7.1 等离子弧焊接的基本原理及设备（教案）-高二-《普通焊接方法与工艺》同步精品课堂（高教版）

《普通焊接方法与工艺》教案 课 题 7.1 等离子弧焊接的基本原理及设备 课 型 理实一体 课 时 2 授课班级 授课时间 授课教师 教材分析 本学期教学所用的课程教材是选用高等教育出版社、张毅敏、周宝升主编的《普通焊接方法与工艺》。本书在编写过程中紧密结合工作岗位，与职业岗位对接，选取的案例贴近生活、生产实际，将创新理念贯彻到内容选取、教材体例等方面。详细介绍了各种常用焊接方法的原理、特点、设备、焊接材料及其相应的焊接工艺等知识，并对新的焊接方法与技术做了介绍。 学情分析 从目前大多数中职院校学生的现状来看，部分学生的厌学情绪高涨，课堂上的学习效率不高，在课堂上的学习较为被动，参与积极性不高。因此在实际教学中，以信息化教学为主，通过视频观看，图片、实物展示等手段，激发学生好奇心。 学习目标 知识目标： 1.掌握等离子弧的形成、特点及类型 2.了解等离子弧焊接设备 技能目标： 熟悉等离子弧焊接的设备并会准确应用 情感目标： 通过学习，培养学生善于发现问题、解决问题的能力，培养学生观察、讨论的学习态度，培养学生职业素养、安全意识和工匠精神。 学习重难点 重点：等离子弧的形成、特点；等离子弧焊接设备 难点：等离子弧焊接设备 教学方法 案例分析、讲解、小组讨论法 课前准备 1.准备实物零件，课堂演示使用。 2.学生课前预习。 教学媒体 电子课件、多媒体视频 教学过程 教学环节 教师活动设计 学生活动设计 设计意图 活动一： 创设情境 生成问题 1.情景导入： 等离子：当电离过程频繁发生，使电子和离子的浓度达到一定的数值时，物质的状态也就起了根本的变化，它的性质也变得与气体完全不同。 为区别于固体、液体和气体这三种状态，称物质的这种状态为物质的第四态，即等离子态。 2.引导学生分析任务书，明确本节课的学习内容。 3.展示本讲学习目标。 1. 情景导入 2. 接收并查看本节课堂任务书。 3. 了解学习目标，带着目标进行学习。 1.以知识导入的方式进行，引起注意，引出新知。 2.通过任务实施，调动学生积极性。 活动二： 调动思维 探究新知 一、等离子弧的形成 等离子弧是将自由电弧压缩而成的。电弧在电极与焊件之间产生，通过水冷喷嘴的内腔，受到强烈的压缩，弧柱截面缩小，电流密度增加，能量密度提高，电弧温度急剧上升，电弧介质的电离程度剧增，在弧柱中心部分接近完全电离，形成明亮的细柱状的等离子弧。 这种对自由电弧的弧柱进行强迫压缩的作用称为“压缩效应”。使弧柱产生“压缩效应”有以下三种形式： 1．机械压缩效应 电弧在电极和焊件间产生，电弧经过水冷喷嘴后，弧柱受喷嘴孔径限制，使弧柱截面积变小，使其受到压缩，这种作用称为机械压缩。 2．热收缩效应 当往喷嘴通入一定速度和流量的气体后，使靠近喷嘴内壁的气体受到强烈的冷却作用，弧柱周围的温度和电离度迅速下降，在靠近喷嘴孔内壁产生一层电离度几乎为零的冷气膜，迫使电流集中到弧柱中心区域，从而使弧柱导电横截面进一步减小，电流密度急剧增加，电弧被进一步压缩，这种压缩作用就称为热压缩效应。 3．磁压缩效应 当电弧产生后，带电粒子在弧柱中运动，可以看成一束通过平行而同方向电流的直导线。这时电弧相当于平行导线通过方向相同的电流，根据电磁感应的原理，在“导线”即弧柱周围就会产生磁场，电流与磁场的相互作用，就会产生与电流方向垂直而指向弧柱中心的径向电磁力，使电弧受到压缩，这种现象称为磁压缩效应。电流越大，磁压缩效应也就越强。 二、等离子弧的特点 等离子弧与普通自由电弧相比，有以下特点： 1.能量密度大，温度梯度大，热影响区小，可焊接热敏感性强的材料。 2.2.电弧稳定性好，焊接速度高，可用穿透式焊接，使焊缝一次双面成形，表面美观，生产率高。 3.气流喷速高，机械冲刷力大，可用于焊接大厚度工件或切割大厚度不锈钢、铝、铜、镁等合金。 4．电弧挺度好，等离子弧的扩散角仅5o左右，基本上是圆柱形，弧长变化对工件上的加热面积和电流密度影响比较小。因此，等离子弧焊弧长变化对焊缝成形的影响不明显。 5．5.电弧电离充分，电流下限达0.1A以下仍能稳定工作，适合于用微束等离子弧（0.2～30A）焊接超细（直径1mm以下）超薄板（厚度0.01～2mm）的件，如膜盒、热电偶等。 6．设备比较复杂、费用较高，工艺参数调节匹配也比较复杂。 1. 视频学习思考 2. 教师结合图表进行讲解 3. 小组任务 1. 加深学生对概念的理解，诱发主动思考 2. 实时追踪学生掌握程度，做好过程控制 3. 小组讨论，培养解决问题和团队合作能力 活动三： 调动思维 探究新知 三、等离子弧的类型 按电源连接方式和形成等离子弧的过程不同，等离子弧有非转移型、转移型