单元3 焊接（教案）《机械基础》上好课（苏教版·凤凰职教）

《机械基础》教案 详细教案 一、设计摘要 课程课题 单元3 焊接 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 学生已学习金属材料与热处理、机械制造基础等前置课程，具备一定金属工艺常识，但对焊接实操缺乏感性认识。学生形象思维强于抽象思维，对安全规范与操作规程的记忆容易停留在"背条文"层面，需要借助视频、案例和现场演示建立直观认知。班级学生动手意愿较强，但安全意识薄弱，容易忽视弧光、触电和火灾风险，教学中须反复强化安全红线。 背景分析 焊接是现代制造业的核心连接工艺，广泛应用于钢结构、船舶、桥梁、航空航天、压力容器等领域。焊条电弧焊是最基础、最常用的焊接方法，也是焊工职业资格考核的入门内容。本课承担"建立焊接整体认知—树立安全规范—掌握焊条电弧焊基本工艺"的入门任务，为后续气焊、埋弧焊、氩弧焊等专业方法学习奠定基础。 学习目标 设定 情感目标 知识目标 能力（技能）目标 1.树立"安全第一、规范操作"的职业意识； 2.认识焊接工艺在大国重器中的应用价值，培养严谨细致的工匠精神。 1.掌握焊接定义与特点；理解焊条组成（焊芯+药皮）及酸性/碱性焊条区别； 2.熟悉焊接接头四种基本形式；掌握焊条直径、焊接电流等工艺参数选择原则； 1.能根据焊件厚度初步选择焊条直径与焊接电流； 2.能识读基本焊缝符号；能说出焊条电弧焊安全操作规程并完成焊前安全检查； 学习任务 描述 1.对照实物（焊条、焊机、面罩）识别焊条结构与弧焊电源类型。 2.根据给定焊件厚度，查表并计算焊条直径与焊接电流（经验公式 I=(35~55)d）。 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焊接安全操作规程（触电、防火防爆、弧光防护）； ②焊条组成与酸性/碱性焊条性能差异； 教学难点 ①直流正接与反接的区别及适用场合； ②焊缝符号中指引线（实线/虚线侧）与箭头侧/非箭头侧焊缝的对应关系； 教学难点突破方法 1.案例具象法 2.直观演示突破法 3.互动实操突破法 4. 练习巩固法 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 《机械基础》，苏教版·凤凰职教。 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） 播放一段港珠澳大桥钢箱梁焊接现场短视频，画面中焊工身着防护服在高空作业，火花四溅。视频结束后展示两张对比图片：一张是高质量焊缝成型，一张是因违章操作导致的焊接火灾事故现场。 1.提问引导："港珠澳大桥几十万吨钢结构靠什么连成整体？焊接与螺栓连接、铆接相比有什么优势？" 2.追问："右边这张事故照片，可能是哪些环节出了问题？" 3.板书课题《焊接基础》，并在黑板角落写下本课安全红线："不懂不焊、不检查不焊、不防护不焊"。 1.观看视频后自由发言，列举生活中见过的焊接制品（防盗窗、自行车架、不锈钢栏杆等）。 2.针对事故图片大胆猜测原因，教师将关键词（触电、易燃易爆、弧光、烟尘）板书汇总。 用大国工程案例激发专业自豪感，用事故案例制造认知冲突，让学生在开课之初就意识到"焊接既是核心工艺，也是高危作业"，为后续安全教学铺垫情感基础。从生活实例切入，降低抽象概念门槛。 探索 新知（20分钟） 一：焊接安全规程与焊条电弧焊 1. 焊接定义与特点。焊接是通过加热、加压或两者并用，使用或不用填充材料，使焊件达到原子间结合的加工方法。与铆接相比省金属、减重；与铸造相比工序简、周期短；可在构件不同部位选用不同性能材料。广泛用于钢构、船舶、桥梁、航天。 2. 焊接安全操作规程。 · 防触电：焊机外壳接地/接零；触电先断电再施救；一般场所安全电压≤36V，容器及潮湿高处≤12V；劳保用品保持干燥；潮湿场地垫绝缘板；推拉闸刀单手操作。 · 防火防爆：焊前清除10m内易燃易爆物；带压设备必须卸压、开孔、清洗后方可焊，密闭设备严禁焊接；容器内焊炬与焊工同进同出；完工关气断电、熄灭火种。 · 防毒防尘：场地通风、配排烟净化系统；避免多焊工拥挤；优先采用自动/半自动焊；做好个人防护。 · 防弧光：佩戴合格电焊面罩；穿白色帆布工作服；多人作业设防护屏；定位焊戴护目镜。 · 特殊环境：高处作业须体检合格、系安全带、地面监护、六级风及雨雪雾天禁止；容器内作业须隔离管路、清洗置换、专人监护、压缩空气通风（严禁氧气通风）、垫绝缘垫；露天作业夏季防晒防雨、冬季气瓶减压阀冻结只能热水解冻、严禁火烤。 3. 焊条电弧焊原理。焊条与焊件间产生电弧，电弧热局部熔化母材与焊条端部，熔滴进入熔池；电弧移动后熔池冷却结晶形成连续焊缝。 4. 焊条结构与分类。焊条由焊芯和药皮组成：焊芯传导电流、产生电弧并作填充金属；药皮稳弧、脱氧、保护熔池、改善焊缝力学性能。按用途分为碳钢、低合金钢、不锈钢、堆焊、铸铁及铜铝焊条；按熔渣特性分为酸性焊条（工艺性好、易引弧、电弧稳，但力学性能与抗裂性差）和碱性焊条（塑韧性好、抗裂性强，但对油锈水敏感、工艺性差，适于合金钢与重要结构）。 5. 弧焊电源。交流弧焊变压器、弧焊整流器、弧焊发电机。使用维护要点：核对电压、外壳接地、通风干燥、空载调电流、防潮除尘、按额定负载持续率使用、故障断电检修、接线由电工完成。 6. 焊接接头与工艺参数。四种基本接头：对接、角接、搭接、T形接头；厚板开坡口保证焊透。电源分直流正接、直流反接。工艺参数：焊条直径随焊件厚度增大而增大，平焊直径大于立横仰焊；焊接电流随焊条直径增大，碳钢酸性焊条经验公式 I=(35~55)d；电弧电压随弧长增大，宜短弧操作；焊接速度应均匀保证焊透不烧穿。 7. 焊接缺陷。焊缝金属不连续、不致密或连接不良，主要原因包括焊前清理不净、焊条未烘干、工艺参数不当、操作失误。 1.实物展示：拿出酸性焊条与碱性焊条各一根，让学生传看药皮颜色差异；展示面罩、绝缘手套、焊钳实物，讲解使用要点。 2.案例分析：讲述"某焊工在密闭油桶上直接焊接引发爆炸"事故案例，引导学生逐条对应安全规程找出违章点。 3.板书推演：在黑板画出直流正接/反接极性示意图，现场演算"φ3.2 mm 酸性碳钢焊条焊接电流范围"（约112~176 A）。 4.演示正误操作：教师模拟"潮湿地面直接作业""双手推拉闸刀""容器内只留焊炬"等错误动作，让学生喊停并纠正。 1. 分组（4人一组）完成"焊接安全隐患找茬"工作纸：给出6张违章场景插图，每组圈出隐患并写出对应规程条款。 2. 计算练习：已知焊件厚度为6 mm，选定焊条直径d=3.2 mm，按经验公式估算焊接电流范围。 3. 小组代表上台板演正接/反接极性图，其他同学点评。 安全规程不能靠死记，必须通过案例、实物、正误对比建立条件反射；工艺参数通过"查表—计算—验证"三步让学生动手算，避免教师单向灌输。板块一内容密度大、操作性强，对应职业岗位最核心的安全与入门技能。 学 习 新 知（20分钟） 二：焊缝符号与其他焊接方法 1. 焊条电弧焊工作原理 利用焊条和焊件之间电弧产生高温，熔化母材与焊条，形成熔池；电弧移动后熔池冷却凝固形成焊缝。 2. 焊条组成与分类 焊条由焊芯、药皮两部分组成。焊芯传导电流，熔化充当填充金属；药皮作用：稳定电弧、保护熔池、去除杂质。 酸性焊条：工艺性能好，飞溅小；焊缝力学性能一般，用于普通钢结构。 碱性焊条：脱硫、脱磷能力强，焊缝韧性好；对焊件表面油、锈、水分十分敏感，多用于重要受力构件。 3. 焊接工艺参数 四种基本接头形式：对接、搭接、角接、T 形接头。 焊接电流经验公式：\(I_h=(35\sim55)d\)，\(I_h\)焊接电流（A），d 焊条直径（mm）。 直流正接：工件接电源正极，适合厚板焊接；直流反接：工件接负极，薄板焊接，防止烧穿。 4. 焊缝符号（GB/T 324-2008） 焊缝符号由基本符号、指引线构成；指引线包含基准线（实线 + 虚线）、箭头线。标注规则：基本符号标注在实线侧代表焊缝位于箭头侧；标注虚线侧为非箭头侧；双面焊缝可省略虚线。 5. 其他焊接方法简单介绍 气焊：依靠气体火焰加热，设备简单，适合薄板维修；埋弧焊：焊剂保护，焊接效率高；氩弧焊：惰性气体保护，焊接有色金属；激光焊、电子束焊热量集中，多用于精密构件；焊接机器人适合大批量构件生产。 1.符号卡片教学：制作基本符号卡片（I形、V形、角焊缝等），先展示图样让学生猜名称，再揭示标准符号。 2.分步标注演示：在投影上给出一个T形接头图，先画箭头线，再分别演示实线侧标符号（箭头侧角焊缝）和虚线侧标符号（非箭头侧角焊缝），强调双面焊缝可省虚线。 3.视频串讲：依次播放气焊、埋弧焊、氩弧焊、电子束焊、激光焊、焊接机器人各15秒短视频，每段结束后用一句话总结"热源是什么、最大优点是什么"。 4.工程情境匹配：抛出4个工程情境，小组抢答匹配焊接方法并说明理由。 1. 在习题纸上独立完成3道焊缝符号识读题：根据图样写出焊缝形式与所在侧。 2. 小组合作完成"焊接方法对比工作纸"：从热源、保护方式、优点、缺点、典型应用五个维度填写六种方法。 3. 每组派代表用一句话向全班介绍"如果我是工程师，在××场景下我会选××焊，因为……"。 焊缝符号是工程"语言"，必须通过反复识读和书写形成技能；多种焊接方法信息量大，采用"短视频+对比表+情境匹配"的方式避免平铺直叙，让学生在对比中理解每种方法的不可替代性，建立工程选型思维。 课堂 总结（2分钟） 教师带领学生用"一条主线、两个板块、三组数字"回顾本课： · 一条主线：从安全认知入门，掌握焊条电弧焊，拓展至现代焊接方法。 · 两个板块：板块一安全规程+焊条电弧焊工艺；板块二焊缝符号+其他焊接方法。 · 三组数字：①安全电压36V/12V两级；②焊接电流经验公式 I=(35~55)d；③四种焊接接头形式（对接、角接、搭接、T形）。 重申安全红线："不懂不焊、不检查不焊、不防护不焊"，作为下课前最后一句话。 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.计算题：焊件厚度10 mm，选用φ4.0 mm酸性碳钢焊条，按经验公式估算焊接电流范围，并说明若改为碱性焊条需注意哪些工艺措施。 2.识读题：在习题纸上标注3道给定接头的焊缝符号（箭头侧角焊缝、双面V形焊缝、周围现场焊缝）。 3.观察题（选做）：拍摄身边1个焊接制品照片，下节课用2分钟介绍其可能采用的焊接方法及理由。 板书 设计 一、焊接定义：加热/加压/填充材料→原子结合 二、安全红线：不懂不焊｜不检查不焊｜不防护不焊 　　　　电压：36V／12V 三、焊条电弧焊 　焊芯＋药皮；酸性／碱性 　接头：对接·角接·搭接·T形 　电流 I=(35~55)d 　正接／反接极性图 四、焊缝符号：基本符号＋指引线（实线/虚线） 五、方法拓展：气焊·埋弧焊·氩弧焊·电子束·激光·机器人 六、教学评价 教学评价 七、教学反思 教学反思 教师分配任务 学生分组讨论 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 $