于艷杰
摘 要:本文介紹了比較教學(xué)法的選擇原因,通過材料的化學(xué)成分和性能特點(diǎn)、材料的焊接性分析和材料的焊接工藝要點(diǎn)三個(gè)方面闡述了比較教學(xué)法在金屬材料焊接課程中的具體應(yīng)用,從而實(shí)現(xiàn)了教學(xué)目的,提高了教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的理解知識能力。
關(guān)鍵詞:比較教學(xué)法;金屬材料焊接;應(yīng)用
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.05.034
0 引言
《金屬材料焊接》是焊接專業(yè)課程中的知識點(diǎn)比較多、理論性和綜合性也比較強(qiáng)的課程,所以學(xué)生學(xué)習(xí)起來比較費(fèi)勁,特別是技工院校的學(xué)生,本身的基礎(chǔ)知識比較薄弱,學(xué)習(xí)起來更不容易。本技工院校也只有高級工和技師的班級才開展《金屬材料焊接》的課程,本人這學(xué)期承擔(dān)這門課程的教學(xué)任務(wù),針對現(xiàn)況,對此門課程采取了比較教學(xué)方法,取得了很好的教學(xué)效果。
1 選擇比較教學(xué)法的原因
比較教學(xué)法,顧名思義就是用比較的方法進(jìn)行教學(xué),在教學(xué)過程中,利用教學(xué)內(nèi)容的相互聯(lián)系和區(qū)別, 使學(xué)生掌握和鞏固教學(xué)內(nèi)容,從而達(dá)到教學(xué)目標(biāo)的一種邏輯思維方法。
《金屬材料焊接》課程主要內(nèi)容有合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接、不銹鋼和耐熱鋼的焊接、鑄鐵的焊接和常用有色金屬的焊接。其中每章所講的主要內(nèi)容都是由三個(gè)部分組成,材料的化學(xué)成分和性能特點(diǎn)、材料的焊接性分析和材料的焊接工藝要點(diǎn)。很顯然,本課程的教學(xué)內(nèi)容具有很高的可比性,可以把彼此相聯(lián)系的知識點(diǎn)加以比較,從相似中找出差異,從差異中找出共性,從而找出規(guī)律性。通過比較可使新舊知識 邏輯化, 以便于對新知識的理解和接受;通過比較可使零散的知識系統(tǒng)化, 以強(qiáng)化對知識的鞏固和掌握。由于本院校對金屬材料焊接課程的改革還處于起步階段,還沒有實(shí)踐場地,只能在課堂上完成此課程的教學(xué)任務(wù),所以綜合現(xiàn)有的條件和學(xué)生的自身素質(zhì),本文采用的是比較教學(xué)法。
2 比較教學(xué)法的應(yīng)用
2.1 比較教學(xué)法在材料的化學(xué)成分和性能特點(diǎn)中的應(yīng)用
比較教學(xué)法在材料的化學(xué)成分和性能特點(diǎn)中的應(yīng)用,可以采用章中節(jié)與節(jié)之間的比較。例如,關(guān)于合金鋼的焊接,合金鋼根據(jù)強(qiáng)度分類,主要有三種類型,熱軋及正火鋼、低碳調(diào)質(zhì)鋼和中碳調(diào)質(zhì)鋼。這三種類型,從化學(xué)成分上,可以從含碳量上比較,還有雜質(zhì)含量上的比較,以及主要合金元素的種類和含量的比較,并且引入各個(gè)元素在材料中的作用,添加元素在焊縫中起的作用知識點(diǎn)。從性能上,可以從強(qiáng)度、延伸率、沖擊韌性和硬度的基本性能上相互比較,并引入化學(xué)成分和性能之間的對應(yīng)關(guān)系和材料各自的特殊性能和用途。
2.2 比較教學(xué)法在材料的焊接性分析中的應(yīng)用
比較教學(xué)法在材料的焊接性分析中的應(yīng)用,可以采用兩種方式的比較,一種方式是節(jié)與節(jié)之間的比較,另一種方式是章與章之間的比較。例如,不銹鋼和耐熱鋼的焊接,不銹鋼根據(jù)正火狀態(tài)的組織進(jìn)行分類,分為馬氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼和鐵素體-奧氏體雙相鋼四種類型。首先是節(jié)與節(jié)之間的比較,奧氏體不銹鋼焊接性所面臨的主要問題是晶間腐蝕、焊接熱裂紋、鐵素體含量的控制和σ相的脆化。鐵素體不銹鋼焊接性的主要問題是焊接接頭熱影響區(qū)晶粒粗化和耐腐蝕性下降。焊接裂紋問題則不明顯,現(xiàn)代高純鐵素體對熱裂紋及冷裂紋均不敏感。馬氏體不銹鋼的焊接性有強(qiáng)烈的冷裂傾向,焊縫及熱影響區(qū)焊后均為硬而脆的馬氏體組織,鋼中含鐵量越高冷裂傾向越大,而馬氏體不銹鋼的晶間腐蝕傾向很小。而雙相鋼具有良好的焊接性能,焊接性基本上與焊縫金屬中的鐵素體含量有關(guān)。
另外采用章與章之間的比較,奧氏體不銹鋼和銅及銅合金焊接時(shí)都面臨著熱裂紋的問題,但兩者產(chǎn)生熱裂紋的原因卻有所不同。奧氏體不銹鋼對熱裂紋比較敏感,一是單相奧氏體焊縫易形成方向性強(qiáng)的柱狀晶組織,硫、磷、鎳、碳等元素形成的低熔點(diǎn)共晶雜質(zhì)偏析嚴(yán)重,形成晶間液態(tài)夾層;不銹鋼的液相線與固相線距離較大,結(jié)晶時(shí)間較長,也使低熔點(diǎn)雜質(zhì)偏析嚴(yán)重。二是不銹鋼導(dǎo)熱系數(shù)小、線膨脹系數(shù)大,導(dǎo)致焊接應(yīng)力比較大。而銅及銅合金在焊縫和熱影響區(qū)上都可能產(chǎn)生熱裂紋,主要原因是銅在液態(tài)下易氧化生成氧化亞銅(Cu2O),它溶于液態(tài)銅而不溶于固態(tài)銅,冷凝過程中與銅生成熔點(diǎn)略低于銅的Cu2O+Cu共晶物(熔點(diǎn)為1064℃)。 銅中若有雜質(zhì)鉍(Bi)和鉛(Pb)等,在熔池結(jié)晶過程中也生成低熔點(diǎn)共晶物Cu十Bi(熔點(diǎn)270℃)、Cu+Pb(熔點(diǎn)326℃)。又因銅和銅合金在加熱過程中無同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變,晶粒易長大,有利于低熔點(diǎn)共晶薄膜的形成,從而增大了熱裂傾向。
2.3 比較教學(xué)法在材料的焊接工藝要點(diǎn)中的應(yīng)用
比較教學(xué)法在材料的焊接工藝特點(diǎn)中的應(yīng)用,主要采用章與章之間的比較。焊接工藝要點(diǎn)主要包括焊前準(zhǔn)備、焊接方法與焊接材料的選用,焊接工藝參數(shù)的確定及焊后處理等。所以在本部分除了使用比較法之外,還可以采用分組討論法。同學(xué)間可相互提示幫助,一個(gè)一個(gè)問題探討和解決,把以前所學(xué)的知識逐步應(yīng)用到本部分內(nèi)容上來。這樣讓學(xué)生掌握好每一個(gè)知識點(diǎn),把所學(xué)知識點(diǎn)串起來,學(xué)生就可以完成不可能完成的任務(wù)。
3 結(jié)論
通過對比較教學(xué)法在《金屬材料焊接》課程中的應(yīng)用,可將本課程的抽象深奧的理論、混淆不清的知識等知識難點(diǎn)加以化解,新舊知識可以相得益彰,從而使教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)思路更清晰,更生動。在課堂上,教師可以充分發(fā)揮學(xué)生的主動性,學(xué)生自己利用比較教學(xué)法,自己總結(jié)知識點(diǎn),教師可進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo),從而達(dá)到事半功倍的效果。
參考文獻(xiàn):
[1]韓英.比較教學(xué)法在對外漢語教學(xué)中的應(yīng)用[J].佳木斯大學(xué)社會科學(xué)學(xué)報(bào),2010,28(06):163-164.
[2]張亞冰,侯小改等.比較教學(xué)法及其在植物學(xué)教學(xué)改革中的應(yīng)用[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,38(06):3269-3270.