铝合金格栅加工教案

授课教师郭海滨班级审阅授课日期学习单元空调格栅的焊接加工课时7教学分析空调格栅，是用来作为空调室外机的外罩使用，该产品安装在居民小区里，要起到美观装饰作用，并要有一定的防护功能，所以要求外形工整，坚固耐用。产品材料是铝合金，由铝方管、铝板和槽铝三种型材焊接而成。铝合金型材的壁厚一般是0.8mm、1.0mm、1.2mm、2.0mm，对接焊缝一般开I型坡口，角焊缝焊角尺寸要求2mm左右，焊缝要求美观，外形工整即可。根据产品材料、焊缝位置以及铝合金型材厚度要求，我们选用手工钨极氩弧焊进行加工生产。教学目标知识目标1、熟悉手工钨极氩弧焊有关理论知识。2、掌握铝合金钨极氩弧焊的焊接性能及焊接工艺与方法。能力目标（专业能力、方法能力、社会能力）1、熟练掌握钨极氩弧焊的基本操作。2、能够熟练对铝及其合金进行手工钨极氩弧焊焊接。素养目标培养学生团结协作的精神，认真细致，吃苦耐劳的工作作风。教学重点手工钨极氩弧焊的操作方法和技巧教学难点手工钨极氩弧焊操作技能的掌握和提高教学准备环境：焊接实训车间设备、工具：WS—300型钨极氩弧焊机及其附属设备、防护用品、锉刀、敲渣锤、钢丝刷、角向磨光机等辅助工具。材料：试板材料为铝合金板，尺寸为3mm×100mm×300mm两块。焊丝型号为SAlMg—5，直径2.5mm。瓶装氩气，气体纯度99.9%以上。教学环节教学内容及过程设计教学方法组织教学导入新课布置任务一、组织教学1、清理工位，清点工具，检查车间和设备的安全情况，作好记录。2、清点人数，检查学生工作服的穿戴情况。3、分配工位和工具，领取面罩和手套等防护用具。二、任务导入利用对空调格栅的产品介绍，引入手工钨极氩弧焊的概念，进而将任务细化为薄铝板平对接钨极氩弧焊的操作学习。图片展示任务驱动以任务书为引领，按照要求展开学习。教后记（教学反思）成功做法：本课成功之一是理实结合，运用任务驱动教学法，教学过程与教学内容相结合，不拘一格。教学灵感：在实施教学的过程中，让学生从做中学，勤学苦练，配合教师示范作用，充分发挥学生主动性。学生疑难：空调格栅焊接生产工艺流程。改进措施：在教学过程中，适当增加焊接工艺方面理论教学，不能单纯练习焊接技能，技能要与生产实际相结合。教学环节教学内容及过程设计教学方法分析任务分析任务三、任务过渡预备任务：薄铝板平对接钨极氩弧焊1、试件分析2、任务分析：铝及铝合金薄板焊接相对于碳素钢来说有一定的难度，由于铝合金从固态转变为液态颜色变化不明显，难以掌握熔池温度，稍有不慎就容易出现凹陷及烧穿。因此，要严格清理工件，去除焊件及焊丝表面的氧化膜，使之露出金属光泽，以避免因氧化膜的存在而影响焊接质量。由于铝及其合金极易氧化，所以对氩气的纯度要求较高，必须≥99.9%，焊接时注意对焊接区域的气体保护。3、任务处理：⑴相关知识①用钨极作电极，利用从喷嘴流出的氩气在电弧及焊接熔池周围形成连续封闭的气流，保护钨极、焊丝、和焊接熔池不被氧化的手工操作称为手工钨极氩弧焊。学生分组讨论，教师适时指导分析任务后，运用启发教学法，总结出焊接工艺流程。教学环节教学内容及过程设计教学方法任务处理手工钨极氩弧焊机由焊接电源、控制系统、焊枪、供气系统等部分组成。1、焊接电源具有陡降特性的交、直流两用电源。2、控制系统包交流接触器、脉冲稳弧器、延时继电器等。3、供气系统包括氩气瓶、氩气流量调节器、电磁气阀等，电磁气阀能够起到提前供气和滞后停气的作用。4、焊枪由电极、陶瓷喷嘴、导气套筒、电极夹头、枪体、电极帽、导气管、导水管、控制开关、焊枪手柄等组成。焊枪的作用是传导电流、夹持钨极和输送氩气。5、钨极起传导电流、引燃电弧、维持电弧正常燃烧的作用。目前所用的钨极材料主要有纯钨、钍钨和铈钨三种。使用小电流施焊时，磨削成圆锥形。使用直流正接时，磨削成平底锥形。使用交流氩弧焊时，钨极端部磨削成圆球形，以减少极性变化对电极的损耗。②铝及其合金焊接电源1、采用交流电源。在焊接铝及其合金时，在它们的表面有一层致密的高熔点氧化膜，该氧化膜如不及时清除，将会造成未熔合、夹渣和气孔等缺陷。采用交流钨极氩弧焊时，可利用其“阴极破碎”作用，即负半波（工件为负，钨极为正）时利用阴极破碎去除氧化膜。另外，正半波（工件为正，多极为负）时，钨极因发热量低，可以得到冷却，以减少钨极的烧损。因此，交流钨极氩弧焊一般用来焊接氧化性强的铝及其合金。注：钨极氩弧焊采用直流反接时，焊件为阴极，氩的正离子高速流向焊件，撞击焊件（铝、镁及合金）表面，将表面致密难熔的氧化膜（Al2O3、MgO)击碎并除去，使焊接顺利进行，这一现象称为“阴极破碎”作用，或“阴极雾化”作用、“阴极清理”作用。2、可调脉冲宽度：在焊接时，高脉冲提供大电流值，这是在留间隙的根部焊接时为完成熔透所需的；低脉冲可冷却熔池，这就可防止接头根部烧穿。脉冲作用还可以减少向母材的热输入，有利于薄铝件的焊接。③焊接方法1、焊枪角度和运丝方法，和氩弧碳钢焊接基本相同。2、焊接铝合金时，焊枪采用直线断续移动方式。焊枪按一定的时间间隔停留和前移。一般是在停留时间送入焊丝，然后焊炬向前移动。焊接启发引导互动归纳总结教学环节教学内容及过程设计教学方法3、由于铝合金热导率高，为了减少变形，应采用比焊接碳钢快的焊接速度；采用快送，少送焊丝的方法，以避免焊丝熔合不良的缺陷，影响焊道成型美观；收弧时多送几滴熔滴，或回焊几毫米左右，防止产生弧坑裂纹。4、焊接铝及合金时，钨极端部的形状要求是球形的。端部圆台形适用焊接低碳钢、低合金钢；端部圆锥形适用焊接不锈钢。5、由于铝合金凝固点低，焊接中，严禁振动、翻动，需要翻动时，必须待焊缝金属冷却到300℃以下时，再轻轻翻动。6、焊件焊接时，应采取防变形措施。焊接顺序应对称进行；壁厚不等的焊件应采取加强拘束措施，防止应力不均匀。④常见缺陷及成因常见缺陷成因焊缝金属裂纹1参数选择不合适，焊缝深宽比太大2熄弧不佳导致产生弧坑近缝区裂纹1近缝区过热2焊接热输入过大焊缝气孔1工件表面未清理干净，有氧化膜、油污、水分等2焊材表面有氧化膜、油污、或焊材受潮3电弧太长，或套筒堵塞等导致气体保护效果欠佳4电弧电压太高，造成电弧分散，气体保护效果变差咬边1焊接速度太快2电弧电压太高，熔池过大。3电流过大4电弧在熔池边缘停留时间不当5焊枪角度不正确未熔合1工件边缘或坡口区域清理不到位2热输入不足未焊透1接头设计不合适，坡口太窄或间隙太小等教学环节教学内容及过程设计教学方法2焊接技术不当，电弧应处于熔池前沿3热输入不合适（电流太小或电压太高）4焊接速度太快飞溅过大1电弧电压过低或过高2工件表面清理不彻底3导电嘴磨损或送丝不稳定⑵操作要领①焊前准备（一）焊前准备1、试板试板材料为铝合金板，尺寸为3mm×100mm×300mm两块。2、焊材焊丝型号为SAlMg—5，直径2.5mm。瓶装氩气，气体纯度99.9%以上。3、焊接设备WS—300型钨极氩弧焊机及其附属设备4、辅助工具电焊防护面罩、锉刀、敲渣锤、钢丝刷、角向磨光机等。（二）操作步骤1、焊前清理检查钢板平直度，并修复平整。为保证焊接质量，需在坡口两侧正反面15mm内除锈、除油打磨干净，露出金属光泽。对焊丝也要进行两样的清理。2、装配定位焊在焊缝两端20mm范围内焊接定位，定位焊缝长度≤10mm。装配及反变形如图所示。教学环节教学内容及过程设计教学方法任务处理3、工艺参数见表4、焊接过程（1）引弧：在定位焊处用高频振荡引弧，电弧引燃并稳定燃烧后，再移到焊接处。保持喷嘴至焊接处一定距离并稍作停留，使母材形成熔池后再送丝。（2）左向施焊：起焊时用焊丝触碰焊接部位进行试探，当觉得该部位变软有熔化迹象时，立即添加焊丝，一般采用断续点滴填充法，向溶池边缘以滴状往复加入。送丝过程中，焊枪与焊丝的运作要协调，焊枪要控制天下一定的弧长，且要平稳而均匀地前移。焊丝端部在钨极下方，不可触及钨极，焊枪要对准坡口根部的中心线，避免焊缝偏移。焊接时要击穿根部打开熔孔，使坡口两侧各熔化0.5～1mm，以保证背面成形良好。遇到定位焊缝时抬高焊枪，使焊枪与焊件间的角度加大，以保证焊透。若焊件间隙变小时，则应停止填丝，压低电弧直接击穿焊件；当间隙变大时，应向熔池添加焊丝，加快焊接速度，以避免产生烧穿和塌陷。如果熔池有下沉现象，应将焊枪断电片刻，再重新引弧继续焊接。（3）收弧和接头：一根焊丝用完后，焊枪暂不抬起，按下电流衰减开关，等待熔池缩小且凝固后，再移开焊枪。左手迅速更换焊丝，将焊丝端头置于溶池边缘后，启动焊枪开关继续进行焊接。接头时，尽可能快速引弧，然后将电弧拉至收弧处，压低电弧直接击穿坡口根部，形成新的熔池后，添加焊丝再进行焊接。（4）焊后清理焊接完毕之后，用钢丝刷将焊渣、飞溅物等清理干净，使焊缝处于原始状态。并将焊枪连同输气管和控制电缆等盘好挂起，清理好现场。教学环节教学内容及过程设计教学方法⑶质量评价⑷生产实习一、生产图纸二、焊接流程（一）下料（二）打磨清理打磨掉上道工序产生的毛刺，离坡口15mm范围内清理干净。教学环节教学内容及过程设计教学方法（三）外框定位焊（四）外框焊合教学环节教学内容及过程设计教学方法（五）挡板焊接（六）内框定位焊（七）内框焊合（八）槽铝定位焊（九）槽铝焊合（十）整形清理（十一）质量检测1、尺寸检测：尺寸公差不超过±1mm。2、形位公差检测：垂直度公差不超过±1°。3、焊缝外观检测：无虚焊、漏焊缺陷，焊缝不能有未焊透、气孔、裂纹等缺陷，飞溅、焊渣要打磨干净，焊缝要求打磨平整。4、产品外观要求工整，凭视觉不能观察出变形。任务书项目内容课题空调格栅的焊接加工学习材料生产图纸、预习提纲、任务书、教材内相关知识引导问题1、焊接参数如何选择？2、焊接的步骤和要领是怎样的？学习方式及要求全班学生分组，让各组学生自由讨论，互相学习，共同提高，教师作为课堂的引导者。各组完成上述任务并派代表交流展示，学生和教师共同点评。学习步骤1、以小组为单位进行任务分析，讨论学习（轮换选一名学生作为督导员，专门记录）；2、小组交流学习成果，其他小组给予点评；3、教师做点评，强化知识点，加深理解。反思检测找出自身优点与不足，总结经验，取长补短，提高自己的综合能力。备注：该评价表先进行自评，后交由各小组长评，最后由教师评，A得3分，B得2分。任务评价表序号检查项目配分标准自评分小组评分教师评分总分1焊前准备劳动保护准备2个人及工作环境防护齐备2试板焊丝清理4干净3参数选择4正确4装配定位焊6定位可靠反变形正确5外观检查正面焊缝余高6≤3mm6背面焊缝余高6≤2mm7正面余高差6≤2mm8正面焊缝宽度6大于坡口1～3mm9宽度差6≤2mm10内凹6凹陷长度≤15mm11夹渣6无12焊瘤6无13未焊透6无14错边6≤0.5mm15气孔6无16咬边6≤0.5mm17焊后角变形6≤3°18焊后自查焊后清理4干净19合理节约焊材4不浪费焊丝，及时关闭气瓶20安全文明生产4服从管理，安全操作总分100