江科大材料连接原理教案

PAGEPAGE13材料连接原理焊接技术与工程专业03教学计划注：课程总学时56学时其中：实验10学时五一放假2学时实际讲授44学时教案2009.2～2009.7材料学院邹家生江苏科技大学材料学院教案用纸课程：材料连接原理主讲教师：邹家生教材：材料连接原理与工艺讲授题目绪论（1学时）教学目的了解本课程的目的、任务、要求；掌握材料连接与焊接的定义；焊接过程的物理本质；连接方法的分类及区别；重点及难点重点：焊接的定义，焊接与机械连接、粘结的区别；焊接的主要手段本部分内容为课程的启蒙，主要让学生对焊接的发展史有所了解，本部分内容无难点。主要教学方法课堂讲授，可结合大量著名工程结构的焊接应用来说明焊接在制造业中的重要地位。教学手段采用多媒体教学过程时间分配教学内容0.3学时1、材料连接的定义及分类0.3学时2、冶金连接的物理本质0.2学时3、冶金连接的主要手段0.1学时4、焊接技术的分类0.1学时5、材料连接原理课程的任务与内容江苏科技大学材料学院教案用纸课程：材料连接原理主讲教师：邹家生教材：材料连接原理与工艺讲授题目第一章熔化焊热源及接头形成（3学时）教学目的要求学生了解焊接热源的种类及主要特性，焊接热效率和焊接线能量的定义；焊接温度场的概念、表达式及影响因素；焊接热循环的定义，焊接热循环的主要参数和影响因素，多层焊接热循环；焊接接头的特征，焊接材料熔化与熔池形成，焊接接头的形成等基本概念。重点及难点重点：对焊接热源的要求、描述焊接热源的指标；焊接热效率和焊接线能量的定义；焊接温度场的概念、表达式；焊接热循环的定义和四个基本参数；冷却时间t8/5的计算；长段多层焊和短段多层焊的概念；焊条金属的平均熔化速度、平均熔敷速度、熔敷系数；药皮焊条焊接熔滴和熔渣的过渡形式、熔滴的比表面积；熔合比的概念、表达式及影响因素等。难点：用理论公式计算冷却时间t8/5、临界板厚的概念及计算。主要教学方法课堂讲授为主，冷却时间t8/5、临界板厚的计算采用例题讲授，可以让学生先自己思考，根据时间也可让学生上台做，然后再讲解。教学手段采用多媒体教学过程时间分配教学内容0.5学时1.1熔化焊热源及温度场1.5学时1.2焊接热循环1.0学时1.3熔化焊接头的形成江苏科技大学材料学院教案用纸课程：材料连接原理主讲教师：邹家生教材：材料连接原理与工艺讲授题目第二章熔化焊接化学冶金(10学时)2.1焊接化学冶金反应区2.2焊接气氛及其与金属的相互作用（4学时）教学目的了解焊接化学冶金反应区的特点，焊接区的气体来源及产生，掌握H、N、O在金属中的溶解特点，焊接气氛与金属的相互作用。重点及难点重点：焊接区内气体的产生；H、N、O对焊缝金属性能的影响。难点：正确理解控制焊缝金属中H、N、O的措施。主要教学方法课堂讲授，对H、N、O对焊缝金属性能的影响及控制可采用对比并布置作业要求学生自己归纳。教学手段采用多媒体教学过程时间分配教学内容0.5学时2.1焊接化学冶金反应区0.5学时2.2焊接气氛及其与金属的相互作用1、气体的来源及产生1.0学时2.2焊接气氛及其与金属的相互作用2、N与金属的相互作用1.0学时2.2焊接气氛及其与金属的相互作用3、H与金属的相互作用1.0学时2.2焊接气氛及其与金属的相互作用4、O与金属的相互作用江苏科技大学材料学院教案用纸课程：材料连接原理主讲教师：邹家生教材：材料连接原理与工艺讲授题目第二章熔化焊接化学冶金(10学时)2.3焊接熔渣与金属的相互作用（4学时）教学目的了解焊接熔渣的组成、焊接熔渣的结构、焊接熔渣的物理性质；掌握理解活性熔渣对焊缝金属的氧化、焊缝金属的脱氧重点及难点本部分内容是课程的重点。熔渣的分类、作用；熔渣结构理论的要点、碱度的概念和表达式。对焊缝金属的氧化和脱氧反应分析既是重点但又是难点，而且还是后面分析焊接材料冶金性的基础。主要教学方法课堂讲授，对焊缝金属的氧化和脱氧反应一定要讲情基本概念，然后重点要会结合实际进行分析，可以用大量的例题进行课题讲解，同时应布置大量作业。教学手段采用多媒体教学过程时间分配教学内容1.0学时1、焊接熔渣1.5学时2、活性熔渣对焊缝金属的氧化1.5学时3、焊缝金属的脱氧江苏科技大学材料学院教案用纸课程：材料连接原理主讲教师：邹家生教材：材料连接原理与工艺讲授题目第二章熔化焊接化学冶金(10学时)2.4焊缝金属中S、P的控制2.5焊缝金属的合金化（2学时）教学目的理解焊缝金属中S、P的危害、焊缝金属中S、P的控制；焊缝金属合金化的目的及方式，合金元素过渡系数的概念、表达式及影响因素。重点及难点重点要求掌握焊缝金属中脱S、P的措施；合金过渡系数的概念及表达式。难点是能正确理解影响合金元素过渡系数的因素。主要教学方法课堂讲授，要讲情S、P的危害及控制，这部分内容可采用例题讲授。教学手段采用多媒体教学过程时间分配教学内容1.0学时2.4焊缝金属中S、P的控制1.0学时2.5焊缝金属的合金化江苏科技大学材料学院教案用纸课程：材料连接原理主讲教师：邹家生教材：材料连接原理与工艺讲授题目第三章焊接材料（4学时）教学目的了解焊接材料的类型；掌握焊条、焊剂、焊丝、保护气体的组成、分类、特点；能正确分析典型焊接材料的冶金特性；了解焊接材料的发展。重点及难点重点掌握焊条的组成、焊条药皮的作用；焊条的工艺性能；典型焊条的冶金性能和焊缝金属力学性能分析。焊剂的分类和作用；熔炼焊剂冶金性能分析。焊丝的分类、CO2焊实心焊丝的冶金特点、药芯焊丝的特点。本部分内容的难点是典型焊接材料的冶金特性的分析，并能理解其焊接工艺性能和焊缝金属力学性能的关系。主要教学方法课堂讲授，对典型焊接材料冶金特性的分析，采用结422和结507为例进行重点讲解。教学手段采用多媒体教学过程时间分配教学内容0.25学时3.1焊接材料类型1.25学时3.2焊条0.25学时3.3焊剂0.25学时3.4焊丝0.25学时3.5保护气体1.5学时3.6典型焊接材料冶金特性分析0.25学时3.7焊接材料的发展江苏科技大学材料学院教案用纸课程：材料连接原理主讲教师：邹家生教材：材料连接原理与工艺讲授题目第四章焊缝金属的组织的组织与性能（4学时）教学目的理解和掌握焊缝金属的结晶、焊缝金属的凝固组织、焊缝金属的化学成分不均匀性、焊缝固态相变组织、焊缝金属性能的控制。重点及难点重点是焊接熔池的凝固特点，焊缝的结晶形态及影响因素；焊缝金属偏析的种类及产生原因；焊缝金属固态相变组织特点及对焊缝性能的影响；改善焊缝金属韧性的措施、合金元素对焊缝金属性能的影响。本部分内容的难点是焊缝金属性能的控制，尤其是韧性的控制。主要教学方法课堂讲授，对焊缝金属的凝固组织和室温组织采用图片并结合理论讲解。对焊缝金属性能的控制要配合实例讲解。教学手段焊缝金属的凝固组织和室温组织采用幻灯片，其它采用多媒体。教学过程时间分配教学内容0.5学时4.1熔池凝固0.5学时4.2焊缝金属的化学成分不均匀性1.0学时4.3焊缝固态相变组织2.0学时4.4焊缝金属性能的控制江苏科技大学材料学院教案用纸课程：材料连接原理主讲教师：邹家生教材：材料连接原理与工艺讲授题目第五章焊接热影响区的组织与性能（4学时＋实验2学时）教学目的理解和掌握焊接热过程的特点，焊接加热和冷却过程组织转变的特点；焊接CCT图的应用；焊接热影响区的组织分布和特点；焊接热影响区性能的控制。了解焊接热模拟技术重点及难点重点是焊接热影响区的组织分析和焊接热影响区的性能控制。难点是焊接热影响区的组织分析（包括焊缝组织分析），这也是本课程的难点。主要教学方法对焊缝焊接热影响区性能控制的讲授要结合实际进行分析，并能结合第一章对焊接热循环的分析，焊接热循环参数和组织、性能之间的关系要讲透，学生能独立计算、分析。对焊接接头的组织分析要多讲解图片并配合实验让学生反复体会组织特点。教学手段热影响区的组织分析采用幻灯片，其它采用多媒体。教学过程时间分配教学内容0.5学时5.1焊接热影响区的组织转变0.5学时5.2焊接热影响区的组织分布2.5学时5.3焊接热影响区的性能0.5学时5.4焊接热模拟技术2学时实验一焊接接头金相组织分析江苏科技大学材料学院教案用纸课程：材料连接原理主讲教师：邹家生教材：材料连接原理与工艺讲授题目第六章焊接冶金缺欠（12学时＋实验6学时）6.1焊缝中的气孔6.2焊缝中的夹杂（2学时）教学目的了解气孔的形成条件；掌握气孔类型及其形成原因和防止措施；了解夹杂的分类、危害、产生原因及防止措施。重点及难点重点掌握焊缝中气孔的分类、产生原因、影响因素及防治措施。难点是能结合实际情况在生产中分析焊接材料、工艺和气孔的关系，从而采取措施防止气孔。主要教学方法课堂讲授，对实际生产中气孔的防止采用例题讲授。教学手段采用多媒体。教学过程时间分配教学内容1.5学时6.1焊缝中的气孔0.5学时6.2焊缝中的夹杂江苏科技大学材料学院教案用纸课程：材料连接原理主讲教师：邹家生教材：材料连接原理与工艺讲授题目第六章焊接冶金缺欠（12学时＋实验6学时）6.3焊接热裂纹（4学时）教学目的了解焊接热裂纹的危害、掌握焊接热裂纹的分类及特征、结晶裂纹、液化裂纹、多边化裂纹、高温低塑性裂纹的产生机理、影响因素及防止措施。重点及难点重点是结晶裂纹的特征、形成机理、影响因素及防治措施。难点在于结晶裂纹的机理。主要教学方法课堂讲授，对多边化裂纹、高温低塑性裂纹的产生机理和影响因素目前研究得尚不充分，尤其是形成机理，涉及到许多金属物理得知识，学生理解和掌握有一定的难度，因此讲解中以介绍特征为主。教学手段采用多媒体。教学过程时间分配教学内容0.5学时1、焊接热裂纹的特征及类型2.5学时2、结晶裂纹0.5学时3、液化裂纹0.5学时4、多边化裂纹5、高温低塑性裂纹江苏科技大学材料学院教案用纸课程：材料连接原理主讲教师：邹家生教材：材料连接原理与工艺讲授题目第六章焊接冶金缺欠（12学时＋实验6学时）6.4焊接冷裂纹6.5其它焊接裂纹简介（6学时）教学目的介绍焊接冷裂纹的分类、特征、形成条件、产生机理、影响因素和防止措施，使学生对焊接冷裂纹有整体的认识以便分析比较。了解再热裂纹、层状撕裂、应力腐蚀裂纹。重点及难点重点是产生焊接冷裂纹的三大主要因素；低合金高强钢热影响区延迟裂纹的形成机理；焊接接头拘束应力的分类、拘束度的概念和表达式；常用焊接冷裂判据；延迟裂纹的影响因素和防治措施。再热裂纹、层状撕裂、应力腐蚀裂纹的概念。难点是氢对焊接冷裂纹影响的理解，焊接冷裂判据的理解和正确运用，这部分内容亦是焊接冶金领域研究的热点和难点。主要教学方法课堂讲授，着重讲授基本理论，不局限于某种特定材料，对三大致裂因素一定要讲透。教学手段采用多媒体。教学过程时间分配教学内容0.5学时6.4焊接冷裂纹1、冷裂的特征和分类1.5学时6.4焊接冷裂纹2、延迟裂纹的产生机理1.0学时6.4焊接冷裂纹3、焊接冷裂判据1.0学时6.4焊接冷裂纹4、焊接冷裂的控制2.0学时6.5其它焊接裂纹简介2.0学时实验二焊条配制综合实验一、焊条配制及工艺性能2.0学时实验二焊条配制综合实验二、焊缝中的气孔2.0学时实验二焊条配制综合实验三、焊条熔敷金属中扩散氢的测定江苏科技大学材料学院教案用纸课程：材料连接原理主讲教师：邹家生教材：材料连接原理与工艺讲授题目第七章钎焊连接原理（4学时＋实验2学时）教学目的理解钎焊基本特征、钎焊的润湿和毛细现象、液态钎料和固态母材的相互作用、液态钎料的凝固和钎缝组织钎焊材料选择；金属表面氧化膜的去除机制；了解常用钎焊材料和工艺，达到初步具备能选用钎焊材料、确定钎焊工艺的能力。重点及难点重点掌握钎焊润湿性的概念及影响因素，钎料、钎剂的分类、作用及选择。难点在于分析钎焊接头成分、组织、性能和钎焊材料、工艺等因素的关系。主要教学方法课堂讲授。教学手段采用多媒体。教学过程时间分配教学内容0.5学时7.1钎焊连接的基本特征0.5学时7.2液态钎料与固态母材的润湿0.5学时7.3液态钎料和固态母材的相互作用0.5学时7.4钎缝组织1.0学时7.5金属表面氧化膜去除机制1.0学时7.6钎料、钎剂及其选用2.0学时实验三