《焊接冶金及金属焊接性》课程教学大纲.docx

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1、焊接冶金及金属焊接性课程教学大纲课程代码：ABJD0714课程中文名称：焊接冶金及金属焊接性课程英文名称：We1dmeta11urgyandmeta1we1dingperformance课程性质：选修课程学分数：3学分课程学时数：48学时授课对象：材料成型及控制工程专业本课程的前导课程：大学物理、物理化学、金属学及热处理一、课程简介本课程的任务是阐述金属材料在焊接过程中物理冶金、化学冶金和力学冶金的普遍规律，揭示材料成型过程中传热、传质和流动等现象，分析材料成型过程中缺陷的形成与防止。焊接工艺的制定及焊接接头质量检测在制造过程中占有很大的比例，因此开设该课程。本课程作为焊接专业的主干课程，旨在

2、培养学生在培养学生熟练掌握焊接技术原理与本质，使学生掌握材料在熔焊条件下冶金过程的基本理论和基本知识,培养分析各种具体条件下材料焊接性的基本能力，为正确选择焊接材料、制定合理的焊接工艺和探索提高焊接质量的途径奠定基础。二、教学基本内容和要求本课程的教学内容分为上下两大部分，上部分为焊接冶金，主要论述材料在熔焊条件下化学冶金和物理冶金的基本理论，内容包括：焊接材料的组成和作用，焊接化学冶金，焊接机头的组织和性能，焊接缺陷及其控制；下部分为焊接性，主要论述典型材料的焊接性及焊接工艺要点，内容包括：焊接性及其试验方法，低合金高强度钢的焊接，不锈钢及耐热钢的焊接，有色金属的焊接。绪论掌握焊接过程的物理

3、本质；了解焊接热源的种类及特征；掌握焊接加热特点及焊接接头的形成；了解焊接温度场；上部：(-)焊接化学冶金课程教学内容：1、焊接化学冶金过程的特点：掌握焊条熔化及熔池形成掌握焊接过程对金属的保护理解焊接冶金反应区及反应条件理解焊接工艺条件与化学冶金反应的关系理解焊接化学冶金系统及其不平衡性2、气体对金属的作用掌握氮对金属的作用掌握氢对金属的作用掌握氧对金属的作用了解氧化还原反应的判据掌握金属的氧化反应理解脱氧反应3、焊接时的熔渣对金属的作用理解焊接熔渣的类型理解活性熔渣对焊缝金属的氧化掌握焊缝金属的脱氧4、合金过渡掌握合金化的目的及方式了解合金化过程的理论分析理解合金过渡系数及其影响因素5、焊

4、缝中硫和磷的控制理解焊缝中硫的危害及控制理解焊缝中磷的危害及控制课程的重点：1、焊接化学冶金学过程特点；2、熔敷速度、熔合比；3、气相对金属的作用；4、焊接化学冶金的一般规律；5、熔渣的作用性质；6、合金过渡问题；课程的难点：酸性渣和碱性渣对焊接的不同影响(-)焊条、焊剂和焊丝1 .焊条掌握焊条的分类掌握焊条的组成理解焊条的工艺基础了解典型焊条的性能分析理解焊条的配制2 .焊剂理解焊剂的类型理解焊剂的性能和用途3 .焊丝理解焊丝的分类、型号和牌号了解实心焊丝，药芯焊丝；课程的重点：1 .焊条分类；2 .焊条、焊剂及焊丝的型号和牌号；3 .典型焊条的冶金性能；4 .气体保护焊焊丝和药芯焊丝；5

5、.焊剂的性能用途；课程的难点：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（三）熔池凝固和焊缝固态相变6 .熔池结晶的特点和结晶形态掌握熔池结晶特殊性掌握熔池结晶的一般规律了解熔池结晶线速度了解熔池结晶的形态理解焊缝金属的化学成分不均匀性7 .焊缝固态相变理解低碳钢焊缝的二次结晶组织理解低合金钢焊缝的二次组织理解改善焊缝二次组织的途径8 .焊缝中的气孔和夹杂掌握焊缝中的气孔理解焊缝中的夹杂9 .焊缝性能的控制掌握焊缝金属的固溶强化和变质处理了解调整焊接工艺改善焊缝的性能课程的重点：1 .熔池凝固条件和特点及一般规律；2 .各钢种焊缝的固态相变组织的转变；3 .焊缝中的气孔和夹杂问题；4

6、 .焊缝性能问题讨论；课程的难点：典型焊条的性能分析（四）焊接热影响区的组织和性能8 .焊接热循环掌握焊接热循环的主要参数了解热循环参数的数值模拟理解多层焊热循环的特点9 .焊接热循环条件下的金属组织转变特点理解焊接时加热过程组织转变的特点掌握焊接时冷却过程组织转变的特点了解焊接条件下CCT图的建立及其应用10 .焊接热影响区的组织和性能掌握焊接热影响区的组织分布理解焊接热影响区的性能11 .焊接热模拟试验方法的特点了解了解焊接热模拟技术发展的背景焊接热模拟技术的发展过程及其现状了解焊接模拟试验的基本原理及主要参数课程的重点：1 .焊接热循环的主要参数、意义；2,快速加热、连续冷却的金属组织转

7、变特点；3 .CCT图的应用；4 .热影响区的划分方法；5 .不易淬硬钢及淬硬钢的焊接热影响区分布和组织转变。课程的难点：焊接热循环（五）焊接裂纹12 .概述理解焊接裂纹的危害性掌握焊接裂纹分类及其一般特性13 .焊接热裂纹掌握结晶裂纹的形成机理掌握结晶裂纹的影响因素理解防止结晶裂纹的措施理解近缝区液化裂纹理解多边化裂纹14 .焊接冷裂纹掌握冷裂纹的危害性及一般特征冷裂纹的种类；理解焊接冷裂纹的机理掌握冷裂纹的影响因素及防止防治措施15 .再热裂纹掌握再热裂纹的主要特征理解再热裂纹的产生机理理解再热裂纹的影响因素及其防治16 .层状撕裂理解层状撕裂的特征、分类及其危害性理解层状撕裂的形成机理及

8、其影响因素了解层状撕裂的判据理解防止层状撕裂的措施17 .应力腐蚀裂纹理解应力腐蚀裂纹的危害性了解应力腐蚀裂纹的特征理解产生应力腐蚀裂纹的机理理解应力腐蚀裂纹的影响因素及其防治18 .焊接裂纹的综合分析和判断(选讲内容)宏观分析及判断；微观分析及判断；断口分析及判断。课程的重点：1 .焊接裂纹的特征；2 .结晶裂纹影响因素，凝固结晶组织形态对结晶裂纹的影响；3 .多变化裂纹的特点；4 .冷裂纹的特征、敏感指数，致使高强钢产生冷裂纹的三大主要因素以及防治冷裂纹的途径；5 .再热裂纹产生的一般机理和防治措施；6 .层状撕裂的形成机理和防治措施；7 .应力腐蚀的特征、形成机理和防治；8 .断口分析及

9、判断课程的难点：焊接冷裂纹的形成机理下部：(-)金属焊接性及其试验方法课程教学内容：1 .焊接性概念：掌握金属的焊接性；掌握工艺焊接性；2 .焊接性的试验掌握焊接性试验的内容；理解焊接试验方法分类；理解选择或制定焊接性试验的原则；3 .常用焊接性试验方法掌握斜Y坡口对接裂纹试验；了解插销实验；了解刚性固定对接裂纹试验了解横向可变拘束试验了解其他试验课程的重点、难点：1 .金属焊接性的概念；2 .常用的焊接性试验方法：间接试验法和直接试验法；(-)碳素钢的焊接课程教学内容：3 .碳素钢概述了解碳素钢的种类掌握碳素钢的焊接性4 .低碳钢的焊接掌握低碳钢的焊接性理解低碳钢的焊接工艺了解焊接低碳钢的先

10、进焊接方法5 .中碳钢的焊接理解中碳钢的焊接性理解中碳钢的焊接工艺法6 .高碳钢的焊接理解高碳钢的焊接性理解高碳钢的焊接工艺课程的重点、难点：低碳钢、中碳钢焊接性分析及焊接工艺；(H)合金结构钢的焊接1 .合金结构钢的焊接了解合金结构钢的分类及应用范围理解强度用钢的焊接理解专用钢的焊接2 .热轧及正火钢的焊接了解热轧及正火钢的成分和性能掌握热轧及正火钢的焊接性分析理解热轧及正火钢的焊接工艺特点3,低碳调质钢的焊接了解低碳调质钢的成分和性能掌握低碳调质钢的焊接性分析理解低碳调质钢的焊接工艺业特点4,中碳调质钢的焊接了解中碳调质钢的成分和性能掌握中碳调质钢的焊接性分析理解中碳调质钢的焊接工艺特点5

11、 .专用钢焊接的特使要求了解珠光体耐热钢焊接的特殊要求了解低温用钢焊接的特殊要求了解低合金耐蚀钢的焊接的特殊要求课程的重点：中碳调质钢的焊接性分析课程的难点：焊接热影响区的脆化问题（四）不锈钢及耐热钢焊接了解不锈钢及耐热钢类型和性能1 .奥氏体钢、双相钢焊接了解奥氏体不锈钢接头的晶间腐蚀问题了解不锈钢接头的应力腐蚀开裂问题了解奥氏体钢焊接接头热裂问题了解奥氏体钢焊接接头的力学性能问题理解奥氏体钢的焊接生产工艺理解双相不锈钢的焊接性分析及焊接工艺2 .马氏体钢及铁素体钢的焊接理解马氏体钢的焊接问题理解铁素体钢的焊接工艺特点3 .珠光体钢与奥氏体钢的焊接了解异种钢焊接的主要问题了解异种钢焊接工艺措

12、施课程的重点：奥氏体不锈钢的焊接课程的难点：晶间腐蚀问题产生的机理（五）铸铁焊接了解铸铁的种类及性能简介4 .铸铁焊接性分析掌握灰口铸铁焊接性分析理解球墨铸铁焊接性的特点5 .灰口铸铁焊接材料及工艺了解同质（铸铁型）焊缝的熔化焊了解异质（非铸铁型）焊缝的电弧冷焊、钎焊6 .球墨铸铁焊接工艺简介了解同质焊缝的熔焊工艺了解异质（非铸铁型）焊缝的电弧冷焊焊条（六）有色合金的焊接1 .铝及其合金的焊接了解铝及其合金的类型及特性掌握铝及其合金的焊接理解铝及其合金的工艺特点理解焊接工艺的一般特点掌握焊接方法的选用；焊丝的选用2 .铜及铜合金的焊接了解铜及铜合金的分类、成分及性能简介理解铜及铜合金焊接性分析

13、了解纯铜及黄铜的焊接工艺特点3 .钛及钛合金的焊接了解钛及钛合金的种类、成分及性能简介理解钛及钛合金焊接性分析了解工业纯钛及钛合金焊接工艺要点课程的重点：1 .焊接时的热裂及气孔倾向；2 .钛合金的焊接性；3 .焊接性的分析课程的难点：1 .焊接接头的失强问题；2 .钛合金的焊接工艺；3 .焊接工艺要点三、实验教学内容及基本要求4 、焊条的制造：（2学时）掌握焊条制作中原料配比原则及方法；5 、小铁研试验：（2学时）掌握抗裂实验的基本原则及方法；6 、焊接机头头金相组织观察：（2学时）掌握焊接接头的构成几个部分的组织特点；四、教学方法与手段采用现场教学、案例教学、开放式教学，利用网络多媒体等方

14、法，使学生充分掌握课程知识，收到更好的学习效果。采用多媒体授课与板书相结合的方式，基本概念与理论用多媒体形象地讲授，基本定律与公式推导及应用采用板书授课。五、教学学时分配章节与内容课时作业量备注绪论2焊接化学冶金4焊条、焊剂和焊丝3熔池凝固和焊缝固态相变3焊接热影响区的组织和性能4焊接裂纹5金属焊接性及其试验方法3碳钢的焊接3合金结构钢的焊接5不锈钢及耐热钢焊接3铸铁焊接2有色合金的焊接5合计42六、考核方式与成绩评定标准1、考核方法：考试。2、成绩评定：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%o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、教学参考资源1参考书目：（1）刘会杰编著，焊接冶金与焊接性，机械工业出版社出版社，2008年。