焊接方法与设备综合实验教学大纲
英文名称： comprehensive experiment of welding theory and equipments
课程编码：1071064
学 时：32 学 分：1
课程性质：限选课 课程类别：专业实验、实践
先修课程：焊接方法及设备 开课学期：第六学期
适用专业：材料成型及控制工程
一、课程的性质与任务
本课程是材料成型及控制工程专业学生的一门专业基础实验课程，是一门注重工程实践的实验课程。该课程综合了焊接设备、工艺、方法等方面的知识，向学生教授常用焊接方法及设备的工作原理、工作过程、各焊接参数对接头成型质量的影响等。旨在让学生在具备一定理论知识的基础上，能够根据行业标准，就不同材料、不同板厚的试件进行接头形式和多层多道焊设计。能够在实验室内，利用合理的焊接设备，根据所制定得焊接工艺，对标准试板实施焊接，并能够对所设计的工艺进行逆向的优化。以此加强对学生动手能力和设计能力的培养，增强学生的就业竞争力。
二、教学目标与要求
2.1 教学目标
1. 使学生了解埋弧自动焊的焊接工艺及过程（引弧过程、焊接过程、收弧过程），了解埋弧焊工艺参数对接头成形（熔深、熔宽、余高等）的影响规律。
2. 使学生了解CO2的焊接工艺及过程，测试短路过渡、滴状过渡等过渡形式的电流电压波形，了解不同工艺下的熔滴过渡形式和成形特点。
3. 通过采用IGBT多用途焊机的交流TIG/MIG焊进行铝合金、不锈钢的焊接，使学生了解不同材料的TIG/MIG焊工艺参数，如U、I、极性、脉冲等。
4. 使学生能够熟练操作常用的焊接方法，掌握各种焊接方法的基本原理及应用范围。能根据工程条件（材料、板厚、接头形式等）制定各种工况下的焊接工艺，并对所得实验数据进行分析和进一步优化工艺设计。
5. 能够查阅相关行业标准，以此为据进行工艺设计；具有协调小组成员完成相应实验任务的能力。
2.2 课程能力矩阵
序号能 力程 度埋弧自动焊接实验熔化极气体保护焊实验非熔化极电弧焊接实验焊接工艺制定综合实验报告
1使学生了解埋弧自动焊的焊接工艺及过程（引弧过程、焊接过程、收弧过程），了解埋弧焊工艺参数对接头成形（熔深、熔宽、余高等）的影响规律。（对应毕业要求4-3）了解认知
初步掌握++
综合运用
2使学生了解CO2的焊接工艺及过程，测试短路过渡、滴状过渡等过渡形式的电流电压波形，了解不同工艺下的熔滴过渡形式和成形特点。（对应毕业要求4-3）了解认知
初步掌握++
综合运用
3通过采用IGBT多用途焊机的交流TIG焊进行铝合金、不锈钢的焊接，使学生了解不同材料的TIG焊工艺参数，如U、I、极性、脉冲等。（对应毕业要求4-3）了解认知
初步掌握+++
综合运用
4使学生能够熟练操作常用的焊接方法，掌握各种焊接方法的基本原理及应用范围。能能根据工程条件（材料、板厚、接头形式等）制定各种工况下的焊接工艺，并对所得实验数据进行分析和进一步优化工艺设计。（对应毕业要求3-1）了解认知
初步掌握+++
综合运用++
5能够查阅相关行业标准，以此为据进行工艺设计；具有协调小组成员完成相应实验任务的能力。（对应毕业要求9-1和3-1）了解认知
初步掌握+++
综合运用++
2.3目标能力达成度的评价
目标能力1、2、3的达成度通过焊接实践和实验报告综合评价； 目标能力4通过课程设计和焊接实践、设计报告综合评价；目标能力5通过实验过程表现和实验报告综合评价。
2.4 教学安排
本课程的教学安排分为两个部分：第一部分，焊接方法与设备基础实验：1）埋弧自动焊接实验；2. 熔化极气体保护焊实验（CO2焊接）；3. 非熔化极电弧焊接实验（TIG焊）；第二部分，焊接工艺设计综合实验。
学生在完成第一部分三个实验的基础上，能够具备对常用焊接设备工作原理、应用范围及行业标准等的一定认识。此时再进行第二部分的焊接工艺设计综合实验，综合运用专业知识进行给定材料的焊接工艺设计、试板焊接和工艺优化。
三、课程的基本内容与教学要求
实验1 埋弧焊接实验
[教学目的与要求]
使学生了解埋弧自动焊的焊接工艺及过程（引弧过程、焊接过程、收弧过程），了解埋弧焊工艺参数对接头成形（熔深、熔宽、余高等）的影响规律。
[主要教学内容]
1）通过实验了解埋弧焊设备的组成，熟悉埋弧焊接操作过程和焊接规范调整方法。
2）熟悉埋弧焊原理及应用，初步掌握埋弧焊焊接工艺参数对焊缝成形质量的影响。
3）了解埋弧自动焊机的电弧调节原理，并测定其送丝速度特性曲线。
[实验重点]
1．埋弧焊接的应用范围及焊接规范对焊缝成形的影响
[本章难点]
1．埋弧焊设备的工作原理及电弧调节机制
实验2 熔化极气体保护焊实验
[教学目的与要求]
使学生了解CO2的焊接工艺及过程，测试短路过渡、滴状过渡等过渡形式的电流电压波形，了解不同工艺下的熔滴过渡形式和成形特点。
[主要教学内容]
1）通过实验了解CO2气体保护焊设备的组成，熟悉CO2气体保护操作过程和焊接规范调整方法。
2）讲解CO2气体保护焊的原理及应用场合，通过实验观察CO2焊接工艺参数对焊缝成形质量的影响。
3）调整焊接规范使之出现几种典型熔滴过渡形式，认识它们的形成条件及其对焊缝成形和焊接飞溅的影响。
[实验重点]
1．CO2焊接的应用范围及焊接规范对熔滴过渡形式、焊缝成形的影响
[本章难点]
1．CO2焊接的电弧调节机制和熔滴过渡形式
实验3 非熔化极电弧焊接实验
[教学目的与要求]
1）熟悉TIG-P焊（脉冲TIG焊）原理及应用，掌握TIG-P焊工艺试验方法。
2）初步掌握TIG-P焊焊接工艺参数对焊缝成形质量的影响。
[主要教学内容]
1）铝合金TIG焊接实验
TIG直流正接与直流反接，“阴极清理”效果观察与评定实验。
2）不锈钢板TIG-P焊实验
在不同气体流量下，TIG-P焊的氩气保护效果观察与评定实验。
[实验重点]
1．TIG焊接的应用范围及焊接规范对焊缝成形的影响
[本章难点]：
1．脉冲TIG焊接的规范调节
实验4 焊接工艺制定综合实验
[教学目的与要求]
《焊接方法与设备综合实验》是材料成型及控制工程专业的一门专业实验课程。其任务主要是讲述常用的各种焊接方法的质量控制、焊接设备构成、工作原理、焊接参数的合理选择等。为了巩固所学常用焊接方法与设备的知识，熟悉有关资料，掌握焊接工艺参数的选择和焊接设备的操作技术，安排了为期一周的课程设计。旨在通过本次焊接工艺设计，锻炼学生的分析问题与解决问题的能力，使之具有设计焊接工艺、编制焊接工艺说明书的能力。
[主要教学内容]
根据给定焊接材料，编制CO2自动焊、埋弧自动焊以及钨极氩弧焊三种焊接方法的焊接工艺。
（1）10mm板厚Q235A SAW焊平焊焊接工艺设计。（1-4组）
（2）6mm板厚Q235 CO2焊对接横焊焊接工艺设计。（5-8组）
（3）2mm板厚铝合金 TIG焊对接平焊焊接工艺设计。（9-12组）
附：母材数量 2根或2块
试件尺寸 400mm×150mm×10mm、400mm×150mm×6mm、400mm×150mm×2mm
焊接要求 单面焊双面成形
焊接位置 平焊、立焊或横焊
接头形式 对接接头
[实验重点]
1．利用专业知识进行焊接工艺的设计和焊接工艺说明书的撰写
[本章难点]：
1．根据焊接工程师手册和行业标准制，针对给定材料，制定合适的焊接工艺
四、课程考核方式
本门课程依据全程监控的理念进行考核。课程考核包括4个部分，分别为出勤、实验报告、焊接工艺说明书。具体要求及评分方法如下：
1. 出勤成绩占总成绩的30%，课程的所有环节均要求学生参与并签到，不得缺勤，每缺勤一次扣10分，扣完30分为止，无故缺勤5次者，取消本门课程的考试资格。
2. 报告成绩占总成绩的30%，本门课程有3次实验报告，要求学生必须独立完成并在规定时间内提交。未按时提交作业或作业有抄袭（雷同）现象的，该次作业成绩按零分计。
3. 焊接工艺说明书的成绩占总成绩的40%，要求学生认真设计、撰写，独立完成并按时提交。未按时提交者或有有抄袭现象的，成绩按零分计。
五、课程教材及主要参考书
[课程教材]：
[1] 张曦.吕其兵. 焊接方法及设备综合实验指导书，2012
[课程主要参考书]：
[1] 邹贵生. 材料加工系列实验（第二版）. 北京：清华大学出版社，2004
[2] 中国焊接学会. 焊接手册，第2版. 北京：机械工业出版社，2001
[3] 周振丰. 焊接冶金学. 北京：机械工业出版社，2000
[4] 车小莉. 材料成型专业课实验指导书，2010
制定人：吕其兵
审定人：刘拥军
批准人：陈辉
2016年6月