9.5 管板骑座式垂直固定俯位焊（教案）《焊工技能训练》（劳保社·第5版）同步精品课堂

《焊工技能训练》教案 详细教案 一、设计摘要 课程课题 任务9.5 管板骑座式垂直固定俯位焊 授课教师 1 学时数 1 授课班级 人数 授课时间 教学地点 理实一体化教室 二、设计意图 学情分析 职高学生已掌握基础焊接操作和简单板材焊接知识，但管板骑座式垂直固定俯位焊存在独特挑战。该焊接位置需兼顾管道与板材的熔合，空间角度复杂，学生易出现熔池控制不稳、焊脚不对称等问题。在确定焊接参数时，因管板材质、厚度差异，难以精准匹配电流、电压和速度。编程与焊接环节中，路径规划需兼顾环形焊缝与板管过渡，部分学生逻辑理解困难。教学中需通过对比常见焊接类型，强化实操演示，分解编程任务，利用错误案例分析帮助学生突破技术难点。 背景分析 在能源化工、电力制造等领域，管板骑座式垂直固定俯位焊广泛应用于锅炉、压力容器、换热器等设备制造中。这类焊接连接需承受高温、高压、强腐蚀等复杂工况，其焊接质量直接关乎设备的安全运行与使用寿命。随着工业自动化程度提升，对该焊接工艺的标准化、精细化要求日益严格。对于职高学生而言，掌握此项技术不仅是专业技能的进阶，更是未来进入装备制造行业的必备能力，有助于他们适应行业对高技能焊接人才的需求，为国家重大装备的安全稳定运行提供技术支撑。 学习目标 设定 素质目标 知识目标 能力（技能）目标 学生能清晰阐述管板骑座式垂直固定俯位焊的焊前准备流程； 掌握焊件清理、装配要点及焊接参数（电流、电压、速度）的匹配原则； 熟悉焊接质量验收标准与缺陷成因。 培养学生严谨细致的工匠精神和安全操作意识，通过成功完成高难度焊接任务增强自信心，激发对复杂焊接工艺的探索热情，树立“质量优先”的职业责任感。 学生可规范完成管板清理、装配与固定，根据管径和板厚合理确定焊接参数； 熟练运用编程方法规划焊接路径，独立完成焊接操作，确保焊缝成型均匀、焊脚对称，无咬边、气孔等缺陷。 学习任务 描述 学生能清晰阐述管板骑座式垂直固定俯位焊的焊前准备流程 掌握焊件清理、装配要点及焊接参数（电流、电压、速度）的匹配原则 熟悉焊接质量验收标准与缺陷成因 教学资源 准备 教师准备：讨论主题、学生任务书； 学生准备：在线讨论、完成任务书。 教学重点 焊接路径与手法控制 教学难点 管板过渡处焊接质量 教学难点突破方法 利用3D模拟视频展示熔池变化，通过“斜锯齿形+月牙形”运条分解练习，配合低电流模拟焊接，强化学生对熔池形态的感知与控制能力 三、教学策略 教法 讲授法、演示法、讨论法； 学法 小组讨论法、自主阅读法。 四、教学资源 教材工具材料 《焊工技能训练》，主编：米光明，第5版；中国劳动社会保障出版社出版。 教学情景 创设 五、教学过程 教学环节 教学内容 教师活动 学生活动 设计意图 知识复习与回顾（2分钟） [引入主题]（2分钟） 任务引入：学生能清晰阐述管板骑座式垂直固定俯位焊的焊前准备流程 提出问题，认真回答问题。 接收并查看本节课堂任务书。查看并记住本节任务的学习目标。 1、组织学生回答问题，使同学们提起兴趣，对学习内容参与度更深。 2.下发和展示任务，让学生明确课堂任务，学习课堂知识。 新 课 导 入 （3分钟） [新课引入]（3分钟） 引导学生分析任务书，明确本节课的学习内容。 通过任务书，采用提问方式引出今天的内容。 1.跟上老师思路。 2.学生分小组交流讨论，总结出小组答案。 激发学生探索学习的欲望与兴趣，还可以把本次课程的内容快速引入课堂。 探索 新知（2分钟） 一、焊前准备 (1)焊件材料:20 钢管、Q235 钢板。 (2)焊件尺寸:钢管:57mmx5mm，L=100mm;钢板:100mmx100 mmx10 mm, 如图 9-116 所示。 (3)焊接要求:单面焊。 (4)焊接材料:焊丝选用 ER49-1，直径为 1.2mm。 (5)焊接设备:KR5 R1400 型 KUKA焊接机器人及 Artsen PM400A 型麦格米特电源。 上课前老师收集相关的新专业、职业、技能等知识。 学生对新专业了解后，再上网查一下新专业所涉及的知识点。 使用学生对新专业有个大概了解，自己再去收集相关资料补充自己的知识面。 学 习 新 知（14分钟） 二、焊件清理与装配 (1)焊前清理 清理焊件待焊处两侧各 20mm 范围内的油污、锈蚀、水分及其他污物，直至露出金属光泽。 (2)装配 始焊端装配间隙为 1.8mm，终焊端装配间隙为 2.0mm。 (3)定位焊 将修磨完毕的焊件采用骑座式装配定位，定位焊采用与正式焊接相同型号的焊丝，按圆周方向在焊件坡口内均布2处，焊缝长度为10~15mm，通过修将接头处打薄。 主要讲解焊件清理与装配。 学生在书本上找出对应的内容并勾画出重点内容。 通过直观教学法，使用电教媒体PPT的形式，不仅能进一步激发学生的兴趣，也有利于加深学生对知识的理解和对内容的掌握。 三、焊接过程 机器人焊接过程中电流密度大，熔深大，即使不开脉冲模式也可以保证焊接质量。因此，在薄壁工件焊接时通常采用大电流一次成形，以保证机器人焊接的工作效率。焊接机器人管板骑座式垂直固定俯位焊操作步骤如下。 (1)编程 编程前准备和初步设置焊接参数同本单元课题一。 1)选择坐标和 TCP 工具。用触屏笔点击示教器屏幕右上方的坐标系选项，在界面中选择KUKA机器人默认基坐标系，选择TCP为1号工具，如图 9-117所示。 2)新建程序。在示教器屏幕依次点击新建程序文件夹一新建程序(输人程序名为guanban),然后打开新建的程序(guanban进行编辑，出现以下默认程序语句: 3)设置安全过渡点(P1)位置。将焊枪移至开始处安全过渡点位置，如图9-119所示，点击“指令”键，从该栏中点击“运动”，选择“PTP”或“LIN”，点击“确定参数”，再点击指令“OK”，如图 9-120所示。 4)设置焊接电流。点击“指令”键，从该栏中点击“模拟输出”，选择“静态”，在弹出的对话框中选择“CHANNEI_1”并更改参数(设置焊接电流，选0.24，电流值为130 A)，点击 指令“OK”,如图 9-121 所示。 5)设置电弧电压。点击“指令”键，从该栏中点击“模拟输出”，选择“静态”，在弹出的对话框中选择“CHANNEL_2”并更改参数(设置电弧电压，选0.24，电压值为19 V)，点击指令“OK”,如图 9-122 所示。 (2)焊接 如果程序经模拟运行无误，将示教器调至自动模式(见图9-140)，穿戴必要的劳动保护用品，开启通电键(见图9-141)，按下启动键(见图9-139)进行通电焊接，并观察机器人运行情况，如图9-142所示，示教器可以挂在控制柜上或握于手中。管板骑座式垂直固定俯位焊焊缝如图9-143 所示。 教师根据课本内容讲解焊接过程。 学生跟上老师的思路； 抽取学生回答老师的提问； 让学生能够快速的掌握学习内容，突破了课程内容难点。 四、焊接质量要求 焊接机器人管板骑座式垂直固定俯位焊焊接质量要求如下： (1)示教编程程序正确，焊接参数选择合理。 (2)焊缝两侧与母材熔合良好，焊缝波纹均匀、美观且无明显咬边、未熔合等缺陷。 (3)焊脚尺寸对称且满足尺寸要求。 教师讲解焊接质量要求，通过展示图片和理论相结合的形式，更形象的记忆 学生跟上老师的思路； 图片展示更加直观 学生再练习（6分钟） 4、分配任务：（6分钟）（思政导入：团队合作，培养学生学会思考，解决问题能力） 1）、以小组为单位回答问题：简如何通过编程控制管板焊接路径？ 2）、每组派出代表回答老师提问 4）、学生分组相互评价 5）、老师点评，哪个组最好，回答最准确。评出优胜小组。 1、教师分配任务小组任务，随堂进行观察和指导。 2.讨论完成后，教师以提问形式选择学生进行问题的回答。 3.各组互评后，教师进行总结评价。 学生小组讨论后每个组派一人或者两人回答。学生之间互评打分。 学生对知识的一个巩固过程，调动学生的学习积极性。 课堂 总结（2分钟） 教师总结（2分钟） 本次课程围绕管板骑座式垂直固定俯位焊展开，系统学习了从准备到验收的全流程技术。同学们掌握了管板清理装配、参数匹配的核心要点，通过编程与实操练习，完成了复杂空间位置的焊接任务。课堂中，借助模拟视频与分解训练，突破了熔池控制与管板过渡焊接的难点。但部分同学在焊接参数动态调整、焊脚对称度控制上仍需加强。希望大家课后反复练习，重点提升管板交界处的焊接精度与编程实操配合能力，为掌握更高难度焊接工艺积累经验。 布置下节课任务（40分钟） 布置下节课任务（40分钟） 预习下节课内容 布 置 作业（13分钟） [完成作业]（13分钟） （1）焊接变形的主要原因是什么？如何减少变形？ （2）简述焊接参数（电流、电压、速度）对焊缝成型的影响。 板书 设计 六、教学评价 教学评价 七、教学反思 教学反思 本次管板骑座式垂直固定俯位焊教学中，虽达成基础教学目标，但仍存在不足。在焊件装配环节，部分学生对管板同轴度及间隙控制不精准，影响焊接质量；确定参数时，难以根据管径与板厚差异灵活调整电流、电压，导致熔池下坠或未熔合。编程与实操衔接中，部分学生无法将预设路径与实际运条手法有效结合，出现焊脚不对称问题。此外，对管板过渡处的熔合细节指导不足，少数学生存在夹角未填满现象。后续需增加装配校准专项训练，强化参数匹配的对比实验，并细化编程与实操分步指导，提升学生综合焊接技能。 教师分配任务 学分组讨论 学生问题提问 学生分组回答 教师总结 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$