基于工程思維談TIG焊接工程實踐

劉毅龍

（中國中影集團公司，北京 100071）

0 引言

面對高速發展的科學技術向培訓機構實踐教學提出的新要求，如何相應地開 設工程實踐訓練成為關注的課題。為了加強學員工程素質的培養，增加學習 的趣味性和挑戰性，在總結以往實踐教學經驗的基礎上，不斷進行著實踐教學的改革和探索。從2015年始，嘗試了以任務驅動、項目導向開展教學的工程實踐訓練模式。在焊接實踐教學中，基于簡單焊接結構制造，讓學員了解一般結構的焊接工藝過程。各組學員通過工藝制定、裝配、定位和焊接等環節，完成指定產品的制造，使得焊接成品質量達到一定的技術要求。該結構在學生實踐過程中體現了結構、工藝、技術、質量、團隊、管理等要素，使學生既動腦又動手。學生通過這種綜合技術訓練能夠明顯地感受到焊接的工程概念，學習焊接技術的興趣被激發出來，從而加強學生動手實踐能力和工程素質的培養。

1 TIG焊訓練的內容與實踐

1.1 訓練內容與目的

TIG（Tungsten Inert Gas，非熔化極氣體保護電弧焊）訓練分為4個階段：第一階段進行TIG焊訓練概述講解，主要目的是使學生了解TIG焊的基本概念、特點、應用、實操技術和安全防護；第二階段是學生進行基礎訓練，主要是TIG焊工藝技能訓練，目的是為箱體結構（圖1）焊接培養焊接基本技能；第三階段是通過2個關鍵詞“結構”和“質量”引出任務，介紹完成箱體結構（圖1）焊接的過程，學生討論工藝方案、實施并完成任務，這個階段的教學內容是教學改革的重點，主要目的是讓學生在做中學的過程中體會 焊接結構、工藝、團隊和統籌管理的重要性；第四階段是指導人員對箱體結構的質量進行檢測，評定成績并總結強調訓練內涵，這個模塊的主要目的是使學生對焊接質量有深刻的認識，并在項目總結中提煉工程概念。

在時間安排上，前2個階段占整個訓練時間的15%，第三個階段占75%，第四階段占10%，充分體現了以學生為主體、指導人員為主導的原則。

1.2 TIG焊訓練的具體內容

（1）TIG 焊訓練概述講解訓練內容。了解并掌握TIG焊基本工藝知識以及焊接設備的使用，了解實習中的安全防護事項。

鋁材因自身的理化特性造成焊接難度加大，尤其是在選擇焊接模式時需采用交流模式進行有效輸出，此外對操作手法也有很高的要求。

圖1 箱體結構

圖2 學生需完成的箱體結構實物

（2）TIG 焊基礎技能訓練訓練內容。TIG焊定位；直流TIG焊；交流TIG焊。TIG焊是解決鋁合金的主要方法，在實踐中實驗室選用3 mm純鋁作為焊接母材，所以學生側重對交流TIG焊的訓練。過程中焊前的清理環節尤為重要。

（3）教學討論及箱體結構焊接訓練內容和程序。①了解焊接結構和焊接質量的基本知識，指導人員交代任務；②學生分組，指定組長，由組長選取隊員（3～4）人；③組長領取加工材料，每組成員內部交流，集中討論焊接箱體焊接工藝過程，尤其是裝配、定位，焊縫布置，焊接方式等；④各組之間相互交流；⑤推選其中一組組長介紹討論過的焊接方案（指導人員組織）；⑥指導人員給出推薦方案，主要講解一般結構的焊接工藝過程，并指出各組 討論制定方案的欠缺，如焊接變形，焊接缺陷等問題；⑦各組確定焊接箱體結構的最終方案，對方案進行細化，組長分工安排各個隊員在訓練中的主要工作，要求每位隊員至少應獨立完成一條箱體結構焊縫的焊接；⑧指導人員了解幾個組的最終方案，提出完成時間節點；⑨焊接施工，組內自檢焊接質量；⑩指導人員檢測并給出成績。

（4）箱體結構材料配置及技術要求見表1。

表1 箱體結構材料配置及技術要求

（5）箱體結構的焊后評分標準。①積極參與基本環節訓練3.0分。②結構基本成型，工藝合理0.5分。③箱體結構無重大焊接缺陷0.5分。④基本能達到箱體使用功能0.5分。⑤箱體實現使用功能基礎上且焊縫成形美觀0.5分。

2 改革 TIG焊訓練環節的意義

（1）創新教學模式。在以往的焊接培訓中，學生基本上按照教師指定的內容進行操作和練習，而忽視了學生在實踐訓練中的主體地位。為充分挖掘學生的潛能、調動學生的積極性，在 TIG焊訓練過程中，以任務驅動、項目導向開展教學，以完成一個任務為主線，把教學內容巧妙地包含在任務之中，學生在完成任務中提出問題，經過思考和指導人員的點撥，自己解決問題。學生在真實情景的任務驅動下，在探索和完成任務的過程中、在自主實習和團隊協作下、在討論和對話的氛圍中，進行自主合作實習。這種教學模式不僅增加了學生學習的主動性和實用性，提高了學生的實踐能力和創新意識，同時也給了學生自我展示的空間，學生在完成任務后能體會到成功的喜悅和自我價值的實現。

（2）激發學習興趣。采用任務驅動教學法，學生需要完成一個具體任務，學生在思想上就有緊迫感，在行動上會更加積極，主動參與任務的完成。遇到問題，他們會積極思考，主動與其他同學討論，主動向指導人員尋求幫助。這樣，學生經過不斷探索完成任務后，能體會到成功的來之不易，更能體驗成功的喜悅，引發不斷學習探索的興趣。

（3）增加課程挑戰度。箱體結構焊接比起以往的板材平焊對接的訓練及考核增加了實踐的挑戰性，學生要不斷的發現問題解決問題，只有獲取更多的信息才能高質量地完成任務。作為教學觀念和教學模式上的探索與創新，箱體結構的焊接通過有趣的挑戰性任務吸引學生，激發學生的參與熱情，通過團隊協作，在完成挑戰性任務中獲得成就感，提高學生的勇氣和自信，培養溝通、合作和創新等能力。

（4）提高綜合素質。工程素質和能力培養在焊接實習教學中的滲入有助于提高學生綜合素質、培養創新精神和創新能力。箱體結構的焊接通過對技術工藝技能進行訓練，使學生在動手能力、意志品質、工程素質、學習興趣等方面都有所升華，項目實施以來 受到學生的肯定和歡迎。

3 TIG焊訓練的效果

TIG焊訓練是機械制造實習焊接實踐教學中的重點環節之一。如何進一步提高學生訓練的效果，培養學生的工程意識，激發學生的實踐興趣及增加訓練的挑戰性，已經成為實踐教學改革的主要方向。2015年始在TIG焊訓練實習中向學生開設箱體結構焊接訓練環節，并對部分學生進行了抽樣調查，得出6個結果。

（1）認為箱體結構焊接很有收獲的占93.2%。

（2）認為箱體結構焊接有利于工程意識和能力培養的占93.9%。

（3）認為箱體結構焊接拓寬了知識面，并學習和認知了焊接結構和質量概念的占89.4%。

（4）認為箱體結構焊接注重內容更新及與實際工程技術相結合的占 91.5%。

（5）認為箱體結構焊接提高了學生獲取知識和運用知識的興趣的占93.6%。

（6）認為箱體結構焊接具有較高實踐挑戰性的占95.5%。

調查結果表明，箱體結構焊接使學生能夠清晰認知并感受到焊接結構的優勢和焊接質量的重要性，激發他們訓練的興趣，有利于學生動手實踐能力、工程意識和能力的培養，取得了良好的教學效果。

4 結語

TIG焊訓練體現出工程訓練的知識性和挑戰度，將教學與討論、實習、學習與技術訓練過程相融在一起，使學生的工程素質得到提升和強化。這種訓練模式受到學生普遍歡迎和好評，有利于從單一知識的傳授向創新性教學的轉變。