《材料连接原理及工艺》课程教学大纲
了解焊接接头的组织与性能变化的规 律，对于控制焊接质量、防止焊接缺陷 具有重要的意义
焊条的分类、工艺性能，焊剂
掌握焊条的分类、工艺性能，焊剂的分
的分类及性能，焊丝的分类、
2
类及性能，焊丝的分类、保护气体种类
课程性质 (Course Type)
授课语言 (Language of Instruction)
*开课院系 （School） 先修课程 （Prerequisite）
授课教师 （Teacher）
连接模块的必修课程
中文
材料学院
材料科学与工程专业基础课料
芦凤桂、李铸国
/G2S/site/previ 课程网址
保护气体种类及特点
及特点，自学焊条、焊丝的牌号部分
掌握焊接缺陷的类型、危害及防止措
焊接缺陷的类型、危害及防止
6
施，为防止和控制焊接缺陷的产生提供
措施
依据
合金结构钢的焊接、不锈钢的 焊接、铝及其合金的焊接工艺
10 特点、铜及其合金的焊接工艺 特点、钛及其合金的焊接工艺
掌握不同钢种及合同的焊接特点
特点 不同金属焊接性试验研究
《材料连接原理及工艺》课程教学大纲
课程基本信息（Course Information）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
课程代码
*学时
MT445
48
（Course Code）
（Credit Hours）
*学分 3
（Credits）
*课程名称
（中文）材料连接原理及工艺
（Course Name） （英文）Materials Joining Principle &Technology
*教学内容、进度安 排及要求
(Class Schedule & Requirements)
教学内容 材料连接（焊接过程）的物理 本质 焊接热源的种类及性质，焊接 热循环 焊接热效率、焊接温度场分布 金属的熔化及焊接熔池的形 成过程 金过程特点，焊接区内的气体
与熔渣、
气相与金属的作用（氮、氢、
氧对金属的作用）
课程教学大纲（course syllabus）
*学习目标(Learning Outcomes)
1．培养学生分析金属材料连接性的基本能力，提高发现、分析和解决问题的能力。 2. 掌握科学研究的基本方法。 3.正确选择连接材料、制定合理的连接工艺、探索高质量的连接途径提供基础，解决 材料科学与工程相关问题的能力，从而具备较强的社会适应能力。 4. 在素质方面培养：志存高远、意志坚强，刻苦务实、精勤进取、身心和谐、视野开 阔、思维敏捷、乐于创新，具有良好的职业道德和学术道德。
ew#/home/v?currentoc=8196 (Course Webpage)
*课程简介 （Description）
*课程简介 （Description）
（中文）《材料连接原理与工艺》是针对材料加工专业（材料成型及控制专业）金 属材料专业的本科主要基础课程，也可作为机械、船舶与海洋工程、石油化工等专 业的通识课程。本课程主要学习焊接热过程、焊接化学冶金、焊接接头的组织与性 能、焊接材料、焊接缺陷、金属焊接性及试验方法、常用金属材料的焊接等内容， 使学生掌握金属材料熔化连接的基本理论，培养学生分析金属材料连接性的基本能 力和试验研究的基本方法，为正确选择连接材料、制定合理的连接工艺、探索高质 量的连接途径提供基础。通过课堂教学使学生掌握“材料连接原理与工艺”的基本 内容，并通过列举实际应用的例子使学生将所学知识与生产实际联系起来，培养学 生选择正确焊接材料，制定合理焊接工艺、分析焊接过程中遇到的问题并提出相应 解决措施的能力，为今后从事该行业提供理论基础知识。 The course of ‘Materials Joining Principle &Technology’ is one of the important foundation courses, which is open to the students major in materials science and engineering, mechanical engineering, shipbuilding engineering and so on. The main contents of this course include welding heating process, welding chemical metallurgy, microstructures and mechanical properties of welded joint, welding materials, defects and the weldability of some materials. The students would understand some basic principle of metallic materials joining, and also have ability in choosing welding materials, developing welding technology and improving welding quality. Combination the knowledge delivery and welding application, makes the students sense and then having the ability to solve welding issues happened in welding process with the development of new materials.
焊缝金属的氧化还原反应、合 金化、脱硫脱磷等 熔池结晶的特点和结晶形态、 焊缝金属的一次结晶和二次 结晶组织形态、焊接热影响区 的组织转变特点、焊接热影响 区的组织与性能
进度安排 2 4 10
10
基本要求 了解焊接基本特征
掌握焊接热过程对于焊接化学冶金、焊 接接头组织和性能、应力变形及焊接缺 陷等具有重要的影响
第5章 材料的连接工艺(1)
焊接电源
交流 直流 正接 反接
直流正接（DCEN/DCSP）和反接（DCEP/DCRP）接法
材料科学与工程学院
特点及应用
优点：简单、灵活
缺点：焊接质量与焊工技术水平密切相关
应用：最广泛，适用于大多数常用金属和合金
材料科学与工程学院
埋弧焊 (Submerged Arc Welding—SAW)
全称是埋弧自动焊，或称焊剂层下自动焊。 利用专门的机械设备自动完成手工电弧焊中 的引燃电弧、送进焊丝以及移动电弧等焊接 动作，并使电弧在较厚焊剂下燃烧的熔化焊。
材料科学与工程学院
焊接过程
视频
焊剂自动下落；自动送丝；引弧； 电弧匀速运动。
材料科学与工程学院
引弧板和引出板
材料科学与工程学院
材料科学与工程学院
2、立焊（Vertical ~）
3、横焊（Horizontal ~）
4、仰焊（Overhead ~）
材料科学与工程学院
二、焊接缺陷 第一类 裂纹 第二类 孔穴 第三类 固体夹杂 第四类 未熔合和未焊透 第五类 形状缺陷 第六类 其它缺陷
材料科学与工程学院
焊接裂纹 金属在焊接应力及其它致脆因素共同 作用下，焊接接头中局部区域金属原子 结合力遭到破坏而形成的新界面所产生 的缝隙。
（2）焊瘤（Overlap）：熔化金属流淌到焊缝之外未熔化 的母材上形成的金属瘤
材料科学与工程学院
（3）烧穿（Burn through）：熔化金属自焊缝背面流 出，形成穿孔
（4）下塌（Excessive penetration）：焊缝金属过量 透过背面，而使焊缝正面塌陷、背面凸起的现象
（5）错边
材料科学与工程学院
5、20世纪70年代以后，焊接过程自动化、焊接机 器人。
《材料成型原理与工艺》教学大纲
《材料成型原理与工艺》课程教学大纲课程编号：MSEN3009课程类别：专业教学课程授课对象：材料科学与工程专业开课学期：春季学分：3学分指定教材：应宗荣，材料成形原理与工艺，哈尔滨工业大学出版社，2005一、教学目的：金属材料、高分子材料、陶瓷材料和复合材料实质上是一个不可分割的整体。
在材料成形工程领域，这些材料的成形原理，包括工艺原理和工艺过程都是极其相似的。
掌握这些材料的成形问题，对从事特定分支材料成形理论、工艺和应用研究的科研工程技术人员，借鉴其它分支材料的成形原理与工艺来发展成形新理论、开发成形新工艺以及移植成形技术等具有重要意义，本课程即以此为出发点，系统讲述金属材料、高分子材料、陶瓷材料和复合材料四大材料的成形原理与成形工艺,使学生能用理论来阐明材料成形过程的本质，掌握材料成形的理论来解决实际生产中出现的各种问题，从而为今后从事材料生产和新材料研究、开发提供坚实的理论基础。
二、课程内容第一章材料的结构与成形性1、教学内容主要介绍材料的结构与特性、材料的形变和成形工艺性能。
2、教学要点了解不同材料表现出的不同结构与性能特点，不同的成形工艺性能，成形方法的特点。
第二章材料成形的流变学基础1、教学内容主要介绍液体的流动性特性，悬浮液流变学，流体在圆形流道中的流动分析、流体在流动过程中的弹性行为及流体流变性的测量方法。
2、教学要点重点讨论材料液体的流变学行为，掌握材料流动与形变的规律。
第三章成形过程中材料的固化主要介绍冷却凝固、传质固化、化学反应固化的特点、原理与基本过程。
2、教学要点认识固化，了解固化方式的机理与规律。
第四章材料在成形过程中的物理变化1、教学内容主要介绍材料在成形过程中的结晶与取向问题。
2、教学要点了解材料在成形过程中最基本的聚集态的结构变化及对材料制品性能的影响。
第五章材料在成形过程中的化学变化1、教学内容主要介绍金属成形过程中的化学冶金学，聚合物成形过程中的降解与交联过程中的化学变化特征。
（完整版）材料工艺教学大纲（设计类）
（完整版）材料⼯艺教学⼤纲（设计类）“材料⼯艺”课程教学⼤纲英⽂名称：Material and Crafts课程编号：1711327课程性质：公共基础必修课学分：3 学时：48⾯向对象：⼯业设计专业本科⽣第⼆学期先修课程：造型基础1、造型基础2、实验室基础1、⽊⼯实习、⾦⼯实习使⽤教材及参考书：[1] 邱潇潇、许熠莹、延鑫. ⼯业设计材料与加⼯⼯艺. 北京：⾼等教育出版社，2009.8⼀、课程简介材料与⼯艺课程在⼯业设计专业教学中占有⼗分重要的地位。
⼯业设计作为⼀门交叉性很强的设计类学科，与它相关的材料与⼯艺教学也必然存在着特殊性。
本课程经过对知识理论体系的整合和细分，全课程共分为三个层次、九章内容：第⼀层次（第⼀、⼆章）是对⼯业设计材料和加⼯⼯艺的概述，以材料为主线进⾏发展，介绍了设计与材料之间紧密的联系以及材料的分类和各项特性。
第⼆层次（第三⾄第⼋章）则以材料为主体展开，分别针对塑料、⾦属、⽊材、玻璃、陶瓷和复合材料这⼯业设计中最常⽤的六⼤类材料的性能及各种⼯艺技术进⾏讲解。
第三层次（第九章）⾸先是分别从材料和⼯艺的选⽤、材料与环境以及材料的发展三⽅⾯进⾏全课程的总结。
⼆、课程地位与教学⽬标课程地位：本课程是⼯业设计学科基础必修课，本课程在第⼆学期为本科四年课程中的的第⼀门与材料相关的课程，也是⼯业设计课程中很重要的基础课程，它是学⽣第⼀次接触到与绘画和图⾯不是很接近的理论实践相结合的课程。
为后⾯的设计课题做好基础的准备⼯作。
课程教学⽬标：重点了解各种材料及其⼯艺在⼯业设计当中所起到的重要作⽤，掌握与⼯业设计相关的基本材料的和加⼯⼯艺及表⾯处理的功能属性、可加⼯性和象征特征，通过讲授、参观、市场调查、和材料⼯艺的分析练习，学⽣可以积累⼀定的材料与⼯艺知识，并具备⼀定的对材料及⼯艺的选择和分析能⼒。
使艺术类学⽣毕业后能够较理性理解和分析各种材料的特性和在设计中的作⽤，在今后的设计中充分的利⽤各种材料及加⼯⼯艺完成设计任务。
《材料连接方法与设备》课程教学大纲
课程基本信息（Course Information）
课程代码 （Course Code）
*课程名称 （Course Name）
MT446
*学时 （Credit Hours）
48
材料连接方法与设备
Material Joining Method and Equipment
2.4 能将相关知识和数学模型方 法用于专业工程问题解决方案 的比较与综合
3.设计/开 发解决方
案
3.1 了解与材料相关的方法、概 念、设备，材料工程设计中存 在的问题和发展趋势
3.2 具备对材料工艺和设备进行 优化、调整和改进的基本能力
课程目标 1 1 2 2
达成途径
课程讲授、实际工 程案例分析
课程讲授、焊接电 弧模拟、测试等案 例分析、讨论
课程教学大纲（course syllabus）
*课程目标
(Learning Outcomes)
1. 掌握材料连接方法的原理、特点、设备及应用，提高发现、分析、解决问题 的能力（支持毕业要求 2.3、2.4）
2. 具备运用所学知识来分析解决实际问题的能力，掌握材料连接方法的选择、 应用，优化工艺参数的能力（支持毕业要求 3.1 和 3.2）
教学内容 学时 教学方式 作业及要求 基本要求
考查方式
课堂讲授 第一章 绪论 2 及讨论
无
了解材料连接技术 的概念、发展、分
课堂 提问
类与历史
第二章 电弧 焊
课堂讲授、 10 实验、讨论
第三章 埋弧
课堂讲授、
焊
4 实验、讨论
小作业 无
掌握电弧焊的基本 原理，掌握电弧的 物 理特 征及 焊丝 熔 小作业 化、焊缝成形规 律，了解弧焊电源 要求
材料连接原理与工艺-绪论
School of Materials Science & Engineering
焊接是材料连接的最重要的方法
特点突出： 高性能（可达到与母材等强度、等塑性、等韧性，尤
其是动载性能）； 高可靠（永久连接）； 高适应性（在各种环境下能焊接各种复杂构件） 高效率（适应大工业批生产）。
应用面广： 机械制造、石油化工、造船、车辆、 航天航空、冶
材料连接是材料加工方法、产品制造技术。 制造技术是人类制造财富的基本手段，也是生产力的核心 内容。制造技术的三大基本功能： 成形、连接、表面改性。
School of Materials Science & Engineering
成形是将原材料（或坯料）在一定的条件下加工成零件，保证其形状、 尺寸精度和表面质量达到设计要求。 冷加工（机械加工）：车、铣、刨、磨； 热加工：铸造、锻压、焊接（材料连接）
School of Materials Science & Engineering
焊接（材料连接）是一项应用技术，也是一门涉及 多学科融合的科学。 焊接学是在物理、化学、物理化学、力学、冶金学、 机械、电子学、计算机控制等的基础上发展起来的。 焊接学主要三部分构成：焊接方法学、焊接材料学 和焊接结构学。
焊接是将两种或两种以上材质(同种或异种)，通过加热或加压或两 者并用，使其形成可靠连接，实现物理量的传递。
表面改性是改变零件或产品表面化学成分或微观组织，提高其使用性能。 涂饰：喷漆、电镀、热浸镀、钎涂 化学热处理：渗碳、渗氮、渗硼、渗金属 热喷涂：火焰喷涂、等离子喷涂、堆焊、 表面工程是焊接衍生的一个重要的分支。
世界最大的三峡水轮机转轮 （左图13 叶片转轮；右图：15叶片转轮）
School of Materials Science & Engineering
材料连接原理与工艺-绪论PPT课件
推动制造业的发展
材料连接技术是制造业的重要组成部 分，对于产品的制造效率和制造成本 有着重要影响。
02
材料连接的基本原理
熔化焊原理
熔化焊是通过加热使接头部位熔 化，然后通过液态熔融状态实现
材料之间的连接。
熔化焊的优点在于连接强度高， 适用于各种金属材料的连接。
熔化焊的缺点是加热过程中容易 造成接头部位氧化、烧损和变形。
材料连接原理与工艺-绪 论ppt课件
• 材料连接原理与工艺概述 • 材料连接的基本原理 • 材料连接工艺方法 • 材料连接的应用领域 • 材料连接的未来发展趋势
01
材料连接原理与工艺概述
材料连接的定义与分类
定义
材料连接是将两种或两种以上的材料 通过一定的工艺手段结合在一起，形 成一个整体的过程。
粘接工艺方法包括热熔胶、UV胶、环 氧树脂等，广泛应用于非金属材料的连
接。
粘接工艺方法具有操作简便、成本低等 优点，但同时也存在耐久性差、对环境
有一定污染等缺点。
机械连接工艺方法
机械连接工艺方法是通过机械方式，如螺丝、铆钉等，将待连接材料固定在一起，实现材料 连接的过程。
机械连接工艺方法包括螺纹连接、铆接、焊接等，广泛应用于各种材料的连接。
机械连接工艺方法具有连接强度高、耐久性好等优点，但同时也存在操作复杂、成本高等缺 点。
04
材料连接的应用领域
航空航天领域
01
02
03
飞机制造
飞机机身、机翼、尾翼等 部件的连接。
航天器制造
火箭、卫星、空间站等部 件的连接。
航空发动机制造
涡轮叶片、转子等部件的 连接。
汽车工业领域
车身制造
车架、车壳等部件的连接。
材料连接原理课程设计
材料连接原理课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解材料连接的基本原理，掌握不同材料连接方法的特点及应用。
2. 学生能够描述常见连接方式的优缺点，并分析其在实际工程中的应用。
3. 学生掌握材料连接的力学性能评价方法，能够进行简单的连接强度计算。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，设计简单的材料连接结构，并进行实验操作。
2. 学生具备分析材料连接失效原因的能力，能够提出改进措施。
3. 学生能够通过查阅资料，了解新型材料连接技术的发展趋势。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对材料科学和工程技术的兴趣，激发探索精神。
2. 学生认识到材料连接技术在工程领域的重要性，增强社会责任感和创新意识。
3. 学生通过团队合作，培养沟通协调能力和团队精神。
课程性质分析：本课程为工程技术类课程，旨在帮助学生掌握材料连接的基本原理和方法，提高解决实际工程问题的能力。
学生特点分析：学生处于高年级阶段，具备一定的专业基础知识，思维活跃，求知欲强，具备一定的自主学习能力。
教学要求：结合学生特点和课程性质，课程目标注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和创新能力。
通过分解课程目标为具体学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 材料连接原理概述：介绍材料连接的概念、分类及重要性，使学生建立整体认识。
- 教材章节：第一章 绪论2. 焊接连接：讲解焊接的基本原理、焊接方法及其应用。
- 教材章节：第二章 焊接连接3. 胶接连接：介绍胶接原理、胶粘剂性能及胶接工艺。
- 教材章节：第三章 胶接连接4. 螺纹连接：阐述螺纹连接的原理、螺纹紧固件及防松方法。
- 教材章节：第四章 螺纹连接5. 键连接与销连接：分析键连接和销连接的原理、结构及应用。
- 教材章节：第五章 键连接与销连接6. 材料连接性能评价：讲解连接接头的力学性能、测试方法及强度计算。
- 教材章节：第六章 材料连接性能评价7. 新型材料连接技术：介绍当前新型材料连接技术的发展趋势及前景。
《材料连接原理及工艺》课程教学大纲
课程教学大纲（course syllabus）
*课程目标 (Learning Outcomes)
1．培养学生分析金属材料连接性的基本能力，提高发现、分析和解决问题的能力（支持 毕业要求 2.2）。 2. 掌握科学研究的基本方法（支持毕业要求 1.1）。 3.正确选择连接材料、制定合理的连接工艺、探索高质量的连接途径提供基础，解决材 料科学与工程相关问题的能力，从而具备较强的社会适应能力（支持毕业要求 2.3， 2.4，3.2）。
焊接缺陷的类型、危害及防
止 措施
6
合金结构钢的焊接、不锈钢 10 的焊接、铝及其合金的焊接 工艺特点、铜及其合金的焊 接工艺特点、钛及其合金的 焊接工艺特点
不同金属焊接性试验研究 4
授课 授课
无 作业
掌握焊条的分类、工艺性 课堂提问 能，焊剂的分 类及性能，焊 丝的分类、保护气体种类 及 特点，自学焊条、焊丝的牌 号部分
课程性质 (Course Type)
限选
授课语言 (Language of Instruction)
中文
*开课院系 （School） 先修课程 （Prerequisite）
授课教师 （Teacher）
材料学院
材料科学与工程专业基础课料
芦凤桂、李铸国
课程网址
/G2S/site/previ
1 课程讲授，问题分
3 析，文献调研，案例 剖析
3
课程讲授，不同材料
3焊接难题及工艺优化 Nhomakorabea教学内容
学时
教学方 作业及 式 要求
基本要求
考查
材料连接（焊接过程）的物 2 理本质
焊接热源的种类及性质，焊 4 接热循环、焊接热效率、焊 接温度场分布、金属的熔化 *教学内容、进度 及焊接熔池的形成过程
《材料工程原理》课程教学大纲
《材料工程原理》课程教学大纲一、课程基本信息二、课程目标（一）总体目标:本课程是材料科学与工程专业一门重要的专业必修课程，本课程主要涉及流体力学基础、传热学基础、燃料及其燃烧等内容方面的介绍。
本课程很好地将理论知识与工程实践进行有机结合，通过课程学习，学生能较好地适应现代材料科学工程技术的发展，融会贯通工程数理基本知识和材料科学工程专业知识，能对复杂工程项目提供系统性的解决方案，并围绕材料前沿技术，熟练运用现代工具从事本领域相关的产品设计、开发及生产，促进国民经济发展。
（二）课程目标：通过本课程的学习，学生掌握流体力学、传热学、燃料燃烧等方面的基本概念、基本理论及基本运算技能，并能将相关原理应用到材料工程领域内解决相关问题；能识别和判断工程实践中复杂的材料工程问题，考虑到材料与环境、经济、资源等多种因素的制约，利用三传现象（动量传递、热量传递、质量传递）解决材料制备和加工过程中的问题；能够针对材料在应用中的复杂工程问题，分析材料应用的特定需求，确定设计目标和解决方案，体现出一定的创新意识。
课程目标1:能够针对材料科学与工程领域存在的问题，应用数学、自然科学和工程基础和专业知识解决材料科学与工程中的复杂问题。
1.1能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识运用到复杂工程问题的恰当表述之中。
1.2具备对材料科学与工程专业的欠杂工程问题进行分析和求解的能力。
课程目标2：能够基于材料科学原理及材料科学方法对材料工程领域的复杂工程问题进行研究，分析材料工程领域的复杂工程问题产生的原因，能够提出可行的解决方案，设计满足特定需求的系统。
2.1能够根据材料特性，设计满足特定需求的材料和使用相应的成型方法与设备。
2.2能对基于专业理论，根据相关材料特征，选择研究路线，设计可行的实验方案。
课程目标3：能够针对材料工程领域的复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，并基于材料工程相关背景知识进行合理分析，评价材料工程实践以及复杂工程问题的解决方案。
材料连接原理与工艺焊接方法概述1
目录
1 焊接方法概述 2 材料熔焊原理 3 材料焊接性与焊接工艺 4 弧焊原理与工艺
School of Materials Science & Engineering
1 焊接技术概述
1.1 焊接基本原理 1.2 焊接技术分类 1.3 焊接技术发展历程 1.4 常见焊接方法
School of Materials Science & Engineering
压力可以破坏接触表面的氧化膜，使待连接处发生局 部塑性变性，增加有效接触面积；
热量可以使接触处金属达到塑性变形或熔化状态，并 使该处的氧化膜迅速分解，并增加原子的振动能，促 进扩散、化学反应、再结晶和结晶等物理化学反应。 每种金属实现焊接所必 须的温度和压力之间存 在一定的关系，温度越 高需要的压力越小，熔 化焊接可以不需要压力。
固体是依靠键作用结合在一起的。以金属材料为例， 结合力为金属键。 以双原子模型为例，两个原子 之间的存在短程的引力和斥力； 原子间距离为r*时合力为零， 原子将处于稳定状态。当两者 的距离偏离r*时两原子之间将 存在引力或斥力，处于不稳定 的状态。 双原子相互作用模型
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1.1 焊接基本原理
焊接是通过适当的物理化学过程使两个或两个 以上分离的固态物体产生原子或分子间结合而 形成永久性连接。
不仅在宏观上建立了永久性的连接，在微观上 也建立了组织上的联系。
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