）講授影響金屬材料焊接性的因素，擴充在超高強鋼焊接成形領域的最新最新研究成果，培養(yǎng)學生辯證的分析金屬材料強度與焊接成形工藝之間的關系，針對不同種類高強鋼具有初步的制定相應焊接工藝的能力。（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金屬材料挑戰(zhàn)性和前景廣闊性。（價值塑造）第三單元不銹鋼、耐熱鋼、異種鋼、復合鋼板的焊接（學時數(shù)：12學時）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性能問題，奧氏體鋼焊接生產(chǎn)工藝特點。（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。（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。（5）復合鋼板焊接的主要問題，復合鋼板焊接工藝特點。2.重點和難點重點：四種不銹鋼的焊接性及焊接工藝要點。難點：晶間腐蝕的概念及“貧鉻”機制。3.教學方法（1）通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學相結合，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及焊接工藝制定要點，培養(yǎng)學生獨立分析問題能力；強化對知識整合歸納，發(fā)展學生的自學能力和反思能力。4.學生學習預期成果學生在學完本單元課程后應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。5.支撐課程目標（1）講授不銹鋼、異種鋼焊接性特點，從理論上闡釋化學成分對不銹鋼、異種鋼焊接性影響。（知識傳授）（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，培養(yǎng)學生辯證的分析不銹鋼、異種鋼化學成分、原始組織與焊接成形工藝之間的關系，針對不同種類不銹鋼、異種鋼具有初步的制定相應焊接工藝的能力。（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用前景，強化學生工程倫理教育，培養(yǎng)學生精益求精的大國工匠精神。（價值塑造）第四單元有色金屬的焊接（學時數(shù)：8學時）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“等強性”，焊接接頭的耐蝕性；鋁及其合金的焊接工藝特點，焊接工藝的一般特點，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)著頭機械性能及導電性能的變化；紫銅及黃銅的焊接工藝要點，焊接方法的選擇，焊接材料的選擇，焊接工藝技術上的要點。（3）鈦及鈦合金的焊接鈦及鈦合金的種類、成分及性能簡介；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，氬弧焊，等離子弧焊。。2.重點和難點重點：三種有色金屬的焊接性共性及區(qū)別。難點：鋁合金的焊接性及焊接工藝要點。3.教學方法（1）通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學相結合，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及焊接工藝制定要點，培養(yǎng)學生對有色金屬焊接特性的認識，發(fā)展學生的自學能力和反思能力。4.學生學習預期成果學生在學完本單元課程后應明確鋁及鋁合金、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。5.支撐課程目標（1）講授鋁合金、鈦合金及銅合金焊接性特點，從理論上闡釋有色金屬焊接特點。（知識傳授）（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，培養(yǎng)學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系，針對不同種類有色金屬具有初步的制定相應焊接工藝的能力。（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用前景，強化學生敬業(yè)精神、職業(yè)規(guī)范、家國情懷、國際視野。（價值塑造）（二）課程基本教學內(nèi)容對課程目標的支撐理論課程課程教學內(nèi)容教學方法支撐的課程目標學時安排課內(nèi)課外學時比例第一單元焊接性及其試驗方法講授法、案例分析課程目標1、2、341:1第二單元低合金高強度鋼焊接講授法、案例分析課程目標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1、2、381:1隨堂測驗21:1合計3264五、課程考核及對課程目標的支撐（一）課程考核課程成績構成（百分制）課程成績構成比例考核環(huán)節(jié)目標分值考核/評價細則平時成績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、焊接化學冶金、焊接接頭組織和性能、焊接缺陷內(nèi)容，作業(yè)評分的具體標準（提交時間、作業(yè)正確率等）目標分值=0.4*作業(yè)平均成績測驗（百分制）40每個單元結束安排一次階段性測驗，考核學生對該單元重點知識的掌握程度，評價細則目標分值=0.4*階段性測驗總評成績課堂表現(xiàn)（百分制）10出勤、課堂提問、課堂討論等及評價細則目標分值=0.1*課堂表面成績線上討論10針對材料焊接性實際問題設置線上討論目標分值=0.1*線上討論成績期末考試40%知識40考核內(nèi)容覆蓋第一單元~第四單元的專業(yè)基礎知識，知識的綜合應用能力，分析問題解決問題能力?？荚囶}型：選擇題、判斷、填空題、簡答題、論述題等題型進行組合。其中基礎知識試題（40%）、知識的理解分析（40%）、綜合應用試題（20%）。評價細則：試卷相應的參考答案及評分標準，依據(jù)卷面實際分數(shù)計入成績。能力40綜合應用20（二）課程考核對課程目標的支撐教學內(nèi)容考核內(nèi)容考核方式支撐的課程目標第一單元1-1焊接性及其分析方法；1-2.焊接性試驗內(nèi)容及方法；1-3.常用工藝焊接性試驗方法；作業(yè)，課堂表現(xiàn)，期末考試，階段性測驗課程目標1、2、3第二單元低合金高強鋼焊接2-1低合金高強鋼種類和性能2-2低合金高強鋼焊接性分析2-3低合金高強鋼焊接工藝要點作業(yè)，課堂表現(xiàn)，期末考試，階段性測驗課程目標1、2、3第三單元不銹鋼、耐熱鋼、異種鋼、復合鋼板焊接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3-4異種鋼焊接性分析及焊接工藝要點3-5復合鋼板焊接性分析及焊接工藝要點作業(yè)，課堂表現(xiàn)，期末考試，階段性測驗課程目標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