《金属焊接原理与焊接性》课程教学大纲.doc

《金属焊接原理与焊接性》课程教学大纲

课程代码：05014121
课程英文名称：weld metallurgy and metal welding performance
课程总学时：48 讲课：42 实验：6 上机：0
适用专业：材料成型及控制工程
大纲编写（修订）时间：2010.7
一、大纲使用说明
（一）课程的地位及教学目标
（1）课程地位：本课程是材料成型及控制工程专业焊接方向专业主干课，必修。
（2）教学目标：课程研究金属材料在熔化焊条件下，化学冶金及物理冶金方面的普遍规律，分析典型材料的焊接性能，通过该课程的学习，使学生掌握熔焊的基本原理，具备分析常见金属焊接性能的能力。
（二）知识、能力及技能方面的基本要求
（1）知识方面的要求
     掌握熔化焊过程中的冶金反应过程和特点，了解焊接熔池的形成；
     掌握焊接过程中气体和熔渣的影响和作用，了解焊接过程中的合金化；
     掌握气体对焊缝质量的影响；了解焊接时的氧化还原反应；了解焊缝中硫和磷的危害及控制措施；
     掌握熔渣的基本理论，了解熔渣的性质；
     了解常见的焊接材料；
     掌握焊接温度场，了解焊接热源；
     掌握熔池结晶的的特点和形态，了解焊缝金属的一次组织和二次组织；
     掌握焊接热影响区的组织分布和性能；了解焊接时的热影响区组织转变特点；
     掌握主要焊接冷裂纹和热裂纹的形成机理及防治措施，掌握层状撕裂和应力腐蚀；
     裂纹的形成机理及防治措施，了解再热裂纹主要特征，产生机理及防治措施；
     掌握合金结构钢的焊接性，了解其焊接时采取相应措施；
     掌握奥氏体不锈钢的焊接性，了解其焊接时采取相应措施；
     掌握铝合金的焊接性，了解其焊接时采取相应措施；
     掌握钛合金的分类及其焊接性；
     了解铜及其合金的焊接性。
     （2）能力及技能的要求
     初步具有分析焊接接头的气孔和裂纹等缺陷产生原因的能力。
     具备分析常见金属焊接性能的能力。
     具备分析焊接接头金相组织的能力。
（三）实施说明
本教学大纲依据专业指导性教学计划制定并指导各教学环节。
 （1） 理论教学环节：
 教学以课堂讲授为主，对课程中的重点、难点问题着重讲解。在教学过程中注意理论联系实际，通过实例锻炼学生分析解决问题的能力。
     采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力。
（2）实践教学环节：
根据知识、能力、技能方面的要求，安排实验项目，适当设置综合性或设计性实验提高学生分析解决实际问题的能力。
（四）对先修课的要求
本课程的教学必须在完成先修课程之后进行。本课程主要的先修课为金属学原理及热处理、普通化学、材料力学等课程。
（五）对习题课、实践环节的要求
习题要求学生在课后独立完成；要求学生独立完成大纲要求的实验项目，提出合格实验报告。
（六）课程考核方式
1．考核方式：考试
2．考核目标：在考核学生对机械设计基本知识、基本原理和方法的基础上，重点考核学生的分析能力、结构设计能力和强度计算、寿命计算等机械设计能力。
3．成绩构成：本课程的总成绩主要由三部分组成：平时成绩（包括作业情况、出勤情况等）占10%，实验成绩占20%，期末考试成绩占70%。
平时成绩由任课教师视具体情况按百分制给出；实验成绩由实验老师参照相关规定按百分制给出，实验无成绩或实验不及格，取消期末考试资格，总成绩直接以不及格计。
（七）参考书目
《焊接冶金与焊接性》，刘会杰主编，机械工业出版社，2008.3
《焊接冶金学（基本原理）》，张文钺主编，机械工业出版社，2007.9
《焊接冶金学（金属焊接性）》，周振丰主编，机械工业出版社，2005.1
《焊接手册》，中国机械工程学会焊接学会，机械工业出版社，2008.1

二、中文摘要
本课程是材料成型及控制工程焊接方向学生必修的一门主干专业课程。课程阐述金属材料在焊接过程中化学冶金的普遍规律，揭示焊接过程中传热、传质和流动现象，分析缺陷的形成与防止。通过学习，使学生了解和掌握焊接冶金与金属焊接性，及各种缺陷形成的原因和控制措施，为后续的专业课打下基础。
三、课程学时分配表
序号
章节名称
学时
讲课
实验
上机
1
绪论
2
2

2
焊接化学冶金
6
6

3
熔池结晶和焊缝金属
4
4

4
焊接材料
8
4
4

5
焊接热影响区的组织和性能
6
4
2

6
焊接裂纹
4
4

7
合金结构钢的焊接
6
6

8
不锈钢的焊接
4
4

9
铝及铝合金的焊接
4
4

10
钛及其合金的焊接
2
2

11
铜及铜合金的焊接
2
2

合计
48
42
6

四、教学内容及基本要求
第01部分 绪论
总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0
具体内容：
焊接过程的物理本质
本课程目的、任务及地位
重 点：
焊接的概念
难 点：
熔化焊时原子之间的结合

第02部分 焊接化学冶金
总学时(单位：学时):4 讲课:4 实验:0 上机:0
具体内容：
焊接化学冶金的特点
焊接区内的气体和熔渣
气体对金属的作用
焊缝中硫和磷的控制

重 点：
气体对焊接质量的影响；
熔渣的作用
难 点：
酸性渣和碱性渣对焊接的不同影响
习题内容：
有关气体对焊接质量的影响；不同性质熔渣对焊接质量的影响

第03部分 熔池结晶和焊缝金属
总学时(单位：学时):4 讲课:4 实验:0 上机:0
具体内容：
熔池结晶的特点和形态
焊缝金属的一次结晶
焊缝金属的二次结晶
焊缝中的气孔和夹杂
重 点：
熔池结晶的形态；焊缝中的气孔形成机理
难 点：
成分过冷对结晶形态的影响；晶粒成长的线速度的变化规律
习题内容：
有关结晶形态及改善焊缝组织内容的题目

第04部分 焊接材料
总学时(单位：学时):8 讲课:4 实验:4 上机:0
具体内容：
焊条
焊剂
焊丝
重 点：
焊丝
难 点：
典型焊条的性能分析
实验上机：
实验名称：焊条配置及测定实验
实验内容：根据实验要求设计并制作焊条，用该焊条进行测氢，小铁研实验。

第05部分 焊接热影响区的组织和性能
总学时(单位：学时):6 讲课:4 实验:2 上机:0
具体内容：
焊接热循环
焊接热循环下的金属组织转变
焊接热影响的组织和性能
重 点：
焊接热影响区的组织和性能
难 点：
焊接热循环
习题内容：
有关焊接热影响区的组织和性能的问题
实验上机：
实验名称：焊接接头金相组织观察
实验内容：了解金相组织特点及显微镜的使用方法，对制备好的焊接接头金相组织进行观察

第06部分 焊接裂纹
总学时(单位：学时):4 讲课:4 实验:0 上机:0
具体内容：
焊接热裂纹
焊接冷裂纹
再热裂纹
层装撕裂
焊接腐蚀裂纹
重 点：
焊接冷裂纹和焊接热裂纹的形成机理及防治措施
难 点：
焊接冷裂纹的形成机理
习题内容：
有关焊接冷裂纹和焊接热裂纹的形成机理及防治措施的问题

第07部分 合金结构钢的焊接
总学时(单位：学时):6 讲课:6 实验:0 上机:0
具体内容：
焊接性概念
热轧及正火钢的焊接
低碳调质钢的焊接
中碳调质钢的焊接
重 点：
焊接性的概念；中碳调质钢的焊接性分析
难 点：
焊接热影响区的脆化问题
习题内容：
焊接性的概念；有关中碳调质钢的焊接性分析

第08部分 不锈钢的焊接
总学时(单位：学时):4 讲课:4 实验:0 上机:0
具体内容：
不锈钢的类型和特征
奥氏体不锈钢的焊接
马氏体及铁素体钢的焊接
重 点：
奥氏体不锈钢的焊接
难 点：
晶间腐蚀问题产生的机理
习题内容：
有关晶间腐蚀问题和奥氏体不锈钢的焊接的问题

第9部分 铝及铝合金的焊接
总学时(单位：学时):4 讲课:4 实验:0 上机:0
具体内容：
铝及铝合金的类型及特性
铝及铝合金的焊接性分析
焊接方法的选用
重 点：
焊接时的热裂及气孔倾向
难 点：
焊接接头的失强问题
习题内容：
有关铝合金的焊接性分析的问题

第10部分 钛及其合金的焊接
总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0
具体内容：
钛及其合金的种类、成分及性能分析
钛及其合金的焊接性分析
钛合金焊接工艺要点
重 点：
钛合金的焊接性
难 点：
钛合金的焊接工艺

第11部分 铜及铜合金的焊接
总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0
具体内容：
铜及铜合金的分类
焊接性的分析
紫铜及黄铜的焊接工艺要点
重 点：
焊接性的分析
难 点：
焊接工艺要点

编写人:赵铁钧
刘爱国
孟凡玲
审核人:吴成东
批准人:张罡