《金属材料焊接性》教学大纲

《金属材料焊接性》课程教学大纲
课程代码：050141031
课程英文名称：weldability of metal materials
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：2017年7月
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：课程讲授材料的焊接性和材料焊接的基本概念和基本理论，焊接材料的分类及选用原则，研究各种材料的焊接特性（包括焊接性、焊接工艺、焊接材料等），分析不同材料的焊接性特点和工艺。

针对具体材料，研究焊材的选择和制定焊接工艺的基本原则及方法。

通过本课程的学习，使学生可以结合具体材料掌握一些基本的焊接材料的选择，熟悉常用材料的焊接性，初步具备分析和解决焊接工程问题的能力。

使学生系统掌握材料焊接性的基本概念及焊接性的评价方法。

（二）知识、能力及技能方面的基本要求
1．知识方面的要求：掌握材料焊接性的基本概念、如何分析材料的焊接性及常用材料的接性试验方法等；掌握焊接材料的分类及选用原则；重点掌握合金结构钢、不锈钢和耐热钢、铝及其合金、铸铁这4大类材料的性能、焊接性、焊接工艺特点和工程应用等；了解先进材料（如高技术陶瓷、金属间化合物）的种类、性能、焊接性特点及应用等；了解异种材料的焊接性特点及工程应用。

2．能力及技能的要求：具备分析常见金属焊接性能的能力。

初步具备焊接性试验操作的能力。

掌握材料焊接性基础知识，能够针对焊接相关的工程实际问题进行分析、设计和实验；具有创新意识和对新工艺、新技术和新设备进行研究、开发和初步设计的能力；掌握焊接工艺及工装的设计、产品的研发、焊接设备的操控等专业技能。

了解焊接材料与焊接性的发展现状和趋势，了解焊接材料与焊接性领域最新的设计理论和先进成型技术，熟悉焊接材料与焊接性的发展方向。

掌握焊接材料与焊接性的理论和方法，能用计算机进行焊接工艺和工装的三维设计、过程分析和工艺优化。

（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10-20%，实验成绩占10-20%，期末考试成绩占60-80%。

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
《焊接冶金学-材料焊接性）》，李亚江主编，机械工业出版社，2007
《焊接冶金学（金属焊接性）》，周振丰主编，机械工业出版社，2001
《焊接手册》，中国机械工程学会焊接学会，机械工业出版社，2008
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。

课程阐述本课程从焊接角度研究各种材料的焊接特性（包括焊接性、焊接工艺、焊接材料等）。

主要介绍材料的焊接性和材料焊接的基本概念和基本理论，分析不同材料的焊接性特点和工艺。

针对具体材料，研究焊材的选择和制定焊接工艺的基本原则及方法。

通过本课程的学习，使学生可以结合具体材料掌握一些基本的焊接工艺，初步具备分析和解决焊接工程问题的能力。

该课程主要培养学生的分析问题、解决问题的能力，为以后从事焊接教学、技术及研究工作打下坚实的基础，使学生工作后能够更好地为我国的经济建设服务。

三、课程学时分配表
四、教学内容及基本要求
第1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：
1) 焊接过程的物理本质；
2) 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2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：
1) 焊条；
2) 焊剂；
3) 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3部分材料焊接性及试验评定
总学时(单位：学时):6 讲课:4 实验:2 上机:0
具体内容：
1) 焊接性的概念及内涵；
2) 焊接性的影响因素；
3) 焊接性试验的内容及评定原则；
4) 焊接性的评定及试验方法。

重点：
焊接性的影响因素；焊接性试验的内容
难点：
焊接性的评定及试验方法
习题：
有关焊接性试验内容及试验方法的问题
第4部分碳钢的焊接
总学时(单位：学时):2讲课2 实验:0 上机:0
具体内容：
1) 碳钢的分类；
2) 碳钢的焊接性；
3) 典型碳钢的焊接工艺。

重点：
碳钢的焊接性；
难点：
有关碳钢的焊接性及典型碳钢的焊接工艺的问题
习题：
碳钢的焊接性
第5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：
1) 合金结构钢的分类及应用；
2) 热轧及正火钢的焊接；
3) 低碳调质钢的焊接；
4) 中碳调质钢的焊接；
5) 珠光体耐热钢的焊接；
6) 低温钢的焊接。

重点：
低碳调质钢的焊接性分析；中碳调质钢的焊接性分析
难点：
珠光体耐热钢、低温钢的焊接材料的选择
习题内容：
合金结构钢的分类；有关中碳调质钢、珠光体耐热钢、低温钢的焊接性分析第6部分不锈钢及耐热钢的焊接
总学时(单位：学时):8 讲课:8 实验:0 上机:0
具体内容：
1) 不锈钢的类型和特征；
2) 晶间腐蚀及不锈钢的焊接性分析
3）奥氏体不锈钢的焊接；
4) 马氏体及铁素体钢的焊接；
5）耐热钢钢的焊接。

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：
有关晶间腐蚀问题和奥氏体不锈钢的焊接的问题
第7部分有色金属的焊接
总学时(单位：学时):8 讲课:8 实验:0 上机:0
具体内容：
1) 铝及铝合金的焊接；
2) 铜及铜合金的焊接；
3）钛及钛合金的焊接。

重点：
铝及铝合金的焊接时的热裂及气孔倾向
难点：
铝及铝合金的焊接时焊接接头的失强问题
习题：
有关铝合金的焊接性分析的问题
第8部分铸铁的焊接
总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0
具体内容：
1) 铸铁的种类及其焊接方法；
2) 铸铁的焊接性分析；
3）铸铁的焊接材料及工艺。

重点：
铸铁的焊接性分析
难点：
铸铁的焊接材料及工艺
习题：
有关铸铁的焊接性、焊接材料及工艺的问题
第9部分先进材料的焊接
总学时(单位：学时):4 讲课:4 实验:0 上机:0
具体内容：
1) 先进材料的分类及性能特点；
2) 陶瓷材料与金属的焊接；
3) 金属间化合物的焊接；
4) 金属基复合材料的焊接。

重点：
陶瓷材料与金属的焊接
难点：
金属基复合材料的焊接
习题：
有关陶瓷材料与金属的焊接及金属基复合材料焊接的问题
第10部分异种材料的焊接
总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0
具体内容：
1) 异种材料的分类、组合及焊接性特点；
2) 异种钢的焊接；
3) 钢与有色金属的焊接。

重点：
异种钢的焊接工艺特点
难点：
不锈复合钢的焊接
习题：
有关异种钢焊接性分析的问题。