机械制造工艺基础第三章教案.docx

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机械制造工艺基础第三章教案

第三章单元教学计划

一、教学目标

1、了解焊接的种类及其特点和应用

2、掌握焊条电弧焊的特点以及操作，对焊机有一定的了解。

3、掌握焊条的特性，以及焊接方式、操作、缺陷等。

4、气焊与气割的特点

5、其他焊接方法简介

二、教学重点

1、对焊接安全文明操作规程的介绍。

。

2、焊接方法中常见的焊条电弧焊的设备及操作。

三、教学难点

如何用精炼的语言和有效的教学手段将陌生的名词和教材中提及的某一焊接方法介绍给学生。

。

四、安排课时

概述1课时

焊条电弧焊2课时

气焊与气割1课时

其他焊接方法及焊接新技术1课时

复习1课时

讲解习题册1课时

A、课题：

焊接概述

B、课型：

新授课C、教具：

多媒体

D、备课时间：

5.25E、使用时间：

5.27

F、教学目标：

1、掌握焊接的类型及各类的主要特征

2、了解焊接的特点和应用。

G、重难点：

熔焊、压焊和钎焊的主要特征

突破方法：

结合视频演示和理论讲解

H、教学方法：

讲授法

学法指导：

比较法。

对熔焊、压焊和钎焊进行比较，理解记忆

I、自主探究：

焊接的应用场合

教学过程及授课内容：

（一）组织教学：

维持秩序，清点人数。

（二）导入新课：

焊接是一种常用的毛坯制造方法，在现代工业生产中有着广泛的应用。

同学们想想在那些场合应用到了焊接呢？

（鼓励学生踊跃发言）在船舶、化工容器、建筑构件、桥梁、动力锅炉、大型发电机和汽轮机等产品的制造中，都要应用焊接；在航空、航天、原子能、电子等领域也离不开焊接。

（三）授课内容

一、焊接概念：

1、定义：

焊接是通过加热或加压或两者并用，并使用或不使用填充材料，使工件达到结合的一种方法。

注意：

焊接是一种不可拆连接，不仅可以连接各种同质金属，而且还可以连接各种不同质的金属。

二、焊接的分类

按焊接过程中被焊金属所处状态不同，焊接可分为熔焊、压焊和钎焊三大类。

1、熔焊

定义：

熔焊是将待焊处的母材金属熔化以形成焊缝的焊接方法

特征：

母材金属熔化形成熔池熔池冷却凝固构成焊缝

熔池：

熔焊时在焊接热源作用下，焊件上所形成的具有一定几何形状的液态金属部分。

焊接热源：

2、压焊

定义：

压焊是焊接时对焊件施加压力，以完成焊接的方法。

特征：

例：

电阻焊

3、钎焊

定义：

钎焊是采用比母材熔点低的金属材料作为钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材熔化的温度，利用液态钎料浸润母材，填充接头间隙并与母材扩散实现连接焊件的方法。

特征：

三、焊接的特点

1、特点

（四）课堂练习：

1、习题册P8一、1,2,3二、1,2；三、1

（五）小结：

本节课重点掌握三种焊接方法的特征，了解焊接的特点。

（六）作业：

完成习题册P10五、1

教后记：

本节课结合视频讲解，学生接受起来较容易，授课效果良好。

A、课题：

焊条电弧焊

B、课型：

新授课C、教具：

多媒体

D、备课时间：

5.27E、使用时间：

5.28

F、教学目标：

1、了解焊条电焊弧焊接过程

2、掌握焊接特点以及焊机的种类及使用

G、重难点：

焊接的引弧以及正反接

H、教学方法：

讲授法

I、自主探究：

焊接电源供给一定电压的两电极间，通过介质产生持久的放电如何理解？

教学过程及教学内容

【组织教学】：

维持秩序，清点人数。

【导入新课】：

我们在工地和造船厂最经常看到工人在用焊机在进行焊接操作。

一个面罩，一把焊钳，一部焊机，就可以让他们进行相关的作业。

今天，我们就来学习一下焊接的相关知识。

【新授知识】：

一、焊条电焊弧：

1、焊条电焊弧的焊接过程

焊条电弧焊又称手工电焊弧，是用手工操纵焊条进行焊接的电弧方法。

它利用［焊条］与［焊件］间产生的电弧热将金属加热并熔化而实现焊接。

2、焊条电焊弧的特点：

1）以焊条为熔化电极，传导电流，产生电弧，作为熔焊的热源。

焊接过程中作为电极的焊条不断熔化，融入熔池，作为形成焊缝的填充材料。

2）电弧温度较高、热量集中，设备简单，操作方便、灵活，能适应在各种条件下焊接。

3）焊条电弧焊是手工操作焊接，生产率较低，劳动强度较大，焊接质量取决于焊工的操作技术水平。

二、引弧：

由焊接电源供给的具有一定电压的两电极间或电极与母材间，通过气体介质产生的强烈而持久的放电现象称为焊接电弧。

电弧焊时，引燃焊接电弧的过程称为引弧。

焊接电弧由阴极区、弧柱和阳极区组成。

a）正接与反接

（1）正接：

焊件接电源正极，焊条接电源负极的接线方式。

（2）反接：

焊件接电源负极，焊条接电源正极的接线方式。

三、焊接电源

焊条电焊弧的焊接电源（俗称电焊机）有直流电源和交流电源两种，分直流弧焊发电机、交流弧焊变压器和弧焊整流器三大类。

1、直流弧焊发电机：

直流弧焊发电机是由一台交流电动机和一台直流发电机组成，电动机带动发电机工作而形成直流焊接电源。

弧焊发电机能获得稳定的直流电，因此引弧容易，电弧稳定，但运转时噪声大，空载损耗大，且结构复杂，造价高，易损坏，维修较困难。

2、交流弧焊变压器：

交流弧焊变压器具有结构简单、制造方便、成本低廉、使用可靠和维修方便等优点。

3、弧焊整流器：

弧焊整流器用整流器将交流电整流成直流电作为焊接电源，具有噪声小、空载耗损小、成本低、制造和维修容易等优点。

四、焊接用具：

1、焊接电缆

用以实现焊钳、焊件对焊接电源的连接，并传导焊接电流。

2、焊钳

夹持焊条并传导电流以进行焊接的工具。

3、面罩

防止焊接时的飞溅、弧光及其他辐射对焊工面部和颈部损伤的一种遮盖工具。

有手持式和头盔式两种。

4、辅助器具

常用的辅助器具有敲渣锤、扁錾、钢丝刷等。

用于清除焊件上的铁锈和熔渣。

【课堂练习】

练习册P8填空题4，5，6

判断题2，3

【课堂小结】

本节内容主要讲述电焊弧及其焊机相关知识。

内容不多，但是焊接专业的基础知识。

需要我们多看，多了解，加深印象。

【作业】

复习下一节内容。

A、课题：

焊条电弧焊

B、课型：

新授课C、教具：

多媒体

D、备课时间：

5.28E、使用时间：

5.31

F、教学目标：

了解焊条的结构，焊接接头的形式

焊接的操作

G、重难点：

焊接的操作

H、教学方法：

讲授法

I、自主探究：

通过对焊接实习操作的理解，对该部分的知识有一个系统的，完整的认识。

教学过程及教学内容

【组织教学】：

维持秩序，清点人数。

【导入新课】：

上一节课我们学习了焊机以及焊接用具相关知识，今天我们将进一步学习焊条的结构以及特性。

还有焊接操作的基本要领。

【新授知识】：

一、焊条

1、焊条的结构：

焊条是涂有药皮的供焊条电弧焊使用的熔化电极，它由药皮和焊心两部分组成。

1）、焊心：

焊心是焊条中被药皮包覆的金属心。

根据用途不同，焊心有钢丝、有色金属丝和铸造线材等。

焊心在焊接中的作用是：

作为电极传导电流，引燃和维持电弧以及作为填充材料与母材金属熔合在一起，形成焊缝。

2）、药皮：

药皮是压涂在焊心表面上的涂料层，由各种不同的矿石粉、铁合金粉、有机物和化工产品等按一定比例配制而成。

药皮的作用：

①、机械保护：

药皮熔化时放出大量气体并形成熔渣。

气体在电弧周围形成气层，隔绝空气，熔渣覆盖在熔池金属上面，起保护熔化金属不受空气影响的作用。

②、冶金处理：

熔渣和熔化金属之间进行冶金反应，去除熔池中的有害杂质，并向熔池金属内掺入合金元素，从而改善和提高焊缝的力学性能。

③、改善焊接工艺条件：

药皮使焊接电弧容易引燃和燃烧稳定，焊缝成形好，并能减少焊接时金属颗粒向周围飞散及使脱渣容易。

二、焊接接头形式和坡口

1、接头形式

接头形式是指零件连接处所采用的结构方式。

常用的焊接接头形式有对接接头、角接接头、T形接头和搭接接头。

2、坡口

坡口是根据设计或工艺需要，在焊件的待焊部位加工并装配成一定几何形状的沟槽。

坡口的作用是确保焊件焊透，从而保证焊缝质量。

常用的对接接头坡口形式有I形、V形、X形和U形等。

应在确保焊透、熔合比合理、焊接变形小的前提下，选用加工容易、节约充填金属材料和便于焊接的坡口。

三、焊接操作

1、电弧的引燃与控制

（1）引弧方法：

将焊条的末端与焊件表面接触形成短路，然后迅速将焊条提离焊件表面至一定距离，电弧即能引燃。

引燃的操作方法有直击法和划擦法两种。

（2）电弧的控制：

电弧引燃后，应控制焊条末端与焊件表面之间的距离并保持不变，以保证电弧稳定燃烧。

距离太大，会因焊条与焊件间气体不能电离导电而致熄弧；距离太小，则会引起短路。

2、运条

电弧引燃后，开始进入正常的焊接过程，用手工操作实现焊条在三个方向的运动。

焊条送进运动：

焊接时，焊条被电弧熔化而变短，为保持焊条与焊件表面之间的距离不变，焊条必须作向焊件的送进运动，以免因距离增大而造成熄灭电弧。

焊条沿焊接方向移动：

焊接方向是指焊接热源沿焊缝长度增加的移动方向。

为了完成整条焊缝的焊接，焊条应沿焊缝长度增加方向均匀移动。

焊条的横向摆动：

为了获得一定宽度的焊缝，焊条必须作横向摆动。

焊条的摆动还能促使熔池中熔渣和气体浮出，改善焊缝质量。

【课堂练习】：

练习册：

第三章填空7，8判断1，2选择2，3，4

【课堂小结】：

掌握焊条的结构组成，理解焊接接头的类型和坡口的形式，熟练的操作焊条的运动。

【课后作业】：

1、焊条的运动形式？

2、根据图示写出焊接接头的名称？

【教后记】

这节内容是焊接专业的重点内容，其中关于焊接操作的引弧和运条，是焊接操作的基本功。

因此，学好本节内容，对焊接学生的实习操作有很重要的帮助。

让他们从理论方面理解操作的要领。

A、课题：

气焊与气割

B、课型：

新授课C、教具：

多媒体

D、备课时间：

5.29E、使用时间：

6.1

F、教学目标：

1、气割和气焊的特点

2、应用的气体，设备和工具。

G、重难点：

特点及设备，注意事项。

H、教学方法：

讲授法

I、自主探究：

气割与气焊是焊接专业的必修课，在这里我们通过一些最基础的理论知识，让学生们更深入的了解它们。

让学生联系在车间看到的和学到的，深入探讨他们的理解。

教学过程及教学内容

【组织教学】：

维持秩序，清点人数。

【导入新课】：

上一节课我们学习了焊机以及焊接操作相关知识，今天我们将进一步学习气割和气焊的相关知识，让我们对它们有一个深层次的理解，在看到它们时，能准确的判断出，了解它们的特性。

【新授知识】：

一、气焊与气割的特点

1、气焊：

气焊是利用气体火焰作为热源的一种熔焊方法。

最常用的是氧乙炔焊，此外还有氢氧焊。

2、气焊的特点：

1）由于气焊是利用气体火焰作为热源，所以焊接时不需要电源。

2）气焊的火焰温度较电弧焊电弧的温度低，火焰控制容易，热量输入调节方便，设备简单，使用灵活。

3）火焰热量比电弧热量分散，焊件受热面积大，因此变形也大，焊接质量不如电弧焊。

4）生产率较低。

3、气割的特点

气割是利用气体火焰的热能将工件被切割处预热到一定温度，然后喷出高速切割氧流，使其燃烧并放出热量，从而实现切割的方法。

气割是利用气体火焰对金属材料加热到燃点，然后喷以高速切割氧流使金属燃烧生成氧化熔渣，并将其从切口处吹除实现切割。

设备简单，操作方便，使用范围广；使用的气体、设备和工具与气焊相同，只是气焊时使用气焊炬，气割时使用割炬。

气割主要适用的金属为碳素钢和低合金钢，以及钛合金等。

比较困难的金属为高碳钢和强度高的低合金钢。

不能气割的金属为铸铁、不锈钢、铜、铝等。

二、氧气和乙炔

1、氧气：

氧气是阻燃剂，与乙炔混合燃烧时，能产生大量的热量。

气焊、气割用的氧气纯度应不低于98.5％，否则会影响火焰温度和气割速度。

氧气在高压情况下遇到油脂有爆炸的危险，所以一切有高压氧气通过的器件、管道等，不允许沾染油脂。

2、乙炔：

乙炔是可燃气体，无色，工业用乙炔因混有硫化氢、磷化氢等杂质而有刺鼻的臭味。

乙炔与氧气混合燃烧时，火焰温度可高达3300摄氏度，较其他可燃气体燃烧时的温度高，因此，氧乙炔焰是气焊、气割最常用的热源。

3、氧气瓶：

储存高压氧气的圆柱形容器，外表漆成天蓝色作为标志，最高压力为14.7Mpa，容积约40L，储气量约6立方米。

4、溶解乙炔气瓶

储存及运输乙炔的专用容器，外表漆成白色，并用红漆在瓶体标注“乙炔”字样。

为保证乙炔稳定和安全地储存，在乙炔瓶内充满了浸渍丙酮的多孔填料。

三、气焊要点

1、焊前准备

气焊前，应彻底清除焊件接头处的锈蚀、油污、油漆和水分等。

2、选择焊丝

焊丝根据焊件材料选择，气焊低碳钢焊件一般用H08A焊丝，重要接头采用H08MnA焊丝。

3、焊炬移动方向

左焊法：

焊炬和焊丝自右向左进行焊接的方法。

气体火焰指向焊件的待焊部分，焊缝冷却快，适用于薄板和低熔点金属的焊接。

右焊法：

焊炬和焊丝自左向右进行焊接的方法。

气体火焰指向已形成的焊缝，能使焊缝缓慢冷却和保护焊缝，热量集中，熔深大，适用于焊接较厚的焊件。

4、控制焊嘴倾角

气焊时，焊嘴相对焊件表面倾斜的一定角度称为焊嘴倾角ɑ。

倾角ɑ大，火焰集中，热量损失小，焊件受热大，升温快，适于焊接较厚的焊件；反之，倾角ɑ小，焊件受热小，升温慢，适于焊接较薄的焊件。

【课堂练习】：

练习册第三章填空题1，3，8，10；

判断题3，4，5，6；

选择题1、2、3

【课堂小结】：

了解气焊和气割的特点以及焊接的工艺方法，熟练的应用相对应的工具和设备。

【课后作业】：

1、试述气焊的特点？

2、试述气割的操作工艺及其内容？

【教后记】：

本节内容是焊接的一些基础知识，让我们对氧气以及乙炔加热和焊接原理有一定的了解。

对气焊以及要点应深入理解，加深印象。

A、课题：

其他焊接方法及焊接新技术

B、课型：

新授课C、教具：

多媒体

D、备课时间：

5.29E、使用时间：

6.1

F、教学目标：

1.埋弧焊的特点

2.CO2气体保护焊设备和工具

3.氩弧焊设备和工具。

4.了解其他先进焊接设备

G、重难点：

特点及设备，注意事项。

H、教学方法：

讲授法

I、自主探究：

采用类比的方法分析各种焊法的本质区别与共通点，进一步加深对焊接方法分类依据的理解，使学生能够在接触到新的焊接方法时能够做到知识迁移。

教学过程及教学内容

【组织教学】：

维持秩序，清点人数。

【导入新课】：

上一节课我们学习了气割和气焊的相关知识，今天我们将进一步学习，了解一些生产中常用的焊接方法和用具，并给大家介绍一些先进的焊接设备和方法。

【新授知识】：

一、埋弧焊的原理及特点：

原理：

埋弧焊也是利用电弧作为热源的焊接方法。

埋弧焊时电弧是在一层颗粒状的可熔化焊剂覆盖下燃烧，电弧光不外露。

埋弧焊由此得名。

特点：

埋弧焊的适用范围由于埋弧焊熔深大、生产率高、机械操作的程度高，因而适于焊接中厚板结构的长焊缝。

在造船、锅炉与压力容器、桥梁、超重机械、核电站结构、海洋结构、武器等制造部门有着广泛的应用，是当今焊接生产中最普遍使用的焊接方法之一

二、二氧化碳气体保护焊

1.原理与设备

工作原理：

利用从喷嘴喷出的二氧化碳气体隔绝空气，保护熔池的一种先进的熔焊方法。

二氧化碳气体保护焊的特点:

优点：

1）生产效率高

2）对油锈不敏感

3）焊接变形小

4）冷裂纹倾向小

5）采用明弧焊接

6）操作简单、成本低

缺点：

1）飞溅大2）弧光强3）抗风弱4）不够灵活。

三、氩弧焊

1.原理与设备

工作原理：

利用从喷嘴喷出的Ar2气体隔绝空气，保护熔池的一种先进的熔焊方法。

2.分类

熔化极氩弧焊（MIG）

非熔化极氩弧焊（钨极氩弧焊）

3.钨极氩弧焊焊接工艺

1）

焊前准备焊接电流选择

2）

焊接参数选择气体流量选择正接

交流电源

电源极性选择反接

3）焊接常见缺陷

四、焊接新技术

1.真空电子束焊

2.激光焊

3.扩散焊

4.焊接机器人

5.数控切割机

【课堂练习】：

练习册第四章填空题1，3，8，10；

判断题3，4，5，6；

选择题1、2、3

【课堂小结】：

各种焊接方法其本质并未改变，改变的只是热源或者保护方法，我们可以通过其名称大体判断其所属类别，大致明了其焊接工艺。

【课后作业】：

1、试述埋弧焊的特点？

2、试述TIG操作工艺及其内容？

【教后记】：

本节内容是焊接知识的扩展，以了解为主，多观看一些视频，对于学生掌握直观认识大有好处。

第三单元教学单元反思

本章内容是关于焊接专业的一个详细介绍，从焊条，焊机开始，介绍了焊接操作，气割，气焊等其他焊接的方法。

学生们在学习过程中，对焊接的基本知识都有了一定的了解，但对焊接操作中的一些细节问题，还存在不明的地方。

尤其是一些焊接经验，学生没有进行操作训练，不能很好的理解。

如果可以适当的带领学生去车间进行相关的焊接操作练习，相信效果会更好。

前三单元的内容，我们进行了一次测试，成绩还算理想。

相信在后面的教学中，会吸取经验教训，更好的教授学生们工艺基础知识。