西安交通大学先进材料焊接学课程教学大纲一、课程基本信息先进材料焊接学课程名称Advanced Materials WeldingMATL610502课程编号232总学时课程学分课外：理论：32实验：上机:学时分配（课外学时不计入总学时）口公共课程口通识课程课程类型口专业大类基础课口学科门类基础课口专业核心课专业选修课口集中实践□1-1□1-2□2-1□2-2□3-1□3-2开课学期4-1□4-2□5-1□5-2先修课程材料科学基础，材料制备与加工，焊接基础课程教材、参考参考教材：书及其他[1]陈金德主编，材料成形工程，西安交通大学出版社，2000.7.资料[2]吴林主编，智能化焊接技术，国防工业出版社，2000.8.[3]霍立兴主编，焊接结构的断裂行为及评价，机械工业出版社，2000.6.[4]翟启杰（著），金属凝固组织细化技术基础.北京：科学出版社,2018二、课程目标及学生应达到的能力2.1 课程的基本要求从先进材料的连接机制出发，以先进材料的焊接技术为核心，为学生系统讲授金属与陶瓷材料焊接工艺-冶金-接头组织/性能-模拟仿真-技术应用等相关基础知识。本课程主要内容包括先进材料的连接机制，材料的可焊性分析和焊接工艺，焊接过程中的力学行为，焊接过程中的数值模拟、仿真和控制等。通过学习这门课程，学生可以掌握材料的焊接应力及变形，焊接拘束应力，相转变对瞬时应力和残余应力的影响，焊接接头的力学不均与性，残余应力对承载能力和裂纹
西安交通大学先进材料焊接学课程教学大纲 一、课程基本信息 课程名称 先进材料焊接学 Advanced Materials Welding 课程编号 MATL610502 课程学分 2 总学时 32 学时分配 理论: 32 实验: 上机: 课外: （课外学时不计入总学时） 课程类型 公共课程 通识课程 学科门类基础课 专业大类基础课 专业核心课 专业选修课 集中实践 开课学期 1-1 1-2 2-1 2-2 3-1 3-2 4-1 4-2 5-1 5-2 先修课程 材料科学基础，材料制备与加工，焊接基础课程 教材、参考 书及其他 资料 参考教材： [1] 陈金德主编，材料成形工程，西安交通大学出版社，2000.7. [2] 吴林主编，智能化焊接技术，国防工业出版社，2000.8. [3] 霍立兴主编，焊接结构的断裂行为及评价，机械工业出版社， 2000.6. [4] 翟启杰(著）.金属凝固组织细化技术基础.北京:科学出版 社,2018. 二、课程目标及学生应达到的能力 2.1 课程的基本要求 从先进材料的连接机制出发，以先进材料的焊接技术为核心，为学生系统讲 授金属与陶瓷材料焊接工艺-冶金-接头组织/性能-模拟仿真-技术应用等相关基 础知识。本课程主要内容包括先进材料的连接机制，材料的可焊性分析和焊接工 艺，焊接过程中的力学行为，焊接过程中的数值模拟、仿真和控制等。通过学习 这门课程，学生可以掌握材料的焊接应力及变形，焊接拘束应力，相转变对瞬时 应力和残余应力的影响，焊接接头的力学不均与性，残余应力对承载能力和裂纹
扩展的影响，以及自动化焊接技术的最新发展状况。同时提高学生对“先进材料焊接技术在人类社会发展中的作用”这一问题的认知能力。课程教学中，要求教师既要给学生讲授先进材料的连接的基本理论知识，还要强调焊接工艺对金属材料组织影响的关键因素及其作用机理，使学生根据材料具体服役工况，选择合适的具有特定连接方法，并在此基础上选择合适的焊接与连接工艺。通过典型实验课程训练，使学生掌握先进材料的连接机制、焊接工艺、焊接过程中的力学行为、焊接过程中的数值模拟、仿真和控制等等焊接科学问题。通过理论与实例结合，培养学生的学习兴趣并提高学生认知能力。通过该课程的系统学习，要求学生掌握先进材料的焊接工艺特点，材料的可焊性分析和焊接工艺，并熟知各种先进材料焊接技术的工艺原理及其在金属材料焊接中的优缺点。在金属材料焊接领域，培养学生深度发现问题、正确分析问题和有效解决问题的能力。同时学生应了解对先进焊接技术与人类社会发展之间存在的必然联系。2.2课程的目标及学生应该达到的能力1.先进材料焊接技术与社会发展关系的认知能力基于人类社会发展历程中所出现的各阶段金属与陶瓷材料，能够从焊接工艺特点出发，对金属与陶瓷材料在复杂工程问题的应用进行分析，并研究材料的焊接技术在人类社会的发展与生产力提高等方面的影响，可对材料焊接的工程实践与复杂工程问题解决方案对社会的进步、安全等作出正确评价。支撑毕业要求6-2：基于先进材料连接技术的实际应用场景进行合理分析，正确评价材料工程实践过程和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，及制因素对方案实施的影响，并理解应承担的责任。2.先进材料焊接技术与可持续发展关系的认知能力从环境保护与可持续发展出发，充分考虑先进材料焊接技术的特点，结合材料焊接与修复的可逆转变优势，建立材料焊接、修复及服役特点与环境保护/社会可持续发展的有效关联，实现材料的减重、再利用或延长使用寿命。支撑毕业要求7-1：理解环境保护和可持续发展的理念和内涵，熟悉材料成分、生产和服役过程和对环境和社会经济可持续发展的影响。表2-1课程目标与专业毕业要求的关联关系
扩展的影响，以及自动化焊接技术的最新发展状况。同时提高学生对“先进材料 焊接技术在人类社会发展中的作用”这一问题的认知能力。 课程教学中，要求教师既要给学生讲授先进材料的连接的基本理论知识，还 要强调焊接工艺对金属材料组织影响的关键因素及其作用机理，使学生根据材料 具体服役工况，选择合适的具有特定连接方法，并在此基础上选择合适的焊接与 连接工艺。通过典型实验课程训练，使学生掌握先进材料的连接机制、焊接工艺、 焊接过程中的力学行为、焊接过程中的数值模拟、仿真和控制等等焊接科学问题。 通过理论与实例结合，培养学生的学习兴趣并提高学生认知能力。 通过该课程的系统学习，要求学生掌握先进材料的焊接工艺特点，材料的可 焊性分析和焊接工艺，并熟知各种先进材料焊接技术的工艺原理及其在金属材料 焊接中的优缺点。在金属材料焊接领域，培养学生深度发现问题、正确分析问题 和有效解决问题的能力。同时学生应了解对先进焊接技术与人类社会发展之间存 在的必然联系。 2.2 课程的目标及学生应该达到的能力 1. 先进材料焊接技术与社会发展关系的认知能力 基于人类社会发展历程中所出现的各阶段金属与陶瓷材料，能够从焊接工艺 特点出发，对金属与陶瓷材料在复杂工程问题的应用进行分析，并研究材料的焊 接技术在人类社会的发展与生产力提高等方面的影响，可对材料焊接的工程实践 与复杂工程问题解决方案对社会的进步、安全等作出正确评价。 支撑毕业要求 6-2：基于先进材料连接技术的实际应用场景进行合理分析， 正确评价材料工程实践过程和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律 以及文化的影响，及制约因素对方案实施的影响，并理解应承担的责任。 2. 先进材料焊接技术与可持续发展关系的认知能力 从环境保护与可持续发展出发，充分考虑先进材料焊接技术的特点，结合材 料焊接与修复的可逆转变优势，建立材料焊接、修复及服役特点与环境保护/社 会可持续发展的有效关联，实现材料的减重、再利用或延长使用寿命。 支撑毕业要求 7-1：理解环境保护和可持续发展的理念和内涵，熟悉材料成 分、生产和服役过程和对环境和社会经济可持续发展的影响。 表 2-1 课程目标与专业毕业要求的关联关系
毕业要求/23456789101112课程目标课程目标1L课程目标2M注：1,2,3…12对应于专业认证毕业要求12条。课程目标与专业毕业要求的关联关系用H/M/L标注。三、教学内容简介参考序号章节名称知识点学时1.材料焊接技术研究及进展材料焊接技术在人类社会发展11焊接技术的发展历史概中的作用，焊接技术的特点及1.2焊接方法分类与简介1分类，焊接过程中的数值模拟、1.3焊接过程中的数值模拟、仿真和仿真和控制控制焊接过程中的热过程，材料可2焊接理论基础焊性分析，焊接过程的冶金过2.1焊接热过程及材料焊接性2程与焊接材料选取，焊接缺陷82.2焊接冶金与焊接材料分类及检验在人类社会发展中2.3焊接缺陷与检验的应用3先进复合材料的焊接先进复合材料的定义与分类，3.1先进复合材料的定义与分类焊接难点与焊接方法，先进复383.2先进复合材料的焊接方法3.3先进合材料的焊接在人类社会发展复合材料的研究现状中的应用4热喷涂与冷喷涂技术热喷涂与冷喷涂技术与喷涂材4.1热喷涂技术与喷涂材料简介料，等离子喷涂、热喷涂与冷4.2等离子喷涂技术简介喷涂的技术原理与特点，喷涂4.3超音速喷涂技术简介技术在人类社会发展中的应用4.4冷喷涂技术简介
毕业要求/ 课程目标 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课程目标 1 L 课程目标 2 M 注：1,2,3.12 对应于专业认证毕业要求 12 条。课程目标与专业毕业要求的 关联关系用 H/M/L 标注。 三、教学内容简介 序号 章节名称 知识点 参考 学时 1 1.材料焊接技术研究及进展 1.1 焊接技术的发展历史概述 1.2 焊接方法分类与简介 1.3 焊接过程中的数值模拟、仿真和 控制 材料焊接技术在人类社会发展 中的作用，焊接技术的特点及 分类，焊接过程中的数值模拟、 仿真和控制 8 2 2 焊接理论基础 2.1 焊接热过程及材料焊接性 2.2 焊接冶金与焊接材料 2.3 焊接缺陷与检验 焊接过程中的热过程，材料可 焊性分析，焊接过程的冶金过 程与焊接材料选取，焊接缺陷 分类及检验在人类社会发展中 的应用 8 3 3 先进复合材料的焊接 3.1 先进复合材料的定义与分类 3.2先进复合材料的焊接方法3.3先进 复合材料的研究现状 先进复合材料的定义与分类， 焊接难点与焊接方法，先进复 合材料的焊接在人类社会发展 中的应用 8 4 4 热喷涂与冷喷涂技术 4.1 热喷涂技术与喷涂材料简介 4.2 等离子喷涂技术简介 4.3 超音速喷涂技术简介 4.4 冷喷涂技术简介 热喷涂与冷喷涂技术与喷涂材 料，等离子喷涂、热喷涂与冷 喷涂的技术原理与特点，喷涂 技术在人类社会发展中的应用 8
四、教学安排详表教学方式学时教学要求对课程目标的支教学内容序号（授课、实验）分配（知识要求及能力要求）排关系上机、讨论）讲述材料焊接技术在人类社使学生掌握焊接学科特点，了解焊接的发展与人类社会进会发展中的作用，焊接技术课程目标6第一章授课8步、可持续发展的关系，掌握焊接的基本特点。并增加学的特点及分类，焊接数值模课程目标7生对专业的认同感。拟、仿真和控制讲述焊接过程中的热过程，材料可焊性分析，焊接过程使学生掌握焊接技术涉及热过程与接头组织对应关系，了课程目标6的冶金过程与焊接材料选第二章授课8解焊接的可行性分析、冶金反应、焊接缺陷的分类和特点取，焊接缺陷的分类及检验课程目标7及其在先进材料焊接中的应用。手段等在人类社会发展中的应用讲述先进复合材料的定义与分类、焊接方法，先进复合使学生掌握先进复合材料的定义与分类，焊接难点与焊接课程目标6第三章授课S课程目标7材料的焊接在人类社会发展方法，先进复合材料的焊接应用与发展前景中的应用讲述外场凝固的基本原理、使学生掌握热喷涂与冷喷涂技术与喷涂材料，等高子喷课程目标6第四章授课实现方式及其在金属材制备涂、热喷涂与冷喷涂的技术原理与特点，喷涂技术在人类课程目标7中的应用社会发展中的应用与发展方向
四、教学安排详表 序号 教学内容 学时 分配 教学方式 （授课、实验、 上机、讨论） 教学要求 （知识要求及能力要求） 对课程目标的支 撑关系 第一章 讲述材料焊接技术在人类社 会发展中的作用，焊接技术 的特点及分类，焊接数值模 拟、仿真和控制 8 授课 使学生掌握焊接学科特点，了解焊接的发展与人类社会进 步、可持续发展的关系，掌握焊接的基本特点。并增加学 生对专业的认同感。 课程目标 6 课程目标 7 第二章 讲述焊接过程中的热过程， 材料可焊性分析，焊接过程 的冶金过程与焊接材料选 取，焊接缺陷的分类及检验 手段等在人类社会发展中的 应用 8 授课 使学生掌握焊接技术涉及热过程与接头组织对应关系，了 解焊接的可行性分析、冶金反应、焊接缺陷的分类和特点 及其在先进材料焊接中的应用。 课程目标 6 课程目标 7 第三章 讲述先进复合材料的定义与 分类、焊接方法，先进复合 材料的焊接在人类社会发展 中的应用 8 授课 使学生掌握先进复合材料的定义与分类，焊接难点与焊接 方法，先进复合材料的焊接应用与发展前景 课程目标 6 课程目标 7 第四章 讲述外场凝固的基本原理、 实现方式及其在金属材制备 中的应用 8 授课 使学生掌握热喷涂与冷喷涂技术与喷涂材料，等离子喷 涂、热喷涂与冷喷涂的技术原理与特点，喷涂技术在人类 社会发展中的应用与发展方向。 课程目标 6 课程目标 7
五、考核方式及成绩构成5.1考核成绩构成平时：30%，（包含：PPT讲述及讨论）期末考试：70%5.2课程目标的考核环节与评分标准1课程教学与考核环节及其对应的课程自标的汇总课堂授课主要使学生掌握先进材料焊接学的基础知识及其对人类社会进步、环境保护及可持续发展的影响，对应课程目标6和课程目标7。课程考核采取过程考核与期末考试相结合的方式。过程考核包括PPT演讲及讨论表现成绩，期末考试采用闭卷考核方式。课堂讨论及PPT演讲的主题范围规定在“先进材料焊接工艺与科技发展、可持续发展之间的关系”这一命题。学生通过课下查阅文献资料及当代先进材料焊接技术最新应用情况，制作相应PPT，并在课堂上展示（原则上一人一PPT），此部分考核对应课程目标6和课程目标7。另外，在期末考试试题中（满分100分）中，有70分试题考核学生基础知识的掌握情况：有15分对应于课程目标6，考察学生对先进材料焊接技术与社会发展关系的认知能力：另15分对应于课程目标7，考察学生对先进材料焊接技术与可持续发展关系的认知能力。期末试题的评分见试题答案与评分标准。具体如表5-1所示。表5-1课程各教学环节与课程目标达成计算的比例总评成绩=课程考试成绩×70%+课堂讨论成绩X30%考核与评价方式PPT讲述及讨论课程考试（100分）（100分）5040-60课程目标6（6-2）5040-60课程目标7（7-1)注明：表格中的百分数是各考核环节对课程目标的贡献比例。2课堂讨论评分标准主讲教师通过选择专题组织课堂讨论，主要培养学生与同学、同伴和同行的沟通交流能力
五、考核方式及成绩构成 5.1 考核成绩构成 平时： 30 %，（包含：PPT 讲述及讨论） 期末考试： 70 % 5.2 课程目标的考核环节与评分标准 1 课程教学与考核环节及其对应的课程目标的汇总 课堂授课主要使学生掌握先进材料焊接学的基础知识及其对人类社会进步、 环境保护及可持续发展的影响，对应课程目标 6 和课程目标 7。 课程考核采取过程考核与期末考试相结合的方式。过程考核包括 PPT 演讲及 讨论表现成绩，期末考试采用闭卷考核方式。 课堂讨论及 PPT 演讲的主题范围规定在“先进材料焊接工艺与科技发展、可 持续发展之间的关系”这一命题。学生通过课下查阅文献资料及当代先进材料焊 接技术最新应用情况，制作相应 PPT，并在课堂上展示（原则上一人一 PPT），此 部分考核对应课程目标 6 和课程目标 7。另外，在期末考试试题中（满分 100 分） 中，有 70 分试题考核学生基础知识的掌握情况；有 15 分对应于课程目标 6，考 察学生对先进材料焊接技术与社会发展关系的认知能力；另 15 分对应于课程目 标 7，考察学生对先进材料焊接技术与可持续发展关系的认知能力。期末试题的 评分见试题答案与评分标准。具体如表 5-1 所示。 表 5-1 课程各教学环节与课程目标达成计算的比例 总评成绩=课程考试成绩×70%+课堂讨论成绩×30% 考核与评价方式 PPT 讲述及讨论 （100 分） 课程考试 （100 分） 课程目标 6（6-2） 50 40-60 课程目标 7（7-1） 50 40-60 注明：表格中的百分数是各考核环节对课程目标的贡献比例。 2 课堂讨论评分标准 主讲教师通过选择专题组织课堂讨论，主要培养学生与同学、同伴和同行的 沟通交流能力