3-2 常用焊接方法（教案）《机械制造工艺基础》上好课（劳动版·第八版）

《机械制造工艺基础》教案 详细教案 一、设计摘要 课程课题 3-2常用焊接方法 授课教师 1 学时数 1 授课班级 人数 授课时间 教学地点 二、设计意图 学情分析 教材系统介绍了焊条电弧焊、气体保护电弧焊（氩弧焊、二氧化碳气体保护焊）以及气焊与气割的基本原理、设备、工具、工艺参数和应用范围。本节内容图文并茂、结构清晰，是学生理解焊接工艺、掌握常见焊接方法的核心内容，为后续学习焊接结构、焊接检验等内容奠定基础。 背景分析 学生已具备基本的机械常识，具有一定的识图能力和动手操作兴趣。学生对“焊接”有一定的生活经验（如修理、制造等），但对焊接方法的分类、原理、设备及工艺参数缺乏系统认识。部分学生对抽象的电弧、气体保护等概念理解较慢，需通过图示、类比和反复强化加以巩固。学生动手意愿强，适合结合图文、互动提问等方式激发学习兴趣。 学习目标 设定 情感目标 知识目标 能力（技能）目标 1.培养规范操作、安全焊接的职业意识。 2.养成认真听讲、积极思考、参与互动的学习习惯。 1.能说出焊条电弧焊的定义、原理及常用设备。 2.能识别酸性焊条与碱性焊条的特点及选用原则。 3.能描述氩弧焊和二氧化碳气体保护焊的特点及应用。 4.能简述气焊与气割的原理及主要工具。 1.通过图示分析，理解焊接回路、电弧形成及焊接过程。 2.通过对比分析，区分不同焊接方法的优缺点。 学习任务 描述 1. 掌握焊条电弧焊的定义、原理、弧焊电源分类、常用工具、焊条组成与分类、焊条选用原则及主要工艺参数。 2. 掌握气体保护电弧焊的定义、氩弧焊的特点与分类、二氧化碳气体保护焊的原理与优缺点。 3. 掌握气焊与气割的基本原理、设备工具及气割的三阶段过程。 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 1.焊条电弧焊的原理、设备、工具及焊条组成。 2.酸性焊条与碱性焊条的特点及区别。 3.氩弧焊与二氧化碳气体保护焊的特点。 4.气焊与气割的基本原理。 教学难点 1.焊条电弧焊的焊接回路及电弧形成过程。 2.酸性焊条与碱性焊条在工艺性能和力学性能上的区别。 3.气割的三阶段原理。 教学难点突破方法 1. 图示分析法 2. 类比教学法 3. 分步引导法 4. 案例诊断法 三、教学策略 教法 讲授法、演示法、问答法； 学法 观察归纳法、练习巩固法、背诵记忆法。 四、教学资源 教材工具材料 《机械制造工艺基础》，人力资源社会保障部教材办公室组织编写。 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 新课导入（2分钟） [引入主题]（2分钟） 展示焊接结构图片（如桥梁、管道、车架），提问：“这些金属零件是如何连接在一起的？焊接有哪些常见方法？”引出本节课题：常用焊接方法。 （1）展示PPT第1-3页，展示焊接结构图片。（2）提问：“你们见过哪些焊接方法？焊接在制造中有什么作用？”（3）引导学生思考焊接的重要性。（4）板书课题：3-2 常用焊接方法。 观察图片，思考教师提出的问题，结合生活经验回答“电焊”“气焊”等，明确本节课将学习常见焊接方法。 通过生活化情境和直观图片引发学生好奇心和求知欲，自然过渡到新课内容，激发学习兴趣。 探索 新知（20分钟） 一、焊条电弧焊 1. 定义与应用 焊条电弧焊是通过焊条引发电弧，用电弧热来熔化焊件而实现焊接的一种熔焊方法，它是目前焊接生产中使用最广泛的焊接方法。 2. 原理：焊接回路（图3-3）、焊接原理（图3-4）：焊接时，将焊条与焊件接触短路后立即提起焊条，引燃电弧。电弧的高温将焊条与焊件局部熔化，熔化了的焊芯以熔滴的形式过渡到局部熔化的焊件表面，熔合在一起后形成熔池。 3. 弧焊电源：弧焊电源是焊条电弧焊的供电装置，即通常所说的电焊机。 - 弧焊变压器（图3-5） - 弧焊整流器（图3-6） - 逆变弧焊电源（图3-7） 4. 焊接工具：焊钳（图3-8）、电缆、面罩（图3-9手持式/头盔式）、辅助工具（敲渣锤、锤子、锉刀、钢丝刷、焊条烘干箱、焊条保温筒） 5. 焊条组成：焊芯+药皮（图3-10） - 焊芯：规格（表3-1：直径1.6~8.0mm，长度200~450mm），作用：焊芯的作用是在焊接时传导电流产生电弧并熔化，成为焊缝的填充金属。 - 药皮：压涂在焊芯表面上的涂料层称为药皮。涂料层由各种矿石粉末、铁合金粉、有机物和化工制品等原料，按一定比例配制后压涂在焊芯表面上。 6. 焊条分类： - 按用途：非合金钢、低合金钢、不锈钢、堆焊、铸铁、铜及铝合金、铝及铝合金、镍及镍合金 - 按熔渣特性：酸性焊条、碱性焊条 7. 酸性焊条特点（氧化物为主，工艺性好，力学性能较低） 8. 碱性焊条特点（氧化物+氟化物，脱氧好，抗裂性强，工艺性差，需直流反接） 9. 焊条选用原则（力学性能、化学成分、工作条件、成本） 10. 工艺参数： - 焊条直径（表3-2，按厚度、位置、层次） - 焊缝空间位置（图3-11：平、立、横、仰） - 焊接电流（经验公式I=10d²，按位置、层次调整） - 电弧电压（由弧长决定，短弧焊接） - 焊接速度 - 接头形式（图3-12、3-13：对接、角接、T形、搭接） - 坡口形式（图3-14：I形、Y形、X形、U形、双U形） - 电源种类和极性（图3-15：直流正接、直流反接、交流） 1.（1）讲授焊条电弧焊的定义、原理，结合图3-3讲解焊接回路（弧焊电源、电缆、焊钳、焊条、焊件、电弧），结合图3-4讲解引弧、熔池形成、冷却结晶过程。（2）展示图3-5、3-6、3-7，讲解三种弧焊电源的特点。（3）展示图3-8、3-9，讲解焊钳（300A/500A）、面罩（手持式/头盔式）及辅助工具。（4）展示图3-10，讲解焊芯和药皮的作用，展示表3-1焊芯规格。（5）讲授焊条按用途和熔渣特性的分类。（6）讲授酸性焊条和碱性焊条的特点，板书对比表格。（7）讲授焊条选用原则。（8）讲授工艺参数：展示表3-2焊条直径与焊件厚度关系，展示图3-11四种焊缝位置，讲解焊接电流经验公式，讲解弧长与电压关系，讲解接头形式和坡口形式，展示图3-12、3-13、3-14，讲解电源种类和极性，展示图3-15。 1.（1）听讲并记录焊条电弧焊的定义、原理、设备、工具、焊条、工艺参数等知识点。（2）观察图示，回答教师提问。（3）参与例题分析，记录答案。（4）在教材上勾画重点内容。 1.系统掌握焊条电弧焊的核心知识点，通过图示和例题帮助学生理解抽象概念，突破焊接回路、电弧形成、焊条分类、工艺参数等重点难点。 学 习 新 知（20分钟） 一、气体保护电弧焊 1. 定义：气体保护电弧焊是利用外加气体作为电弧介质并保护焊接区的电弧焊，简称气体保护焊。根据所用保护气体的不同，常用的气体保护焊有氩弧焊和二氧化碳气体保护焊。 2. 氩弧焊： - 特点（电弧稳定、飞溅小、无熔渣、焊缝美观、适应性强、成本高） - 分类：熔化极氩弧焊、不熔化极氩弧焊（钨极）（图3-16） - 应用范围（低合金钢、耐热钢、不锈钢、铝合金、镁合金、钛合金等） 3. 二氧化碳气体保护焊：用CO2作为保护气体，依靠焊丝与焊件之间产生的电弧热来熔化金属的气体保护焊方法。 - 原理（图3-17）：焊接电源的两输出端分别接在焊枪与焊件上。盘状焊丝由送丝机带动，经软管与导电嘴不断向电弧区域送给，同时CO2气体以一定的压力和流量送入焊枪，通过喷嘴后，形成一股保护气流，使熔池和电弧与空气隔绝。随着焊枪的移动，熔池内液态金属冷却凝固形成焊缝，从而将焊件连接成一体。 - 优点（成本低、焊缝质量好、生产效率高、焊接变形小、适用范围广） - 不足（大电流时焊缝粗糙、飞溅多、难用交流电源、不宜有风、不能焊有色金属、电弧辐射强、CO₂影响健康） - 应用（各种厚度的低碳钢及低合金钢，车辆、化工机械、农业机械、矿山机械等）二、气焊与气割 1. 气焊： - 原理（可燃气体+助燃气体燃烧加热，图3-18） - 设备及工具（氧气瓶、乙炔瓶、减压器、焊炬、氧气胶管、乙炔胶管、护目镜、点火枪、钢丝刷等，图3-19） - 焊炬（低压焊炬/射吸式焊炬，图3-20：焊嘴、混合气管、手柄、氧气调节阀、乙炔调节阀、氧气/乙炔管接头） 2. 气割： - 原理（气体火焰预热→喷切割氧→燃烧→吹渣，图3-21） - 三阶段：预热到燃点→喷射切割氧使金属燃烧→熔渣被吹除并继续预热下层金属 - 实质：金属在纯氧中的燃烧过程，不是熔化过程 - 设备及工具（与气焊基本相同，焊炬换成割炬） - 割炬（射吸式割炬，图3-22：割嘴、混合管、切割氧管、预热氧调节阀、切割氧调节阀、乙炔调节阀、手柄、氧气/乙炔管接头） 1.（1）讲授气体保护焊的定义。（2）讲授氩弧焊的特点，展示图3-16区分熔化极和不熔化极两种形式，说明应用范围。（3）讲授二氧化碳气体保护焊的原理，展示图3-17。（4）对比氩弧焊和CO₂焊的优缺点，板书对比。 2.（1）讲授气焊的原理，展示图3-18。（2）展示图3-19，讲解气焊设备连接方式，展示图3-20，讲解低压焊炬各组成部分。（3）讲授气割的原理及三阶段，展示图3-21，强调气割是燃烧过程不是熔化过程。（4）讲授气割设备（与气焊基本相同，焊炬换为割炬），展示图3-22，讲解射吸式割炬各组成部分。 3.知识背诵： 焊条电弧最常用，酸碱性要分清； 氩弧美观成本高，CO₂便宜飞溅多； 气焊熔化气割烧，三个阶段要记牢 4.师生互动： 出示题目：某机械加工厂接到一个焊接任务，需要为这个任务选择合适的焊接方法，并说明理由。 任务 ：焊接一批低合金钢厚板（厚度12mm）建筑结构件，要求成本低、效率高、焊接变形小，但车间通风条件一般。 教师总结：二氧化碳气体保护焊 1. 成本低：CO₂气体价格便宜，容易获取，焊接成本比氩弧焊低。 2. 效率高：焊接速度快，适合大批量生产。 3. 焊接变形小：热输入集中，焊件变形较小。 4. 适用范围：低合金钢是CO₂焊的常用材料。 1.（1）听讲并记录氩弧焊和CO₂焊的特点、分类、应用。（2）观察图示，理解气体保护作用。 2.（1）听讲并记录气焊与气割的原理、设备、工具。（2）观察图示，理解三阶段过程。 3.学生默背互背，同桌互相提问。 4.独立思考或小组讨论，举手回答，对照答案订正。跟随回顾，查漏补缺。 1.帮助学生掌握两种常用气体保护焊的特点和适用场景，通过对比分析和例题巩固知识。 2.帮助学生理解气焊与气割的基本原理和区别，突破气割三阶段的难点。 3.强化记忆。 4.帮助学生在课堂上掌握核心知识点。 课堂 总结（2分钟） 1. 焊条电弧焊：原理（电弧熔化）、设备（三种弧焊电源）、工具（焊钳、面罩等）、焊条（焊芯+药皮，酸性/碱性）、工艺参数（直径、电流、电压、速度、接头、坡口、极性）。 2. 气体保护焊：氩弧焊（稳定、美观、成本高、可焊有色金属）、CO₂焊（成本低、飞溅大、适合低碳钢/低合金钢）。 3. 气焊与气割：气焊熔化金属，气割燃烧金属，三阶段：预热→燃烧→吹渣。 布置下节课任务（1分钟） 布置下节课任务（1分钟） 预习下节课内容 布 置 作业（1分钟） 1. 简述焊条电弧焊的焊接原理。 2. 列表对比酸性焊条与碱性焊条的特点（至少4个方面）。 3. 简述气割的三阶段，并说明各阶段的作用。 板书 设计 text 第三章 焊接 · 3-2 常用焊接方法 【学习任务】 1. 掌握焊条电弧焊（原理/设备/工具/焊条/工艺参数） 2. 掌握气体保护焊（氩弧焊/CO₂焊） 3. 掌握气焊与气割 一、焊条电弧焊 1. 原理：电弧熔化焊件（图3-3、3-4） 2. 设备：弧焊变压器、整流器、逆变电源（图3-5~7） 3. 工具：焊钳、面罩、电缆、辅助工具（图3-8、9） 4. 焊条：焊芯（表3-1）+药皮（图3-10） ├─ 酸性焊条：工艺性好，力学性能低 └─ 碱性焊条：抗裂性好，工艺性差，直流反接 5. 工艺参数：直径（表3-2）、电流（I=10d²）、电压（短弧）、速度、接头（图3-12/13）、坡口（图3-14）、极性（图3-15） 二、气体保护焊 1. 氩弧焊：稳定、美观、成本高（图3-16） 2. CO₂焊：成本低、飞溅大（图3-17） 三、气焊与气割 1. 气焊：熔化金属（图3-18~20） 2. 气割：燃烧金属，三阶段：预热→燃烧→吹渣（图3-21、22） 六、教学评价 教学评价 七、教学反思 教学反思 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 学科网（北京）股份有限公司 $