浅谈比较教学在金属材料焊接中的应用

1、    浅谈比较教学在金属材料焊接中的应用    舒小英【摘 要】比较教学法在很多学科的教学中都有着广泛的应用，比较法就是把两种不同的事物进行比较，抓住它们的共同本质和主要差别，把两者相同的部分和不同部分抽象出来，进行分析、对照，使我们从本质上认识这两种事物。现代汉语词典上“比较”的定义是：“就两种或两种以上同类的事物辨别异同和高下”。金属材料焊接是金属材料专业核心专业课程之一，金属材料焊接从焊接生产实际出发，用简单、精练的语言介绍了常用焊接材料的焊接方法和工艺要求。全书知识点：金属材料焊接性及评价方法、碳素钢及低合金钢的焊接、不锈钢的焊接、铸铁的焊接、

2、有色金属的焊接和异种金属材料的焊接。，要在有限的时间里获得最优的教学效果，必须根据金属材料焊接课程特点和实用性，应选择恰当的教学方法，而比较法不失为一个较为合适的方法之一。【关键词】比较教学法；金属材料焊接；应用金属材料焊接是焊接专业课程中的知识点比较多、理论性和综合性也比较强的课程，由于本身的基础知识比较薄弱，专科学生学习起来比较费劲，针对基础较差学士，特对此课程采取了比较教学方法，并取得了很好的教学效果。一、选择原因在教学过程中， 使用比较教学法利用金属材料焊接课程内容的相互联系和区别，使学生掌握和巩固，从而达到实现教学目标。金属材料焊接课程内容有合金结构钢的焊接、不锈钢和耐热钢的焊接、铸

3、铁的焊接和常用有色金属的焊接。其中材料的化学成分和性能特点、材料的焊接性分析和材料的焊接工艺要点，把他们相联系的知识点加以比较，从相似中找出差异，从差异中找出共性，从而找出规律性。通过比较可使新旧知识逻辑化，以便于对新知识的理解和接受；通过比较可使零散的知识系统化，以强化对知识的巩固和掌握。通过在比较法教学，巩固了知识点能为他们在今后的实践操作和工作中打下坚实的基础。二、比较教学法的应用（一）比较教学法在材料的化学成分和性能特点中的应用比较教学法在材料的化学成分和性能特点中的应用，可以采用章中节与节之间的比较。例如，关于合金钢的焊接，合金钢根据强度分类，主要有三种类型，热轧及正火钢、低碳调质钢

4、和中碳调质钢。这三种类型，从化学成分上，可以从含碳量上比较，还有杂质含量上的比较，以及主要合金元素的种类和含量的比较，并且引入各个元素在材料中的作用，添加元素在焊缝中起的作用知识点。从性能上，可以从强度、延伸率、冲击韧性和硬度的基本性能上相互比较，并引入化学成分和性能之间的对应关系和材料各自的特殊性能和用途。（二）比较教学法在材料的焊接性分析中的应用比较教学法在材料的焊接性分析中的应用，可以采用两种方式的比较，一种方式是节与节之间的比较，另一种方式是章与章之间的比较。例如，不锈钢和耐热钢的焊接，不锈钢根据正火状态的组织进行分类，分为马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢和铁素体-奥氏体双相钢

5、四种类型。首先是节与节之间的比较，奥氏体不锈钢焊接性所面临的主要问题是晶间腐蚀、焊接热裂纹、铁素体含量的控制和相的脆化。铁素体不锈钢焊接性的主要问题是焊接接头热影响区晶粒粗化和耐腐蚀性下降。焊接裂纹问题则不明显，现代高纯铁素体对热裂纹及冷裂纹均不敏感。马氏体不锈钢的焊接性有强烈的冷裂倾向，焊缝及热影响区焊后均为硬而脆的马氏体组织，钢中含铁量越高冷裂倾向越大，而马氏体不锈钢的晶间腐蚀倾向很小。而双相钢具有良好的焊接性能，焊接性基本上与焊缝金属中的铁素体含量有关。另外采用章与章之间的比较，奥氏体不锈钢和铜及铜合金焊接时都面临着热裂纹的问题，但两者产生热裂纹的原因却有所不同。奥氏体不锈钢对热裂纹比较

6、敏感，一是单相奥氏体焊缝易形成方向性强的柱状晶组织，硫、磷、镍、碳等元素形成的低熔点共晶杂质偏析严重，形成晶间液态夹层；不锈钢的液相线与固相线距离较大，结晶时间较长，也使低熔点杂质偏析严重。二是不锈钢导热系数小、线膨胀系数大，导致焊接应力比较大。而铜及铜合金在焊缝和热影响区上都可能产生热裂纹，主要原因是铜在液态下易氧化生成氧化亚铜（cu2o），它溶于液态铜而不溶于固态铜，冷凝过程中与铜生成熔点略低于铜的cu2o+cu共晶物（熔点为1064）。铜中若有杂质铋（bi）和铅（pb）等，在熔池结晶过程中也生成低熔点共晶物cu十bi（熔点270）、cu+pb（熔点326）。又因铜和铜合金在加热过程中无同

7、素异构转变，晶粒易长大，有利于低熔点共晶薄膜的形成，从而增大了热裂倾向。（三）比较教学法在材料的焊接工艺要点中的应用比较教学法在材料的焊接工艺特点中的应用，主要采用章与章之间的比较。焊接工艺要点主要包括焊前准备、焊接方法与焊接材料的选用，焊接工艺参数的确定及焊后处理等。所以在本部分除了使用比較法之外，还可以采用分组讨论法。同学间可相互提示帮助，一个一个问题探讨和解决，把以前所学的知识逐步应用到本部分内容上来。这样让学生掌握好每一个知识点，把所学知识点串起来，学生就可以完成不可能完成的任务。三、结论通过对比较教学法在金属材料焊接课程中的应用，可将抽象深奥的理论、混淆不清难点加以化解，新旧知识可以相得益彰，从而使教学内容和教学思路更清晰，更生动。在课堂上，教师充分发挥学生的主动性，学生利用比较教学法总结知识点，教师只要适当的指