课题二十一电渣焊及先进焊接方法简介教案

1课程《焊工工艺与技能训练》项目单元一授课日期任务九电渣焊及先进焊接方法简介授课班级教学方法讲授、启发、演示、总结相结合教具多媒体投影仪课时14课时教学目的知识目标：1、电渣焊工作原理2、先进焊接方法简介.能力目标：1、掌握电渣焊的原理、特点、类型、工艺过程和焊接工艺参数的选择。2、了解先进焊接方法的工作原理。情感目标：激发学生的学习热情，增强学生的自信心。教学重点掌握电渣焊的原理、特点、类型、工艺过程和焊接工艺参数的选择。教学难点了解先进焊接方法的工作原理。教材分析教学重点是根据图纸的技术要求及评分表的要求，让学生根据已掌握的工艺知识对实训课题件的特点进行可焊性分析，合理选择工艺参数（焊条、电流、坡口工艺尺寸等），并对实习件正确装配和焊接，掌握单面焊双面成形技术要求。同时通过本课题的实训掌握了单面焊双面成形的焊接技术,而且进一步提高学生焊接的技能，以适应高质量焊件的生产操作。学情分析授课的对象是中级焊接专业的学生，有一定的专业理论基础知识，学生由于以前没有接触过实践,通过手把手教学生动手操作，克服害怕心理和恐惧心理，建立敢于独立工作的信心和能力，促进他们树立正确的学习观，充分调动学习的积极性，体会学习的快乐。2教学过程备注任务导入：电渣焊是一种50年代开始应用于工业生产的熔化焊方法，它可以“以小拼大”，将较小的铸件、锻件、钢板拼焊成大型机器产品零件。在大厚度焊接结构的焊接中，具有生产率高、自动化程度高、工人劳动强度低等优点，它在大型压机、大型锅炉、远洋船舶、大型水轮机、大型转炉等产品制造中，发挥了重要作用。近年来，随着钢结构的不断发展，箱形梁（柱）的隔板焊接，广泛采用了小孔熔嘴电渣焊工艺、使电渣焊得到了近一步的发展。相关知识：一、电渣焊原理1、电渣焊是一种高效熔化焊方法，它利用电流通过高温液体熔渣产生的电阻热做为热源，将被焊的工件（钢板、铸件、锻件）和填充金属（焊丝、熔嘴、板极）熔化，而熔化金属以熔滴状通过液体渣池，汇集于渣池下部形成金属熔池。由于填充金属的不断送进和熔化，金属熔池不断上升，熔池下部金属逐渐远离热源，在冷却滑块（或固定成形块）冷却下，逐渐凝固形成焊缝，见图图片展示提起学生兴趣，使学生对固定管板焊有个初步感性认识对照挂图仔细讲解32、电渣焊特点与其他熔化焊相比，电渣焊有以下特点：1）当电流通过渣池时，电阻热将整个渣池加热至高温，热源体积远较焊接电弧大，大厚件工件只要留一定装配间隙，便可一次焊接成形，生产率高。2）电渣焊一般在垂直或接近垂直的位置焊接，整个焊过程中金属熔池上部始终在液体渣池，夹杂物及气体有较充分的时间浮至渣池表面或逸出，故不易产生气孔和夹渣；熔化的金属熔滴通过一定距离的渣池落至金属熔池。渣池对金属熔有一定的冶金作用，焊缝金属的纯净度较高。3）调整焊接电流或焊接电压，可在较大范围内调节金属熔池的熔宽和熔深，这一方面可以调节焊缝的成形系数，以防止焊缝中产生热裂纹。另一方面还可以调节母材在焊缝中的比例，从而控制焊缝的化学面分和力学性能。4）电渣焊渣池体积大，高温停留时间较长，加热及冷却速度缓慢，焊接中、高碳钢及合金钢时，不易出现淬硬组织，冷裂纹的倾向较小。如规范选择适当，可不预热焊接。5）由于加热及冷却速度缓慢，高温停留时间较长，焊缝及热影响区晶粒易长大并产生魏氏组织，因此焊后应进行退火加回火热处理，以细化晶粒，提高冲击韧性，消除焊接应力。3、电渣焊的分类电渣焊一般根据时所采用的电极种类进行分类，掌握固定管板焊接时的焊条角度变化。采用看熔池颜色的变化来调整运条速度比较每个人焊4二、电子束焊的基本原理电子束焊是一种高能束流焊接方法。一定功率的电子束经电子透镜聚焦后，其功率密度可以提高到106W/cm2以上，是目前已实际应用的各种焊接热源之首。电子束传送到焊接接头的热量和其熔化金属的效果与束流强度、加速电压、焊接速度、电子束斑点质量以及被焊材料的热物理性能等因素有密切的关系。三、激光焊原理激光是指激光活性物质（工作物质）受到激励，产生辐射，通过光放大而产生一种单色性好、方向性强、光亮度高的光束。经透射或反射镜聚焦后可获得直径小于0.01mm、功率密度高达106～l0l2W/cm2的能束，可用作焊接、切割及材料表面处理的热源。激光焊实质上是激光与非透明物质相互作用的过程，这个过程极其复杂，微观上是一个量子过程，宏观上则表现为反射、吸收、加热、熔化、汽化等现象。四、搅拌摩擦焊（FrictionStirWelding，简称FSW）是基于摩擦焊技术的基本原理，由英国焊接研究所（TWI）于1991年发明的一种新型固相连接技术[2~5]。与常规摩擦焊相比，其不受轴类零件的限制，可进行板材的对接、搭接、角接及全位臵焊接。与传统的熔化焊方法相比，搅拌摩擦焊接头不会产生与熔化有关的如裂纹、气孔及合金元素的烧损等焊接缺陷；焊接过程中不需要填充材料和保护气体，使得以往通过传统熔焊方法无法实现焊接的材料通过搅拌摩擦焊技术得以实现连接；焊接前无须进行复杂的预处理，焊接后残余应力和变形小；焊接时无弧光辐射、烟尘和飞溅，噪音低；因而，搅拌摩擦焊是一种经济、高效、高质量的“绿色”焊接技术，被誉为“继激光焊后又一次革命性的焊接技术”。目前，搅拌摩擦焊技术已在飞机制造、机车车辆和船舶制造等领域得到广泛的应用，主要用于铝铝合金、铜合金、镁合金、钛合金、铅、锌等有色金属材料的焊接，黑色金属如钢材等的焊接也已成功实现五、弧焊机器人可以被应用在所有电弧焊、切割技术范围及类似的工艺方法中。最常用的应用范围是结构钢和CrNi钢的熔化极活性气体保护焊(CO2气体保护焊、MAG焊)，铝及特殊合金熔化极惰性气体保护焊(MIG)，CrNi钢和铝的加冷丝和不加冷丝的钨极惰性气体保护焊(TIG)以及埋弧焊。除气割，等离子接时的优缺点，分析焊接技巧。按照各小组，老师逐个演示巡回指导、纠正重点一、使学生了解并灵活运用手臂和手腕动作二、水平固定管板仰位、平位的接头方法5弧切割及等离子弧喷涂外还实现了在激光切割上的应用。操作步骤安装引弧槽、熄弧槽→安装熔嘴→手动送焊丝→放入引弧剂→放入焊剂→引弧建渣池→正常焊接→收弧。任务评定：根据评分标准自测和互测找出不足，并总结出好的焊接经验。形式：自评、小组互评、教师点评注意事项1.在焊接过程中，应根据熔池情况补充少量焊剂。2.焊接过程中，如出现异常有断弧的可能，调整熔嘴的高度。3.随时观察熔嘴是否在焊缝中心，随时进行调整，以免熔嘴与侧壁短路，造成断弧。4.随时观察侧板的红热状态，如有异常，随时进行规范参数的调整。课堂练习：1、简述电渣焊的原理、特点、类型、工艺过程和焊接工艺参数的选择。2、简述先进焊接方法的工作原理。教学后记：《焊工工艺与技能训练》是一门理论与实践相结合的课程，学生学习积极性较高，因此，教学效果理想，学生对知识的理解情况较好。自评、互评老师点评