比較教學(xué)法在金屬材料焊接課程中的應(yīng)用

于艷杰

摘 要：本文介紹了比較教學(xué)法的選擇原因，通過(guò)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(shí)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(shí)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(lái)比較費(fèi)勁，特別是技工院校的學(xué)生，本身的基礎(chǔ)知識(shí)比較薄弱，學(xué)習(xí)起來(lái)更不容易。本技工院校也只有高級(jí)工和技師的班級(jí)才開(kāi)展《金屬材料焊接》的課程，本人這學(xué)期承擔(dān)這門(mén)課程的教學(xué)任務(wù)，針對(duì)現(xiàn)況，對(duì)此門(mén)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(guò)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(shí)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(guò)比較可使新舊知識(shí) 邏輯化， 以便于對(duì)新知識(shí)的理解和接受；通過(guò)比較可使零散的知識(shí)系統(tǒng)化， 以強(qiáng)化對(duì)知識(shí)的鞏固和掌握。由于本院校對(duì)金屬材料焊接課程的改革還處于起步階段，還沒(méi)有實(shí)踐場(chǎng)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(shí)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(duì)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(wèn)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(wèn)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(wèn)題則不明顯，現(xiàn)代高純鐵素體對(duì)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(wèn)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(duì)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(zhǎng)，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(guò)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(guò)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(guò)程中無(wú)同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，晶粒易長(zhǎng)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(wèn)題探討和解決，把以前所學(xué)的知識(shí)逐步應(yīng)用到本部分內(nèi)容上來(lái)。這樣讓學(xué)生掌握好每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，把所學(xué)知識(shí)點(diǎn)串起來(lái)，學(xué)生就可以完成不可能完成的任務(wù)。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)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?yuàn)W的理論、混淆不清的知識(shí)等知識(shí)難點(diǎn)加以化解，新舊知識(shí)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(dòng)。在課堂上，教師可以充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，學(xué)生自己利用比較教學(xué)法，自己總結(jié)知識(shí)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(duì)外漢語(yǔ)教學(xué)中的應(yīng)用[J].佳木斯大學(xué)社會(huì)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.