一、教学目标(一)知识掌握点1、熟悉有关的焊接工程术语,了解焊接常用材料的基础知识;2、通过训练,初步获得焊接的基本工艺知识;3、掌握焊接生产过程的基本概念,了解焊接技术的实际知识,为以后课程打下基础;4、了解焊接的安全技术知识,做到安全训练;(二)能力训练点通过对简单工件进行焊接,培养学生的焊接工艺分析能力,动手操作能力,为今后从事生产技术工作打下坚实的基础。(三)素质培养点1、通过训练使学生建立起经济观点,质量观点和理论联系实际的科学态度;2、对学生进行思想作风教育,使其在生产劳动中遵守纪律,爱护国家财产;二、大纲重点、学习难点和化解方法(一)大纲重点1、焊接的基本概念,手弧焊机的种类、构造、性能、特点和使用方法;2、焊接电弧的组成及溶池的组成;3、焊条的组成和作用,常用的结构焊条的种类、牌号、含义及应用;4、手弧焊机接线方法;5、手工电弧焊的电流的调节,引弧与灭弧,运条及平堆焊焊接方法;6、常见的焊接接头形式,坡口及焊接的空间位置;7、手工电弧焊的安全技术。(二)学习难点1、焊接电弧的组成及溶池的组成;2、焊接规范的选择;(如焊接电流、焊接速度、电弧长度、焊条角度)3、常见焊接缺陷及产生的原因。(三)难点化解办法1、对一些基础概念,仔细、重点地讲解;2、通过画一些示意图,讲解那些不容易观察和注意的情况;3、通过实际操作,使理论和实践有机地结合在一起。三、教学计划单元教学形式主要内容目标计划用时备注1课堂讲授焊接的意义、应用及分类了解10分钟举例2课堂讲授手工电孤焊熟悉掌握60分钟画图简单示范3课堂讲授焊缝的接头形式,空间位置及坡口了解15分钟画图4课堂讲授常见焊接缺陷及产生的原因了解15分钟画图5课堂讲授电弧焊的安全技术了解10分钟举例6操作示范手工电弧焊的电流调节,引弧、灭弧、运条、平焊与堆焊等焊接方法熟悉掌握20分钟实际操作7学生操作同上同上1天考试设计说明1、首先讲授焊接的基本概念,应用和分类,使学生了解什么是焊接,焊接的分类方法和具体形式。并承上启下的指出手弧焊是目前应用最普遍的,也是其他种类焊接方法的基础。2、着重讲授手工电弧焊的特点,设备和工具,焊条的组成和分类,电焊机的接线方法,电弧的引燃、运条以及运条方法。3、理论上了解手工电弧焊的一些基础知识,还需要掌握焊条直径、焊接电流、电弧电压、焊条角度、焊接速度这些常见焊接规范是如何选择的。4、通过画图使学生知道焊缝的基础知识。(如接头形式、空间位置和坡口以及缺陷)5、做什么工作,安全都是第一位的。通过讲授安全技术使学生懂得若不遵守安全操作规程,就可能引起触电、灼伤、火灾、爆炸和中毒等事故。6、以上5个单元是课堂讲授的基本理论知识,从第6单元开始实际操作,操作前应把操作时的一些注意事项讲清楚,如安全、节约使用焊条、焊件、组织纪律等,说明以后就可以进行示范操作,示范操作时,学生应注意观察指导老师焊接时焊接规范是如何选择的。(如焊接电流及“三度”等)7、学生操作时,开始应以摩仿指导老师的焊接动作为主,并开动脑筋,找出自己焊接时的不足之处,下次改正。四、物质准备(以组为单位)1、设备:BX1-300-1型焊机1台;2、工具:焊钳一个,面罩二个,刨锤一支。3、材料:E4303型Ф3.2电焊条2公斤,低碳钢板二块,规格180×120×10。4、教具:标准教件,粉笔,挂图等。五、教学过程单元1-6手工电弧焊(理论部分)导入:手工电弧焊是其它焊接方法的基础,在我们这三天的实习中要进行实践操作,所以是本教学方案的重点。时间安排约2个小时(课堂讲授为主)。单元1、焊接的意义、应用和分类焊接是用加热或加压,或加热又加压的方法,在使用或不使用填充金属的情况下,使两块金属连接在一起的一种加工工艺方法。焊接是现代工业生产中不可缺少的先进制造技术,随着科学技术的发展,焊接技术越来越受到各行各业的密切关注,广泛应用于机构、冶金、电力、锅炉和压力容器。建筑、桥梁、船舶、汽车、电子、航空航天、军工和军事装备等生产部门。焊接的分类方法很多,若按焊接过程中金属所处的状态不同,可把焊接方法分为熔焊、压焊和钎焊三大类,每一类又包括许多焊接方法。熔焊是在焊接过程中,将焊件接头加热至融化状态而不加压力完成的焊接方法。如气焊、手工电弧焊等。压焊是在焊接过程中,对焊件施加压力(加热或不加热)以完成焊接的方法。如电阻焊、摩擦焊等。钎焊是在焊接过程中,采用比母材熔点低的金属材料作钎料,将焊件和钎料加热到高于钎料但低于母材熔点的温度,利用液态钎料润湿母材,充填接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。如软钎焊(加热温度在450度以下?锡焊)硬钎焊(加热温度在450度以上?铜焊)。其中手工电弧焊是目前应用最普遍的,也是其他种类焊接方法的基础。单元2、手工电弧焊(一)电弧焊的特点手工电弧焊是利用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法,简称手弧焊。其特点:1、设备简单。2、操作灵活方便。3、能进行全位置焊接适合焊接多种材料。4、不足之处是生产效率低劳动强度大。什么叫电弧?在两电极间的气体介质中强烈而持久的放电现象称之为电弧,电弧放电时,一方面产生高温,同时产生强光,手弧焊就是利用电弧产生的高温熔化焊条和焊件,使两块分离的金属熔合在一起,从而获得牢固的接头。手弧焊是以焊条和焊件作为两个电极,被焊金属称为焊件或母材。焊接时因电弧的高温和吹力作用使焊件局部熔化。在被焊金属上形成一个椭圆形充满液体金属的凹坑,这个凹坑称为熔池。随着焊条的移动熔池冷却凝固后形成焊缝。焊缝表面覆盖的一层渣壳称为熔渣。焊条熔化末端到熔池表面的距离称为电弧长度。从焊件表面至熔池底部距离称为熔透深度。如图1所示。图1手工电孤焊示意图焊接时如何区分熔池和熔渣?焊接时,焊条垂直正下方最亮的部分是熔池,而暗红色,流动性较好的液体是熔渣,应当注意的是熔渣不应该超前。(二)手弧焊的所用设备和工具提问:手弧焊主要设备是什么?1、设备手弧焊的主要设备是电焊机,电弧焊时所用的电焊机实际上就是一种弧焊电源,按产生电流种类不同,这种电源可分为弧焊变压器(交流)和直流弧焊发电机及弧焊整流器(直流)。1)弧焊变压器:它实际上是一种特殊的降压变压器。它将220伏或380伏的电源电压降到60—80伏(即焊机的空载电压)以满足引弧的需要。焊接时电压会自动下降到电弧正常工作所需的电压(30—40伏)。输出电流从几十安到几百安,可根据需要调节电流的大小。弧焊变压器结构简单,价格便宜,工作噪声小,使用可靠,维修方便,应用很广。缺点是焊接时电弧不稳定。直流弧焊发电机:是由交流电动机和直流发电机组成,电动机带动发电机旋转,发出满足焊接要求的直流电。直流弧焊发电机焊接时电弧稳定焊接质量较好,但结构复杂,噪声大,价格高,不易维修。因此,只应用在对电流有要求的场合。另外,因耗材多,耗电大,故这种以电动机驱动的弧焊发电机我国已不再生产。弧焊整流器:近年来,弧焊整流器也得到了普遍应用。它是通过整流器把交流电转变直流电。它即弥补了交流电焊机电弧稳定性不好的缺点,又比一般直流弧焊发电机结构简单,维修容易,噪声小。用直流弧焊电源焊接时,由于正极和负极上的热量不同,所以分为正接和负接两种方法。如图2所示。把焊条接负极,称为正接法;反之称为负接法。焊接厚板时,一般采用直流正接法,这时电弧中的热量大部分集中在焊件上,有利于加快焊件熔化,保证足够的熔深。焊接薄板时,为了防止烧穿,常采用反接。手工电弧焊机的型号是按统一规定编制的,它采用汉语拼音字母和阿拉伯数字表示。型号的编制次序及含义如图3及表1所示。表1电焊机型号代表字母及数字大类小类基本规格名称代号名称代号焊接发电机A下降特性平特性多特性XPD额定电流(A)焊接变压器B下降特性平特性XP焊接整流器Z下降特性平特性多特性XPD提问:1、BX1---300---1型号电焊机各字母和数字的含义?2、工具1)焊接电缆:它是焊接专用电缆线,用紫铜制成,要求有一定的截面积,良好的导电性、绝缘性和柔软性。作用是传导电流。焊钳:它作用是夹持焊条和传导电流。面罩:它的作用是保护眼睛和面部,以免弧光的灼伤。刨锤;用以清掉覆盖在焊缝上的焊渣。(三)电焊条1、焊条的组成和作用焊条由焊芯(金属芯)和药皮组成1)焊芯是焊接用专用的金属丝,是组成焊缝金属的主要材料。焊接时焊芯的主要作用:一是作为一个电极起传导电流和引燃电弧的作用。二是熔化后作为填充金属与熔化后的母材一起形成焊缝。为了保证焊缝质量,对焊缝金属的化学成分有较严格的要求。因此,焊芯都是专门冶炼的,碳、硅含量较低,硫、磷含量极少。焊条的直径用焊芯的直径表示,焊条直径的规格有Φ1.6、Φ2.5、Φ3.2、Φ4、Φ5、Φ6毫米几种,长度200-550毫米不等。而我们实习用焊条直径为Φ3.2毫米,长度为350毫米。2)在手工电弧焊时焊条中的药皮的主要作用是:①机械保护作用:利用药皮熔化后释放出的气体和形成的的熔渣隔离空气,防止有害气体侵入融化金属。②冶金处理作用:去处有害杂质(如氧、氢、硫、磷)和添加有益的合金元素,使焊缝获得合乎要求的化学成分和机械要求。③改善焊接工艺性能:使电弧燃烧稳定,飞溅少,焊缝成型好,易脱渣等。2、电焊条的分类1)根据焊条药皮的性质不同,焊条可以分为酸性焊条和碱性焊条两大类。药皮中含有多量酸性氧化物(TiO2、SiO2等)的焊条称为酸性焊条。药皮中含有多量碱性氧化物(CaO、Na2O等)的称为碱性焊条。酸性焊条能交直流两用,焊接工艺性能较好,但焊缝的力学性能,特别是冲击韧度较差,适用于一般低碳钢和强度较低的低合金结构钢的焊接,是应用最广的焊条。碱性焊条脱硫、脱磷能力强,药皮有去氢作用。焊接接头含氢量很低,故又称为低氢型焊条。碱性焊条的焊缝具有良好的抗裂性和力学性能,但工艺性能较差,一般用直流电源施焊,主要用于重要结构(如锅炉、压力容器和合金结构钢等)的焊接。2)按焊条的用途不同,焊条可分为结构钢焊条(碳钢焊条及低合金焊条)、不锈钢焊条、铸铁电焊条、耐热钢电焊条、低温电焊条、堆焊焊条、铜和铜合金、镍和镍合金、铝及铝合金焊条等,其中结构钢焊条应用最广。3、碳钢焊条的编制碳钢焊条的型号由字母“E”四位数字组成。字母“E”表示焊条;前两位数字表示熔敷金属抗拉强度的最小值,碳钢焊条分E43(熔敷金属抗拉强度≥420Mpa)和E50(熔敷金属抗拉强度≥490Mpa)两个系列;第三位数字表示焊条的焊接位置,“0”及“1”表示焊条适用于全位置焊接(平、立、仰、横焊),“2”表示焊条适用于平焊及平角焊,“4”表示焊条适用于向下立焊;第三位和第四位数字组合时表示焊接电流种类及药皮类型,见表2。表2焊接电源种类及药皮类型数字药皮类型焊接电源种类与极性00特殊型交流或直流正反接01钛铁矿型交流或直流正反接03钛钙型交流或直流正反接08石墨型交流或直流正反接10高纤维素钠型直流反接11高纤维素钠型交流或直流反接12高钛钠型交流或直流正接13高钛钾型交流或直流正反接14铁粉钛型交流或直流正反接15低氢钠型直流反接16低氢钾型交流或直流反接18铁粉低氢型交流或直流反接20氧化铁型交流或直流正接22氧化铁型交流或直流正反接23铁粉钛钙型交流或直流正反接24铁粉钛型交流或直流正反接27铁粉氧化铁型交流或直流正接28铁粉低氢型交流或直流反接提问:2、E4303和E4315型号焊条表示的意义?(四)手工电弧焊技术1、电焊机的接线方法如图4所示。2、电孤的引燃方法手工电弧焊的引燃方法是采用接触法。具体应用时又可分为划擦法和敲击法两种。划擦法引弧动作似划火柴,对初学者来说易于掌握,但容易损坏焊件表面。敲击法引弧由于焊条端部与焊件接触时处于相对静止的状态,操作不当,容易造成焊条粘住焊件。此时,只要将焊条左右摆动几下就可以脱离焊件。3、运条电弧引燃后,迅速将焊条提起2—4毫米进行焊接,焊接时应有三个基本动作:1)焊条中心向熔池逐渐送进,以维持一定的弧长,焊条的送进速度应与焊条熔化的速度相同。否则会产生断弧或焊条与焊件粘连现象。2)焊条的横向摆动,以获得一定的焊缝宽度。3)焊条沿焊接方向逐渐移动,移动速度的快慢影响焊缝的成型。4、手工电弧常用的运条方法: