《焊接冶金及金屬焊接性》課程教學(xué)大綱課程代碼：ABJD0714課程中文名稱:焊接冶金及金屬焊接性課程英文名稱：Weldmetallurgyandmetalweldingperformance課程性質(zhì)：選修課程學(xué)分?jǐn)?shù)：3學(xué)分課程學(xué)時(shí)數(shù)：48學(xué)時(shí)授課對(duì)象：材料成型及控制工程專業(yè)本課程的前導(dǎo)課程：大學(xué)物理、物理化學(xué)、金屬學(xué)及熱處理一、課程簡(jiǎn)介本課程的任務(wù)是闡述金屬材料在焊接過(guò)程中物理冶金、化學(xué)冶金和力學(xué)冶金的普遍規(guī)律，揭示材料成型過(guò)程中傳熱、傳質(zhì)和流動(dòng)等現(xiàn)象，分析材料成型過(guò)程中缺陷的形成與防止。焊接工藝的制定及焊接接頭質(zhì)量檢測(cè)在制造過(guò)程中占有很大的比例，因此開(kāi)設(shè)該課程。本課程作為焊接專業(yè)的主干課程，旨在培養(yǎng)學(xué)生在培養(yǎng)學(xué)生熟練掌握焊接技術(shù)原理與本質(zhì)，使學(xué)生掌握材料在熔焊條件下冶金過(guò)程的基本理論和基本知識(shí)，培養(yǎng)分析各種具體條件下材料焊接性的基本能力，為正確選擇焊接材料、制定合理的焊接工藝和探索提高焊接質(zhì)量的途徑奠定基礎(chǔ)。二、教學(xué)基本內(nèi)容和要求本課程的教學(xué)內(nèi)容分為上下兩大部分，上部分為焊接冶金，主要論述材料在熔焊條件下化學(xué)冶金和物理冶金的基本理論，內(nèi)容包括：焊接材料的組成和作用，焊接化學(xué)冶金，焊接機(jī)頭的組織和性能，焊接缺陷及其控制；下部分為焊接性，主要論述典型材料的焊接性及焊接工藝要點(diǎn)，內(nèi)容包括：焊接性及其試驗(yàn)方法，低合金高強(qiáng)度鋼的焊接，不銹鋼及耐熱鋼的焊接，有色金屬的焊接。緒論掌握焊接過(guò)程的物理本質(zhì)；了解焊接熱源的種類(lèi)及特征；掌握焊接加熱特點(diǎn)及焊接接頭的形成；了解焊接溫度場(chǎng)；上部：（一）焊接化學(xué)冶金課程教學(xué)內(nèi)容：1、焊接化學(xué)冶金過(guò)程的特點(diǎn)：掌握焊條熔化及熔池形成掌握焊接過(guò)程對(duì)金屬的保護(hù)理解焊接冶金反應(yīng)區(qū)及反應(yīng)條件理解焊接工藝條件與化學(xué)冶金反應(yīng)的關(guān)系理解焊接化學(xué)冶金系統(tǒng)及其不平衡性2、氣體對(duì)金屬的作用掌握氮對(duì)金屬的作用掌握氫對(duì)金屬的作用掌握氧對(duì)金屬的作用了解氧化還原反應(yīng)的判據(jù)掌握金屬的氧化反應(yīng)理解脫氧反應(yīng)3、焊接時(shí)的熔渣對(duì)金屬的作用理解焊接熔渣的類(lèi)型理解活性熔渣對(duì)焊縫金屬的氧化掌握焊縫金屬的脫氧4、合金過(guò)渡掌握合金化的目的及方式了解合金化過(guò)程的理論分析理解合金過(guò)渡系數(shù)及其影響因素5、焊縫中硫和磷的控制理解焊縫中硫的危害及控制理解焊縫中磷的危害及控制課程的重點(diǎn)：焊接化學(xué)冶金學(xué)過(guò)程特點(diǎn)；熔敷速度、熔合比；氣相對(duì)金屬的作用；焊接化學(xué)冶金的一般規(guī)律；熔渣的作用性質(zhì)；合金過(guò)渡問(wèn)題；課程的難點(diǎn)：酸性渣和堿性渣對(duì)焊接的不同影響（二）焊條、焊劑和焊絲焊條掌握焊條的分類(lèi)掌握焊條的組成理解焊條的工藝基礎(chǔ)了解典型焊條的性能分析理解焊條的配制焊劑理解焊劑的類(lèi)型理解焊劑的性能和用途焊絲理解焊絲的分類(lèi)、型號(hào)和牌號(hào)了解實(shí)心焊絲，藥芯焊絲；課程的重點(diǎn)：焊條分類(lèi)；焊條、焊劑及焊絲的型號(hào)和牌號(hào)；典型焊條的冶金性能；氣體保護(hù)焊焊絲和藥芯焊絲；焊劑的性能用途；課程的難點(diǎn)：成分過(guò)冷對(duì)結(jié)晶形態(tài)的影響；晶粒成長(zhǎng)的線速度的變化規(guī)律（三）熔池凝固和焊縫固態(tài)相變?nèi)鄢亟Y(jié)晶的特點(diǎn)和結(jié)晶形態(tài)掌握熔池結(jié)晶特殊性掌握熔池結(jié)晶的一般規(guī)律了解熔池結(jié)晶線速度了解熔池結(jié)晶的形態(tài)理解焊縫金屬的化學(xué)成分不均勻性焊縫固態(tài)相變理解低碳鋼焊縫的二次結(jié)晶組織理解低合金鋼焊縫的二次組織理解改善焊縫二次組織的途徑焊縫中的氣孔和夾雜掌握焊縫中的氣孔理解焊縫中的夾雜焊縫性能的控制掌握焊縫金屬的固溶強(qiáng)化和變質(zhì)處理了解調(diào)整焊接工藝改善焊縫的性能課程的重點(diǎn)：熔池凝固條件和特點(diǎn)及一般規(guī)律；各鋼種焊縫的固態(tài)相變組織的轉(zhuǎn)變；焊縫中的氣孔和夾雜問(wèn)題；焊縫性能問(wèn)題討論；課程的難點(diǎn)：典型焊條的性能分析（四）焊接熱影響區(qū)的組織和性能焊接熱循環(huán)掌握焊接熱循環(huán)的主要參數(shù)了解熱循環(huán)參數(shù)的數(shù)值模擬理解多層焊熱循環(huán)的特點(diǎn)焊接熱循環(huán)條件下的金屬組織轉(zhuǎn)變特點(diǎn)理解焊接時(shí)加熱過(guò)程組織轉(zhuǎn)變的特點(diǎn)掌握焊接時(shí)冷卻過(guò)程組織轉(zhuǎn)變的特點(diǎn)了解焊接條件下CCT圖的建立及其應(yīng)用焊接熱影響區(qū)的組織和性能掌握焊接熱影響區(qū)的組織分布理解焊接熱影響區(qū)的性能焊接熱模擬試驗(yàn)方法的特點(diǎn)了解了解焊接熱模擬技術(shù)發(fā)展的背景焊接熱模擬技術(shù)的發(fā)展過(guò)程及其現(xiàn)狀了解焊接模擬試驗(yàn)的基本原理及主要參數(shù)課程的重點(diǎn)：焊接熱循環(huán)的主要參數(shù)、意義；快速加熱、連續(xù)冷卻的金屬組織轉(zhuǎn)變特點(diǎn)；CCT圖的應(yīng)用；熱影響區(qū)的劃分方法；不易淬硬鋼及淬硬鋼的焊接熱影響區(qū)分布和組織轉(zhuǎn)變。課程的難點(diǎn)：焊接熱循環(huán)（五）焊接裂紋概述理解焊接裂紋的危害性掌握焊接裂紋分類(lèi)及其一般特性焊接熱裂紋掌握結(jié)晶裂紋的形成機(jī)理掌握結(jié)晶裂紋的影響因素理解防止結(jié)晶裂紋的措施理解近縫區(qū)液化裂紋理解多邊化裂紋焊接冷裂紋掌握冷裂紋的危害性及一般特征冷裂紋的種類(lèi)；理解焊接冷裂紋的機(jī)理掌握冷裂紋的影響因素及防止防治措施再熱裂紋掌握再熱裂紋的主要特征理解再熱裂紋的產(chǎn)生機(jī)理理解再熱裂紋的影響因素及其防治層狀撕裂理解層狀撕裂的特征、分類(lèi)及其危害性理解層狀撕裂的形成機(jī)理及其影響因素了解層狀撕裂的判據(jù)理解防止層狀撕裂的措施應(yīng)力腐蝕裂紋理解應(yīng)力腐蝕裂紋的危害性了解應(yīng)力腐蝕裂紋的特征理解產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋的機(jī)理理解應(yīng)力腐蝕裂紋的影響因素及其防治焊接裂紋的綜合分析和判斷（選講內(nèi)容）宏觀分析及判斷；微觀分析及判斷；斷口分析及判斷。課程的重點(diǎn)：焊接裂紋的特征；結(jié)晶裂紋影響因素，凝固結(jié)晶組織形態(tài)對(duì)結(jié)晶裂紋的影響；多變化裂紋的特點(diǎn)；冷裂紋的特征、敏感指數(shù)，致使高強(qiáng)鋼產(chǎn)生冷裂紋的三大主要因素以及防治冷裂紋的途徑；再熱裂紋產(chǎn)生的一般機(jī)理和防治措施；層狀撕裂的形成機(jī)理和防治措施；應(yīng)力腐蝕的特征、形成機(jī)理和防治；斷口分析及判斷課程的難點(diǎn)：焊接冷裂紋的形成機(jī)理下部：（一）金屬焊接性及其試驗(yàn)方法課程教學(xué)內(nèi)容：焊接性概念：掌握金屬的焊接性；掌握工藝焊接性；焊接性的試驗(yàn)掌握焊接性試驗(yàn)的內(nèi)容；理解焊接試驗(yàn)方法分類(lèi)；理解選擇或制定焊接性試驗(yàn)的原則；常用焊接性試驗(yàn)方法掌握斜Y坡口對(duì)接裂紋試驗(yàn)；了解插銷(xiāo)實(shí)驗(yàn)；了解剛性固定對(duì)接裂紋試驗(yàn)了解橫向可變拘束試驗(yàn)了解其他試驗(yàn)課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)：金屬焊接性的概念；常用的焊接性試驗(yàn)方法：間接試驗(yàn)法和直接試驗(yàn)法；（二）碳素鋼的焊接課程教學(xué)內(nèi)容：碳素鋼概述了解碳素鋼的種類(lèi)掌握碳素鋼的焊接性低碳鋼的焊接掌握低碳鋼的焊接性理解低碳鋼的焊接工藝了解焊接低碳鋼的先進(jìn)焊接方法中碳鋼的焊接理解中碳鋼的焊接性理解中碳鋼的焊接工藝法高碳鋼的焊接理解高碳鋼的焊接性理解高碳鋼的焊接工藝課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)：低碳鋼、中碳鋼焊接性分析及焊接工藝；（三）合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接了解合金結(jié)構(gòu)鋼的分類(lèi)及應(yīng)用范圍理解強(qiáng)度用鋼的焊接理解專用鋼的焊接熱軋及正火鋼的焊接了解熱軋及正火鋼的成分和性能掌握熱軋及正火鋼的焊接性分析理解熱軋及正火鋼的焊接工藝特點(diǎn)低碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接了解低碳調(diào)質(zhì)鋼的成分和性能掌握低碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接性分析理解低碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接工藝業(yè)特點(diǎn)中碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接了解中碳調(diào)質(zhì)鋼的成分和性能掌握中碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接性分析理解中碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接工藝特點(diǎn)專用鋼焊接的特使要求了解珠光體耐熱鋼焊接的特殊要求了解低溫用鋼焊接的特殊要求了解低合金耐蝕鋼的焊接的特殊要求課程的重點(diǎn)：中碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接性分析課程的難點(diǎn)：焊接熱影響區(qū)的脆化問(wèn)題（四）不銹鋼及耐熱鋼焊接了解不銹鋼及耐熱鋼類(lèi)型和性能奧氏體鋼、雙相鋼焊接了解奧氏體不銹鋼接頭的晶間腐蝕問(wèn)題了解不銹鋼接頭的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂問(wèn)題了解奧氏體鋼焊接接頭熱裂問(wèn)題了解奧氏體鋼焊接接頭的力學(xué)性能問(wèn)題理解奧氏體鋼的焊接生產(chǎn)工藝?yán)斫怆p相不銹鋼的焊接性分析及焊接工藝馬氏體鋼及鐵素體鋼的焊接理解馬氏體鋼的焊接問(wèn)題理解鐵素體鋼的焊接工藝特點(diǎn)珠光體鋼與奧氏體鋼的焊接了解異種鋼焊接的主要問(wèn)題了解異種鋼焊接工藝措施課程的重點(diǎn)：奧氏體不銹鋼的焊接課程的難點(diǎn)：晶間腐蝕問(wèn)題產(chǎn)生的機(jī)理（五）鑄鐵焊接了解鑄鐵的種類(lèi)及性能簡(jiǎn)介鑄鐵焊接性分析掌握灰口鑄鐵焊接性分析理解球墨鑄鐵焊接性的特點(diǎn)灰口鑄鐵焊接材料及工藝了解同質(zhì)（鑄鐵型）焊縫的熔化焊了解異質(zhì)（非鑄鐵型）焊縫的電弧冷焊、釬焊球墨鑄鐵焊接工藝簡(jiǎn)介了解同質(zhì)焊縫的熔焊工藝了解異質(zhì)（非鑄鐵型）焊縫的電弧冷焊焊條（六）有色合金的焊接鋁及其合金的焊接了解鋁及其合金的類(lèi)型及特性掌握鋁及其合金的焊接理解鋁及其合金的工藝特點(diǎn)理解焊接工藝的一般特點(diǎn)掌握焊接方法的選用；焊絲的選用銅及銅合金的焊接了解銅及銅合金的分類(lèi)、成分及性能簡(jiǎn)介理解銅及銅合金焊接性分析了解純銅及黃銅的焊接工藝特點(diǎn)鈦及鈦合金的焊接了解鈦及鈦合金的種類(lèi)、成分及性能簡(jiǎn)介理解鈦及鈦合金焊接性分析了解工業(yè)純鈦及鈦合金焊接工藝要點(diǎn)課程的重點(diǎn)：焊接時(shí)的熱裂及氣孔傾向；鈦合金的焊接性；焊接性的分析課程的難點(diǎn)：焊接接頭的失強(qiáng)問(wèn)題；鈦合金的焊接工藝；焊接工藝要點(diǎn)三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容及基本要求1、焊條的制造：（2學(xué)時(shí)）掌握焊條制作中原料配比原則及方法；2、小鐵研試驗(yàn)：（2學(xué)時(shí)）掌握抗裂實(shí)驗(yàn)的基本原則及方法；3、焊接機(jī)頭頭金相組織觀察：（2學(xué)時(shí)）掌握焊接接頭的構(gòu)成幾個(gè)部分的組織特點(diǎn)；四、教學(xué)方法與手段采用現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)、案例教學(xué)、開(kāi)放式教學(xué)，利用網(wǎng)絡(luò)多媒體等方法，使學(xué)生充分掌握課程知識(shí)，收到更好的學(xué)習(xí)效果。采用多媒體授課與板書(shū)相結(jié)合的方式，基本概念與理論用多媒體形象地講授，基本定律與公式推導(dǎo)及應(yīng)用采用板書(shū)授課。五、教學(xué)學(xué)時(shí)分配章節(jié)與內(nèi)容課時(shí)作業(yè)量備注緒論2焊接化學(xué)冶金4焊條、焊劑和焊絲3熔池凝固和焊縫固態(tài)相變3焊接熱影響區(qū)的組織和性能4焊接裂紋5金屬焊接性及其試驗(yàn)方法3碳鋼的焊接3合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接5不銹鋼及耐熱鋼焊接3鑄鐵焊接2有色合金的焊接5合計(jì)42六、考核方式與成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)1、考核方法：考試。2、成績(jī)?cè)u(píng)定：本課程的總成績(jī)主要由三部分組成：平時(shí)成績(jī)（包括作業(yè)情