焊接方法及設(shè)備課程教學(xué)大綱

1、焊接方法及設(shè)備課程教學(xué)大綱課程名稱：焊接方法及設(shè)備課程編號： 0501151C5學(xué)時/學(xué)分： 64/4課程類別 /性質(zhì)：專業(yè)課 /限選適用專業(yè)：材料科學(xué)與工程一、課程目標(biāo)與定位課程目標(biāo)： 培養(yǎng)學(xué)生能夠根據(jù)工程的實際需要選用適宜的焊接方法與焊接設(shè)備， 選用焊 接材料以及制訂焊接工藝， 初步具備分析和解決焊接生產(chǎn)實際問題的能力。 使學(xué)生初步具有 與焊接技術(shù)與工程領(lǐng)域有關(guān)的科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)、設(shè)計及經(jīng)營管理等方面的工作。課程定位： 焊接方法及設(shè)備是材料科學(xué)與工程專業(yè)的專業(yè)限定選修課程。 定位于專業(yè)教 育內(nèi)容T學(xué)科專業(yè)方向知識體系T焊接技術(shù)與工程知識領(lǐng)域T核心知識單元。先修課程：機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)、工

2、程材料、材料科學(xué)基礎(chǔ)、應(yīng)用表面化等。后續(xù)課程：材料分析測試技術(shù)、金 屬熱處理工藝、 金屬基復(fù)合材料及制備技術(shù)、 金屬材料失效分析、 金屬腐蝕與防護(hù)、材料表 面工程技術(shù)、釬焊、焊接生產(chǎn)及自動化、特種連接技術(shù)、金屬壓力加工等。二、課程從屬項目關(guān)系所在項目及相關(guān)課程： 本課程屬于“焊接技術(shù)與工程”項目， 項目包含焊接冶金學(xué)與焊 接性、焊接方法及設(shè)備、弧焊電源、焊接結(jié)構(gòu)、焊接檢驗、焊接生產(chǎn)及自動化、釬焊等理論 課程。 本課程的支承基礎(chǔ)是項目中的金屬固態(tài)相變、 金屬熱處理工藝課程， 另外涉及的直接 基礎(chǔ)課程還包括工程材料、材料性能學(xué)及材料科學(xué)基礎(chǔ)。項目與課程的關(guān)系 ：焊接方法及設(shè)備是“焊接技術(shù)與工程”項

3、目中的專業(yè)技術(shù)課程， 課 程以項目中的材料科學(xué)與工程專業(yè)導(dǎo)論、 金屬固態(tài)相變、 工程材料、 材料性能學(xué)及材料科學(xué) 基礎(chǔ)知識作為理論基礎(chǔ)。相關(guān)課程間銜接及互補(bǔ)關(guān)系 ：本課程與焊接冶金學(xué)及焊接性課程互為補(bǔ)充。三、課程知識、能力、素質(zhì)培養(yǎng)目標(biāo)1. 知識培養(yǎng)目標(biāo)（1）了解焊接工藝的發(fā)展史；常用的焊接術(shù)語、標(biāo)準(zhǔn)與代號；理解焊接本質(zhì)、特點及 分類。（2）熟練掌握與熔焊電弧有關(guān)的基本概念；了解電弧特性及其控制，磁場對電弧的影 響，應(yīng)用界限；掌握電弧溫度分布及其作用、焊接工藝的影響。（3）掌握熔滴過渡特點；熟練掌握焊接參數(shù)對焊縫形狀尺寸的影響；理解各種焊縫缺 陷形成的原因及預(yù)防措施，了解電弧焊的程序自動控制及

4、自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)。（ 4）了解常規(guī)熔焊方法（ MMA 焊、埋弧焊、熔化極氬弧焊、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊等 焊接方法）原理、特點及應(yīng)用；掌握常規(guī)熔焊方法的熔滴過渡特點及焊接工藝。（5）了解從常規(guī)壓力焊（點焊、縫焊、對焊、凸焊）方法及基本原理，掌握常規(guī)壓力焊工藝及常用材料焊接性；了解高頻焊、擴(kuò)散連接、磨擦焊、超聲波焊、焊炸焊、變形焊等 其他壓焊方法原理、工藝及特點。2. 能力培養(yǎng)目標(biāo)（1）初步具備焊接工藝設(shè)計能力。（2）根據(jù)不同的材料初步具備選擇熔焊方法與設(shè)備的能力。（3）初步具備焊接設(shè)備調(diào)試及維護(hù)的能力。（4）初步具有壓力焊方法與設(shè)備的合理選擇能力。（ 5）初步具有壓力焊接頭性能的評定能力。3. 素質(zhì)培

5、養(yǎng)目標(biāo)通過課程學(xué)習(xí)， 培養(yǎng)學(xué)生初步具有焊接工程師必備的焊接工藝設(shè)計與選擇、 維護(hù)及調(diào)試 焊接設(shè)備的知識素質(zhì)和能力素質(zhì)。四、課程基本內(nèi)容和學(xué)時安排（一）熔焊方法及設(shè)備部分（ 38 學(xué)時）1. 緒論與焊接電?。?7 課時） 教學(xué)內(nèi)容：焊接基本概念，焊接工藝發(fā)展史；定義與術(shù)語，焊接工藝圖示，工藝特點的 簡短描述，最常用焊接工藝的應(yīng)用，焊接工藝的分類和代號（IIW ， ISO 和 EN 標(biāo)準(zhǔn)，國家標(biāo)準(zhǔn)），焊接工藝應(yīng)用中的建議，焊接工藝的分類（IIW ， ISO 和 EN 標(biāo)準(zhǔn)，國家標(biāo)準(zhǔn)） ；焊接特點及分類；焊接電弧物理基礎(chǔ)；電弧物理（電弧產(chǎn)生、主要電弧區(qū)、電弧穩(wěn)定性） ，電 壓沿弧長的分布， 陰極與陽

6、極的熱量， 直流極性與交流的電弧特性及其控制， 電弧溫度分布 及其作用，焊接工藝的影響，磁場對電弧的影響，應(yīng)用界限。教學(xué)目標(biāo)： 掌握各種主要焊接工藝方法間的不同， 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)區(qū)分不同的工藝； 認(rèn)識焊接 工藝方法的縮寫， 解釋焊接工藝發(fā)展歷史。 掌握焊接基本概念、 理解焊接本質(zhì)、 特點及分類； 熟練掌握與焊接電弧有關(guān)的概念； 熟悉電弧基本原理； 了解影響電弧穩(wěn)定性的主要參數(shù)； 熟 悉電弧熱發(fā)射與電壓分布，磁場對電弧的影響；掌握如何解決磁偏吹問題； 了解直流、 交流 電弧特性包括控制方法與局限性。重 點： 各種焊接工藝方法； 焊接基本概念；電弧的基本原理； 電弧溫度分布及其作 用。難 點：電弧物理；

7、直流極性與交流的電弧特性及其控制；電弧溫度分布及其作用。2. 焊絲的熔化與熔滴過渡（ 2 課時）教學(xué)內(nèi)容： 焊絲的的加熱與熔化；熔滴上的作用力；熔滴過渡的主要形式和特點； 熔滴 過渡的損失和飛濺。教學(xué)目標(biāo)： 掌握焊絲熔化速度、 比熔化量、熔滴過渡及飛濺等基本概念；掌握熔滴上受 到的各種力及其對過渡的影響； 了解熔滴過渡的基本分類； 掌握各種焊接方法熔滴過渡的特 點。重 點：熔滴上的作用力；熔滴過渡的主要形式和特點。難 點：不同熔滴過渡產(chǎn)生的原因。3. 母材熔化與焊縫成形（ 2 課時）教學(xué)內(nèi)容： 焊縫的形狀尺寸； 熔池的尺寸與焊接電弧熱的關(guān)系； 熔池受到的力及其對焊 縫成形的影響；焊接工藝參數(shù)對

8、焊縫成形的影響；焊縫成形缺陷及其防止。教學(xué)目標(biāo)：熟練掌握標(biāo)征熔池及焊縫形狀尺寸的幾個參數(shù)；熟練掌握熱輸入、線能量、 熔深、熔寬、成形系數(shù)、余高、熔合比等基本概念；了解作用于熔池上的力；熟練掌握焊接 參數(shù)對焊縫形狀尺寸的影響；理解各種焊縫缺陷形成的原因及預(yù)防措施。重點： 熔池的尺寸與焊接電弧熱的關(guān)系； 熔池受到的力及其對焊縫形成的影響； 焊接工藝參數(shù)對焊縫成形的影響；焊縫成形缺陷及其防止。難 點：熔池受到的力對焊縫成形的影響；焊接工藝參數(shù)對焊縫成形的影響。4. 電弧焊自動焊控制基礎(chǔ)（ 1 課時） 教學(xué)內(nèi)容：電弧焊的程序自動控制；電弧焊的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)；弧焊機(jī)器人概述。教學(xué)目標(biāo)： 了解電弧焊的程序自

9、動控制； 理解電弧焊的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)； 了解弧焊機(jī)器人。 重 點：電弧焊的程序自動控制；電弧焊的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)；弧焊機(jī)器人概述。難 點：電弧焊的自動調(diào)節(jié)。5. MMA 焊 （SMAW） （ 8 課時）教學(xué)內(nèi)容： MMA 工藝原理與電弧特性，電源特性以及電流與極性； MMA 焊的設(shè)備與 附件以及其應(yīng)用范圍， 并在焊接過程中遇到的典型問題及如何解決； 焊條電弧焊優(yōu)缺點、 典 型缺陷； MMA 焊的焊接工藝參數(shù)，接頭準(zhǔn)備；焊條使用與儲存，藥皮焊條，焊條標(biāo)準(zhǔn)（國 際和國家標(biāo)準(zhǔn)） ，焊條的選擇應(yīng)用，焊條直徑與電流、焊芯材料、焊條長度與焊接位置的關(guān) 系以及重力焊、立向下焊等焊接過程， MMA 焊的安全與健康。

10、教學(xué)目標(biāo)：掌握 MMA 焊基本原理；了解應(yīng)用范圍、接頭準(zhǔn)備及解決可能存在的問題； 熟悉焊接工藝參數(shù)、 設(shè)備及各部分的用途及功能； 掌握各類焊條使用及儲存方法， 理解標(biāo)準(zhǔn)， 掌握焊條藥皮對熔滴過渡及焊縫金屬性能的影響， 了解不同的 MMA 電源開關(guān)功能及其影響 及 MMA 焊潛在的危險及安全使用方法，重點： MMA 焊基本原理及設(shè)備；焊接工藝參數(shù)難點： MMA 焊基本原理； MMA 電源開關(guān)功能6. 埋弧焊 （4 課時） 教學(xué)內(nèi)容：埋弧焊工藝原理、特點及應(yīng)用；埋弧焊冶金特點；埋弧焊電流與極性；電源 特性；設(shè)備與附件；應(yīng)用范圍、典型問題及解決辦法；填充材料、填充材料使用與儲存，填 充材料標(biāo)準(zhǔn)；埋弧

11、焊工藝參數(shù)，接頭準(zhǔn)備，焊絲焊劑配合與熔敷特性間的關(guān)系，焊接過程， 單絲與多絲技術(shù)，特殊技術(shù)及健康與安全。教學(xué)目標(biāo)： 掌握埋弧焊工藝原理與電弧特性； 熟練掌握埋弧焊的治金特點； 選擇合適電 類流種類、 極性與填充材料，確定應(yīng)用范圍， 接頭準(zhǔn)備及解決可能存在的問題，確定焊接工 藝參數(shù)；了解設(shè)備與各部分用途與功能，渣與金屬/ 氣與金屬反應(yīng)及其對焊縫金屬性能的影響；理解標(biāo)準(zhǔn)，了解埋弧焊潛在危險與安全使用方法重 點：埋弧焊冶金特點；埋弧焊電弧特性；埋弧焊工藝。難 點：埋弧焊焊接材料選用原則。7. 鎢極惰性氣體保護(hù)焊（ 4 課時）教學(xué)內(nèi)容： TIG 焊原理、特點及應(yīng)用； TIG 焊設(shè)備； TIG 焊用焊接

12、材料； TIG 焊電源 特性，引弧技術(shù)與必要設(shè)備；設(shè)備與附件，電流與極性，不同材料特殊要求，消耗材料； TIG 焊的焊接工藝參數(shù)（電流、電壓、焊接速度、氣體流量） ，接頭準(zhǔn)備，典型技術(shù)，填充 材料、電極、氣體標(biāo)準(zhǔn)，焊接應(yīng)用，典型問題，針對本工藝的健康與安全。教學(xué)目標(biāo)：掌握 TIG 焊基本原理，掌握鎢極氬弧焊的引弧方式及特點；了解選擇的電 流種類及極性、保護(hù)氣體和電極，了解 TIG 焊的特點及應(yīng)用；掌握 TIG 焊的幾種主要工藝 的特點及工藝參數(shù)的選擇原則； 了解設(shè)備與各部分的用途與功能， 潛在危險與安全使用方法； 熟悉標(biāo)準(zhǔn)；了解不同的 TIG 電源開關(guān)和裝置及其影響。重 點：鎢極氬弧焊工藝；脈

13、沖鎢極氬弧焊的工藝。難 點：鎢極氬弧焊工藝參數(shù)的選擇原則。8. 熔化極氬弧焊（ 4 課時）教學(xué)內(nèi)容： MIG/MAG 焊和藥芯焊絲電弧焊原理、特點及應(yīng)用，傳統(tǒng)的 CPU 控制的電 源特性，電流與極性，設(shè)備與附件；熔滴過渡類型及應(yīng)用； MIG 焊的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)； MIG 焊設(shè)備； MIG 焊焊接工藝參數(shù)，消耗材料，接頭準(zhǔn)備，特殊技術(shù)，填充材料與氣體標(biāo)準(zhǔn)； 焊接應(yīng)用、典型問題及如何解決及健康與安全。教學(xué)目標(biāo)：了解熔化極氬弧焊的特點及應(yīng)用；熟悉 MIG/MAG 和藥芯焊絲電弧焊基本 原理， 理解熔滴過渡方式及影響熔滴過渡的因素； 掌握脈沖熔化極氬弧焊的工藝特點； 掌握 典型金屬材料的熔化極氬弧焊主要

14、工藝的特點及工藝參數(shù)的選擇原則，選擇電流種類及極 性，應(yīng)用范圍、 接頭準(zhǔn)備及解決可能產(chǎn)生的問題； 了解潛在的危險及安全使用方法；熟悉設(shè) 備與各部分的用途與功能，理解標(biāo)準(zhǔn)；了解選擇消耗材料，了解不同的 MIG/MAG 與藥芯 焊絲電弧焊電源開關(guān)和裝置及其影響。重 點： MIG/MAG 焊熔滴過渡； MIG 焊的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)； MIG 焊工藝。難 點： MIG/MAG 焊熔滴過渡； MIG 焊的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)。9. 氣體保護(hù)焊（ 2 課時） 教學(xué)內(nèi)容：氣體保護(hù)焊的工作原理、特點、應(yīng)用及物理現(xiàn)象；氣體保護(hù)焊工藝；氣體保 護(hù)焊焊設(shè)備；保護(hù)氣體及其對電弧特性的影響；氣體的使用與儲存，填充材料，保護(hù)氣體與

15、填充材料標(biāo)準(zhǔn)；氣體保護(hù)焊的化學(xué)冶金點、飛濺問題及控制措施；其他方法。教學(xué)目標(biāo)： 了解二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊的原理、 特點及應(yīng)用； 掌握二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊的 熔滴過渡特點； 了解防止飛濺的措施； 掌握二氧化碳焊主要工藝的特點及工藝參數(shù)的選擇原 則；理解二氧化碳焊的冶金特點； 理解各工藝使用不同保護(hù)氣體時的電弧特性； 熟悉保護(hù)氣 體使用與儲存方法，理解與使用保護(hù)氣體與填充材料標(biāo)準(zhǔn)；了解特種二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊。重 點：氣保焊熔滴過渡的特點及化學(xué)冶金點；飛濺問題及控制措施；氣保焊工藝。難 點：氣體保護(hù)焊熔滴過渡的特點及飛濺問題及控制措施。 （二）壓焊方法及設(shè)備部分（ 14 學(xué)時）1. 點焊（ 2 學(xué)時）教

16、學(xué)內(nèi)容： 點焊基本原理，一般工藝及能量影響與溫度分布； 點焊的設(shè)備與附件， 應(yīng)用 范圍及典型問題；點焊的電極的作用、類型、形狀及材質(zhì)，電極標(biāo)準(zhǔn)（國際與國家標(biāo)準(zhǔn)） ； 點焊的接頭準(zhǔn)備、監(jiān)控系統(tǒng)、過程控制、檢測及焊接過程；點焊的安全。教學(xué)目標(biāo)： 了解點焊基本原理， 應(yīng)用及規(guī)范參數(shù)； 掌握點焊一般工藝及工藝參數(shù)； 熟悉 點焊的應(yīng)用范圍、 適用的材料、 可能存在的問題及解決辦法； 了解點焊設(shè)備及各部分用途與 功能，理解標(biāo)準(zhǔn)；熟悉潛在的危險與安全使用；了解不同的電源開關(guān)與裝置及其影響。重 點：點焊一般工藝；點焊的應(yīng)用范圍、適用的材料。難 點：點焊基本原理；電焊工藝參數(shù)。2. 凸焊（ 2 學(xué)時） 教學(xué)內(nèi)容

17、：凸焊基本原理；凸焊一般工藝；常用金屬材料的凸焊。凸焊基本原理，一般 工藝及能量影響與溫度分布； 凸焊的設(shè)備與附件， 應(yīng)用范圍及典型問題； 凸焊的電極的作用、 類型、形狀及材質(zhì)，電極標(biāo)準(zhǔn)（國際與國家標(biāo)準(zhǔn)） ；凸焊的接頭準(zhǔn)備、監(jiān)控系統(tǒng)、過程控制、 檢測及焊接過程；凸焊的安全。教學(xué)目標(biāo)： 了解凸焊基本原理， 應(yīng)用及規(guī)范參數(shù)； 掌握凸焊一般工藝及工藝參數(shù)； 熟悉 凸焊的應(yīng)用范圍、 適用的材料、 可能存在的問題及解決辦法； 了解凸焊設(shè)備及各部分用途與 功能，理解標(biāo)準(zhǔn)；熟悉潛在的危險與安全使用；了解不同的電源開關(guān)與裝置及其影響。重 點：凸焊一般工藝；凸焊的適用的材料。難 點：凸焊基本原理。3. 縫焊（

18、2 學(xué)時） 教學(xué)內(nèi)容：縫焊基本原理；縫焊一般工藝；常用金屬材料的凸焊?？p焊基本原理，一般 工藝及能量影響與溫度分布； 縫焊的設(shè)備與附件， 應(yīng)用范圍及典型問題； 縫焊的電極的作用、 類型、形狀及材質(zhì)，電極標(biāo)準(zhǔn)（國際與國家標(biāo)準(zhǔn)） ；縫焊的接頭準(zhǔn)備、監(jiān)控系統(tǒng)、過程控制、 檢測及焊接過程；縫焊的安全。教學(xué)目標(biāo)： 了解縫焊基本原理， 應(yīng)用及規(guī)范參數(shù)； 掌握縫焊一般工藝及工藝參數(shù)； 熟悉 縫焊的應(yīng)用范圍、 適用的材料、 可能存在的問題及解決辦法； 了解縫焊設(shè)備及各部分用途與 功能，理解標(biāo)準(zhǔn)；熟悉潛在的危險與安全使用；了解不同的電源開關(guān)與裝置及其影響。重 點：縫焊一般工藝；縫焊的適用的材料。難 點：縫焊基本

19、原理。4. 對焊（ 2 學(xué)時）教學(xué)內(nèi)容： 閃光對焊與電阻對焊基本原理， 一般工藝及能量影響與溫度分布； 閃光對焊 與電阻對焊的設(shè)備與附件， 應(yīng)用范圍及典型問題； 閃光對焊與電阻對焊的接頭準(zhǔn)備、 監(jiān)控系 統(tǒng)、過程控制、檢測及焊接過程；縫焊的安全。教學(xué)目標(biāo)：了解閃光對焊與電阻對焊基本原理， 應(yīng)用及規(guī)范參數(shù)；掌握閃光對焊與電阻 對焊一般工藝及工藝參數(shù)；閃光對焊與電阻對焊的應(yīng)用范圍、 適用的材料、可能存在的問題 及解決辦法；了解閃光對焊與電阻對焊設(shè)備及各部分用途與功能，理解標(biāo)準(zhǔn)；熟悉潛在的危險與安全使用；了解不同的電源開關(guān)與裝置及其影響。重點：閃光對焊工藝；電阻對焊工藝。難點：閃光對焊原理。5. 其他

20、壓焊方法及設(shè)備（6學(xué)時）教學(xué)內(nèi)容：等離子弧焊、電渣焊、磁旋弧對焊、磁脈沖焊、高頻焊、螺柱焊、冷壓焊、 混合工藝等的基本原理；各工藝熱源，設(shè)備與附件及典型應(yīng)用與問題；各焊接工藝的工藝參數(shù)，接頭準(zhǔn)備，焊接工藝參數(shù)與接頭型式的關(guān)系，高能量工藝比較，涉及到的國家與國際標(biāo)準(zhǔn)；各工藝的健康與安全。教學(xué)目標(biāo)：了解等離子弧焊、電渣焊、摩擦焊、磁旋弧對焊、磁脈沖焊、超聲波焊、爆 炸焊、擴(kuò)散焊、高頻焊、螺柱焊、冷壓焊、混合工藝等等焊接原理、工藝及特點。了解特定 應(yīng)用時，各工藝的焊接工藝參數(shù)、接頭準(zhǔn)備、可能存在的問題及解決辦法；掌握設(shè)備及各主要部分的用途與功能，理解相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，詳細(xì)說明潛在的危險與安全使用方法。重 點

21、：高頻焊、擴(kuò)散連接、磨擦焊、超聲波焊、焊炸焊等焊接工藝。難點：超聲波焊、焊炸焊等焊接原理。五、實踐性教學(xué)內(nèi)容、要求與評分標(biāo)準(zhǔn)1.實踐性教學(xué)內(nèi)容與要求序號實驗項目名稱內(nèi)容與要求實驗學(xué)時實驗類型實驗要求主要儀器設(shè)備1鎢極氬弧焊焊接實驗內(nèi)容：TIG焊焊接驗證實驗 要求：了解TIG焊設(shè)備組成及焊接原理、 安裝調(diào)試，熟悉操作過程及注意事項2驗證必修WSE315P 或WSME-400 焊機(jī)2CO2氣體保護(hù) 焊焊接實驗內(nèi)容：CO2焊焊接驗證實驗要求：了解CO2焊設(shè)備的基本組成及焊 接原理及CO2焊飛濺的原因，熟悉操作 過程及注意事項。2驗證必修MIG-300Y或NB- 400C 焊機(jī)3埋弧焊焊接實驗內(nèi)容：埋弧焊焊焊接驗證實驗要求：了解埋弧焊設(shè)備原理及組成，熟 悉操作過程及注意事項2驗證選修MZ-1000 焊機(jī)4等離子弧焊焊接實驗內(nèi)容：等離子焊