焊接方法及设备课程教学大纲

焊接方法及设备课程教学大纲

课程名称：焊接方法及设备课程编号：0501151C5

学时/学分：64/4 课程类别/性质：专业课/限选

适用专业：材料科学与工程

一、课程目标与定位

课程目标：培养学生能够根据工程的实际需要选用适宜的焊接方法与焊接设备，选用焊接材料以及制订焊接工艺，初步具备分析和解决焊接生产实际问题的能力。使学生初步具有与焊接技术与工程领域有关的科学研究、技术开发、生产、设计及经营管理等方面的工作。

课程定位：焊接方法及设备是材料科学与工程专业的专业限定选修课程。定位于专业教育内容→学科专业方向知识体系→焊接技术与工程知识领域→核心知识单元。先修课程：机械设计基础、工程材料、材料科学基础、应用表面化等。后续课程：材料分析测试技术、金属热处理工艺、金属基复合材料及制备技术、金属材料失效分析、金属腐蚀与防护、材料表面工程技术、钎焊、焊接生产及自动化、特种连接技术、金属压力加工等。

二、课程从属项目关系

所在项目及相关课程：本课程属于“焊接技术与工程”项目，项目包含焊接冶金学与焊接性、焊接方法及设备、弧焊电源、焊接结构、焊接检验、焊接生产及自动化、钎焊等理论课程。本课程的支承基础是项目中的金属固态相变、金属热处理工艺课程，另外涉及的直接基础课程还包括工程材料、材料性能学及材料科学基础。

项目与课程的关系：焊接方法及设备是“焊接技术与工程”项目中的专业技术课程，课程以项目中的材料科学与工程专业导论、金属固态相变、工程材料、材料性能学及材料科学基础知识作为理论基础。

相关课程间衔接及互补关系：本课程与焊接冶金学及焊接性课程互为补充。

三、课程知识、能力、素质培养目标

1.知识培养目标

（1）了解焊接工艺的发展史；常用的焊接术语、标准与代号；理解焊接本质、特点及分类。

（2）熟练掌握与熔焊电弧有关的基本概念；了解电弧特性及其控制，磁场对电弧的影响，应用界限；掌握电弧温度分布及其作用、焊接工艺的影响。

（3）掌握熔滴过渡特点；熟练掌握焊接参数对焊缝形状尺寸的影响；理解各种焊缝缺陷形成的原因及预防措施，了解电弧焊的程序自动控制及自动调节系统。

（4）了解常规熔焊方法（MMA焊、埋弧焊、熔化极氩弧焊、二氧化碳气体保护焊等焊接方法）原理、特点及应用；掌握常规熔焊方法的熔滴过渡特点及焊接工艺。

（5）了解从常规压力焊（点焊、缝焊、对焊、凸焊）方法及基本原理，掌握常规压力

焊工艺及常用材料焊接性；了解高频焊、扩散连接、磨擦焊、超声波焊、焊炸焊、变形焊等其他压焊方法原理、工艺及特点。

2.能力培养目标

（1）初步具备焊接工艺设计能力。

（2）根据不同的材料初步具备选择熔焊方法与设备的能力。

（3）初步具备焊接设备调试及维护的能力。

（4）初步具有压力焊方法与设备的合理选择能力。

（5）初步具有压力焊接头性能的评定能力。

3.素质培养目标

通过课程学习，培养学生初步具有焊接工程师必备的焊接工艺设计与选择、维护及调试焊接设备的知识素质和能力素质。

四、课程基本内容和学时安排

（一）熔焊方法及设备部分（38学时）

1. 绪论与焊接电弧（7课时）

教学内容：焊接基本概念，焊接工艺发展史；定义与术语，焊接工艺图示，工艺特点的简短描述，最常用焊接工艺的应用，焊接工艺的分类和代号（IIW，ISO和EN标准，国家标准），焊接工艺应用中的建议，焊接工艺的分类（IIW，ISO和EN标准，国家标准）；焊接特点及分类；焊接电弧物理基础；电弧物理（电弧产生、主要电弧区、电弧稳定性），电压沿弧长的分布，阴极与阳极的热量，直流极性与交流的电弧特性及其控制，电弧温度分布及其作用，焊接工艺的影响，磁场对电弧的影响，应用界限。

教学目标：掌握各种主要焊接工艺方法间的不同，根据标准区分不同的工艺；认识焊接工艺方法的缩写，解释焊接工艺发展历史。掌握焊接基本概念、理解焊接本质、特点及分类；熟练掌握与焊接电弧有关的概念；熟悉电弧基本原理；了解影响电弧稳定性的主要参数；熟悉电弧热发射与电压分布，磁场对电弧的影响；掌握如何解决磁偏吹问题；了解直流、交流电弧特性包括控制方法与局限性。

重点：各种焊接工艺方法；焊接基本概念；电弧的基本原理；电弧温度分布及其作用。

难点：电弧物理；直流极性与交流的电弧特性及其控制；电弧温度分布及其作用。

2. 焊丝的熔化与熔滴过渡（2课时）

教学内容：焊丝的的加热与熔化；熔滴上的作用力；熔滴过渡的主要形式和特点；熔滴过渡的损失和飞溅。

教学目标：掌握焊丝熔化速度、比熔化量、熔滴过渡及飞溅等基本概念；掌握熔滴上受到的各种力及其对过渡的影响；了解熔滴过渡的基本分类；掌握各种焊接方法熔滴过渡的特点。

重点：熔滴上的作用力；熔滴过渡的主要形式和特点。

难点：不同熔滴过渡产生的原因。

3. 母材熔化与焊缝成形（2课时）

教学内容：焊缝的形状尺寸；熔池的尺寸与焊接电弧热的关系；熔池受到的力及其对焊缝成形的影响；焊接工艺参数对焊缝成形的影响；焊缝成形缺陷及其防止。

教学目标：熟练掌握标征熔池及焊缝形状尺寸的几个参数；熟练掌握热输入、线能量、熔深、熔宽、成形系数、余高、熔合比等基本概念；了解作用于熔池上的力；熟练掌握焊接参数对焊缝形状尺寸的影响；理解各种焊缝缺陷形成的原因及预防措施。

重点：熔池的尺寸与焊接电弧热的关系；熔池受到的力及其对焊缝形成的影响；焊接工艺参数对焊缝成形的影响；焊缝成形缺陷及其防止。

难点：熔池受到的力对焊缝成形的影响；焊接工艺参数对焊缝成形的影响。

4. 电弧焊自动焊控制基础（1课时）

教学内容：电弧焊的程序自动控制；电弧焊的自动调节系统；弧焊机器人概述。

教学目标：了解电弧焊的程序自动控制；理解电弧焊的自动调节系统；了解弧焊机器人。

重点：电弧焊的程序自动控制；电弧焊的自动调节系统；弧焊机器人概述。

难点：电弧焊的自动调节。

5. MMA焊(SMAW)（8课时）

教学内容：MMA工艺原理与电弧特性，电源特性以及电流与极性；MMA焊的设备与附件以及其应用范围，并在焊接过程中遇到的典型问题及如何解决；焊条电弧焊优缺点、典型缺陷；MMA焊的焊接工艺参数，接头准备；焊条使用与储存，药皮焊条，焊条标准（国际和国家标准），焊条的选择应用，焊条直径与电流、焊芯材料、焊条长度与焊接位置的关系以及重力焊、立向下焊等焊接过程，MMA焊的安全与健康。

教学目标：掌握MMA焊基本原理；了解应用范围、接头准备及解决可能存在的问题；熟悉焊接工艺参数、设备及各部分的用途及功能；掌握各类焊条使用及储存方法，理解标准，掌握焊条药皮对熔滴过渡及焊缝金属性能的影响，了解不同的MMA电源开关功能及其影响及MMA焊潜在的危险及安全使用方法，

重点：MMA焊基本原理及设备；焊接工艺参数

难点：MMA焊基本原理；MMA电源开关功能

6. 埋弧焊（4课时）

教学内容：埋弧焊工艺原理、特点及应用；埋弧焊冶金特点；埋弧焊电流与极性；电源特性；设备与附件；应用范围、典型问题及解决办法；填充材料、填充材料使用与储存，填充材料标准；埋弧焊工艺参数，接头准备，焊丝焊剂配合与熔敷特性间的关系，焊接过程，单丝与多丝技术，特殊技术及健康与安全。

教学目标：掌握埋弧焊工艺原理与电弧特性；熟练掌握埋弧焊的治金特点；选择合适电类流种类、极性与填充材料，确定应用范围，接头准备及解决可能存在的问题，确定焊接工艺参数；了解设备与各部分用途与功能，渣与金属/气与金属反应及其对焊缝金属性能的影