探析《金屬材料焊接》課程教學(xué)改革

陳世峰

[摘要]本文根據(jù)中職學(xué)校培養(yǎng)目標(biāo),結(jié)合專業(yè)課程改革的需求,探析了機(jī)械類《金屬材料焊接》課程的教學(xué)改革,取得了較好的效果。

[關(guān)鍵詞]金屬材料焊接 課程 教學(xué)改革

一、前言

《金屬材料焊接》是中等職業(yè)學(xué)校機(jī)械類專業(yè)學(xué)生的一門專業(yè)必修課,它要求學(xué)生掌握常用金屬材料的焊接性分析;焊接中易出現(xiàn)的焊接問題(如裂紋、氣孔、夾渣、未焊透、未熔合等)及其產(chǎn)生原因、影響因素、解決這些問題的工藝措施和途徑以及為了保證焊接接頭的性能和質(zhì)量如何選擇焊接材料、焊接方法、焊接工藝等。這門課有較強(qiáng)的專業(yè)理論知識,并且有很強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用性。

根據(jù)我國2020年國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的總體目標(biāo)要求,屆時(shí)我國鋼產(chǎn)量將介于2.5至3億噸之間。在工業(yè)發(fā)達(dá)國家,焊接用鋼量基本達(dá)到其鋼材總量的60%-70%。預(yù)計(jì)我國在今后5至10年時(shí)間內(nèi)焊接行業(yè)將繼續(xù)保持增長的態(tài)勢。同時(shí),特殊用途的鋼材也在不斷地被研制出來并應(yīng)用于生產(chǎn)。這對焊接技術(shù)、特別是金屬材料焊接的要求將越來越高。

二、教學(xué)改革

《金屬材料焊接》這門課程傳統(tǒng)的教學(xué)方式一般是講授法,學(xué)生學(xué)起來覺得枯燥、興趣不高,教學(xué)效果較差。為了滿足社會市場發(fā)展的需求,我們作為培養(yǎng)焊接技術(shù)人才的中等職業(yè)學(xué)校,教學(xué)改革勢在必行。根據(jù)《教育部關(guān)于進(jìn)一步深化中等職業(yè)教育教學(xué)改革的若干意見》[教職成〔2008〕8號]文件精神,我們要深化教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面的改革,增強(qiáng)學(xué)生就業(yè)和創(chuàng)業(yè)能力,突出“做中學(xué)、做中教”的職業(yè)教育教學(xué)特色,努力形成就業(yè)導(dǎo)向的課程體系。為此,首先,我們加強(qiáng)了教師隊(duì)伍建設(shè),雙師型專業(yè)教師的比例達(dá)到80%以上。其次,在教學(xué)上我們采用模塊化教學(xué)方法,模擬焊接生產(chǎn)前的焊接工藝評定過程,讓學(xué)生把理論知識與實(shí)際操作技能系統(tǒng)地、完整地聯(lián)系起來,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和教學(xué)效果。

我們的教學(xué)特色可以歸納如下。

1.結(jié)合實(shí)際強(qiáng)化工藝制定的教學(xué)

對于常用焊接金屬的焊接、每一類型的鋼材、選取一典型鋼號進(jìn)行模擬焊接工藝評定。例如:奧氏體不銹鋼以典型的18—8鋼(1Crl8Ni9Ti,板厚為10mm,因其母材厚度的有效范圍較大為1.5-20mm,并符合實(shí)際生產(chǎn)情況)為例。

(1)查閱有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、資料等,根據(jù)1Crl8Ni9Ti的化學(xué)成分,分析其產(chǎn)生焊接熱裂紋、焊接接頭的晶界腐蝕和應(yīng)力腐蝕開裂等缺陷的原因,以及防止這些焊接缺陷的各種措施。

(2)焊前準(zhǔn)備。為了保證焊接接頭的耐蝕性,防止焊接缺陷的產(chǎn)生,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求模擬進(jìn)行焊接工藝評定。

①板厚為10mm的1Crl8Ni9Ti選擇焊條電弧焊,采用直流電源并反接。

②板厚為l0mm,因采用焊條電弧焊,選擇Y型坡口,坡口角度為55-60℃,下料和坡口加工的方法采用機(jī)械切割、等離子弧切割及碳弧氣刨等方法。焊前坡口及其兩側(cè)各20-30mm范圍內(nèi)必須清理油污等,并且在兩側(cè)各100mm范圍內(nèi)刷白堊粉。以防止焊接飛濺灼傷金屬表面。

③根據(jù)1Cr18Ni9Ti的化學(xué)成分和焊接要求等條件,為了保證焊縫金屬的熱強(qiáng)性和耐腐蝕性選擇與母材的化學(xué)成分相匹配的焊條A132(E347-16)/h3.2,h4mm,并且嚴(yán)格按要求烘干150℃保溫1小時(shí)。

④1Crl8Ni9Ti具有較好的塑性,冷裂傾向較小,因此焊前一般不預(yù)熱。多層焊時(shí)必須控制層間溫度在100℃以下。

⑤焊前組對時(shí),坡口間隙、錯(cuò)邊量、棱角度等必須符合規(guī)定。定位焊的間距也要符合規(guī)定。定位焊焊材必須選用正式焊接用焊條A132(E347-16)/h3.2。定位焊焊縫不得有裂紋,否則應(yīng)清除重焊。如存在氣孔、夾渣時(shí),也應(yīng)去除。

(3)實(shí)際焊接。焊接電流比低碳鋼小10-20%,I=90-110/h3.2,I=140-160A/h4,快速焊,不擺動(dòng)。采用雙面焊接,坡口側(cè)用h3.2mm的焊條打底,用h4的焊條焊至符合技術(shù)要求;用砂輪機(jī)打磨焊根處,清理至露出金屬光澤,再用h4的焊條封底焊至符合技術(shù)要求。焊接過程中盡量減少起弧、收弧次數(shù),鋼材表面不許隨便打弧。為避免焊縫的重復(fù)加熱,與腐蝕介質(zhì)接觸的一面盡量最后焊接。

(4)1Crl8Ni9Ti焊后原則上不進(jìn)行熱處理,特殊情況下,為了提高其耐蝕性,才根據(jù)需要選擇固溶處理或穩(wěn)定化處理。

(5)焊接完成后,首先清理焊縫及鋼板表面,進(jìn)行外觀檢查。

如有表面缺陷必須清除和補(bǔ)焊,直至符合技術(shù)要求為止;然后進(jìn)行X光射線檢測。若有超標(biāo)缺陷,判斷其位置、分析其產(chǎn)生接質(zhì)量進(jìn)行檢測,直至符合技術(shù)要求。1Crl8Ni9Ti焊接工藝評定的試板,進(jìn)行X光射線檢測只要無裂紋即可。

(6)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)及產(chǎn)品圖紙的技術(shù)要求。對不銹鋼1Crl8Ni9Ti取力學(xué)性能試驗(yàn)試樣:拉伸試樣二件、面彎試樣二件、背彎試樣二件、晶界腐蝕試樣二件,焊縫表面金屬化學(xué)成分分析。因其塑性好,故無需進(jìn)行沖擊韌性試驗(yàn)。按照標(biāo)準(zhǔn)要求加工試樣、進(jìn)行試驗(yàn),根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果再與理論知識進(jìn)行比較和分析。

(7)學(xué)生對1Crl8Ni9Ti的焊接性進(jìn)行討論、總結(jié),老師再進(jìn)行點(diǎn)評,這樣學(xué)生對1Crl8Ni9Ti的焊接性能就非常熟悉了。

2.強(qiáng)化實(shí)訓(xùn)基地的建立與功能

緊密結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際,建立產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的長效機(jī)制。一方面充分利用穩(wěn)定的校外實(shí)訓(xùn)基地進(jìn)行教學(xué),參與到工廠的實(shí)際焊接工藝評定和焊接生產(chǎn)過程中去,另一方面我們?yōu)楣S服務(wù),對國內(nèi)、外的新材料進(jìn)行焊接性試驗(yàn)。并及時(shí)跟蹤焊接先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展,提高解決工程實(shí)際問題的能力。

3.雙證書制度

實(shí)行“雙證書”制度。即學(xué)生畢業(yè)時(shí)能取得大專文憑和焊工中級技能證書。采用科學(xué)、規(guī)范、系統(tǒng)的培訓(xùn)方法,培養(yǎng)學(xué)生,使學(xué)生在最短的時(shí)問內(nèi).更快、更好地掌握焊接操作技能,在模塊化教學(xué)過程中的焊接操作都由學(xué)生自己進(jìn)行,以驗(yàn)證所學(xué)的焊接專業(yè)理論知識。另外,在最后的一學(xué)期里,學(xué)生到工廠進(jìn)行實(shí)際鍛煉,完全做到了理論知識聯(lián)系實(shí)際操作。

學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體,在整個(gè)教學(xué)過程中注重調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性,采用啟發(fā)式、討論式等教學(xué)方法鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立思考,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和創(chuàng)新意識。同時(shí),在整個(gè)教學(xué)過程中都在培養(yǎng)學(xué)生吃苦耐勞、腳踏實(shí)地和愛崗敬業(yè)的精神。全面提高學(xué)生的就業(yè)能力、創(chuàng)業(yè)能力和適應(yīng)職業(yè)的能力。

三、結(jié)論

這種模塊化的教學(xué),學(xué)生不僅學(xué)到了扎實(shí)的專業(yè)理論知識和實(shí)際操作技能,而且把專業(yè)技術(shù)應(yīng)用與專業(yè)技能有機(jī)地相結(jié)合。同時(shí)還鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立思考;激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性;培養(yǎng)了學(xué)生分析問題、解決問題的能力及科學(xué)精神和創(chuàng)新意識。提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)。最終達(dá)到了中職學(xué)校的教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)。