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焊接是一門實(shí)踐性非常突出的學(xué)科。我校近幾年焊接人才供需矛盾日益突出，其中對(duì)具有創(chuàng)新思維的焊接應(yīng)用型人才的需求尤為緊迫。所以在焊接人才培養(yǎng)中，創(chuàng)新實(shí)踐的能力尤為重要。但是，由于受當(dāng)前教學(xué)的寬口徑人才培養(yǎng)思想和經(jīng)費(fèi)限制，我校原焊接專業(yè)方向的實(shí)踐環(huán)節(jié)、實(shí)際動(dòng)手能力培養(yǎng)在教學(xué)內(nèi)容中比例偏少。   這就造成對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力、工程思維能力培養(yǎng)也相當(dāng)不足。具體體現(xiàn)在，目前某些課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍然依附于理論教學(xué)。雖然，目前許多高校（包括我校）的焊接專業(yè)方向，在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)也進(jìn)行了大力改革，獨(dú)立開設(shè)了實(shí)驗(yàn)課程，但其實(shí)驗(yàn)內(nèi)容大多還是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，只是將原來(lái)依附于每門理論課程的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目機(jī)械地組合在了一起。綜合性實(shí)驗(yàn)數(shù)目少，且對(duì)學(xué)生的工程意識(shí)、實(shí)踐能力、動(dòng)手能力、分析解決問(wèn)題的能力鍛煉不夠。針對(duì)以上問(wèn)題，在半固態(tài)攪拌釬焊技術(shù)研發(fā)過(guò)程中，重點(diǎn)培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新動(dòng)手實(shí)踐能力和創(chuàng)新型實(shí)踐思維方式。   1焊接創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)應(yīng)遵循的指導(dǎo)   1.1建立科學(xué)的焊接創(chuàng)新思維方式。   在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程原則中自主設(shè)計(jì)和思考，引導(dǎo)學(xué)生以學(xué)科交叉理論為基礎(chǔ)綜合思考和分析問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生以批判性辯證思維方式分析問(wèn)題和解決問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生具有團(tuán)隊(duì)合作的精神。   1.2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要采用創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)方法探索某些難焊材料、物理化學(xué)不相容材料的焊接問(wèn)題，提高焊接效率或改進(jìn)焊接方法的新焊接工藝，抑制焊接有害界面反應(yīng)的新工藝方法。主要實(shí)驗(yàn)內(nèi)容如下：焊接新工藝、新材料；新型焊接設(shè)備。   2“半固態(tài)攪拌釬焊”創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)思路及主要內(nèi)容   2.1半固態(tài)攪拌釬焊實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的提出   該創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目首先以焊接性差的鋁基復(fù)合材料為研究對(duì)象。鋁基復(fù)合材料具有高比強(qiáng)度、高比彈性模量、高尺寸穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，在航天領(lǐng)域和武器裝備領(lǐng)域具有重大潛在的使用價(jià)值。但是由于該材料的焊接性差，極大限制了該種材料進(jìn)一步推廣和應(yīng)用。   作者基于多年半固態(tài)焊接研究的基礎(chǔ),率先提出了創(chuàng)新型“鋁基復(fù)合材料的半固態(tài)攪拌釬焊新技術(shù)”。該項(xiàng)技術(shù)焊接原理如圖1所示，在半固態(tài)連接過(guò)程中通過(guò)施加適當(dāng)?shù)臄嚢枇?chǎng)使半固態(tài)合金中固相部分流變擠壓、破碎以至去除待焊表面的氧化膜，使得半固態(tài)合金中液相部分與復(fù)合材料基體發(fā)生適當(dāng)?shù)臄U(kuò)散溶解，從而實(shí)現(xiàn)焊料與復(fù)合材料基體的冶金結(jié)合。該技術(shù)擬在非真空、低溫條件下實(shí)現(xiàn)鋁基復(fù)合材料的高效連接。因此，“鋁基復(fù)合材料的半固態(tài)攪拌釬焊”創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目充分體現(xiàn)新材料、新工藝和新裝備“三新技術(shù)”的應(yīng)用。   2.2半固態(tài)攪拌釬焊實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的初步建立   雖然該實(shí)驗(yàn)技術(shù)在理論上具有一定的可行性，但是，如何在設(shè)備上加以實(shí)現(xiàn)，是擺在參加該項(xiàng)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)所有學(xué)生面前的一道難題。指導(dǎo)老師對(duì)該項(xiàng)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)提出明確的要求：   2.2.1首先明確試驗(yàn)系統(tǒng)基本組成單元，即由旋轉(zhuǎn)攪拌、行走、加熱和測(cè)控溫等單元組成，并據(jù)此對(duì)試驗(yàn)小組成員進(jìn)行了明確分工；   2.2.2試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)力求簡(jiǎn)單、實(shí)用,能保證實(shí)現(xiàn)該項(xiàng)焊接技術(shù)的基本功能；   2.2.3該試驗(yàn)裝置的各組成單元和所需材料最好立足實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的設(shè)備和材料，以節(jié)約該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的成本。   在明確該項(xiàng)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)基本要求后,學(xué)生對(duì)該設(shè)備的整體方案進(jìn)行了充分的調(diào)研和論證。在確定方案后，進(jìn)入圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、設(shè)備加工和后期的設(shè)備安裝和調(diào)試階段。通過(guò)以上步驟的實(shí)施,初步建立半固態(tài)攪拌釬焊實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，如圖2、3所示。其主要由行走小車（由埋弧焊行走部分改造而成）、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)（由手電轉(zhuǎn)改造而成）、焊接平臺(tái)、加熱系統(tǒng)、測(cè)控溫系統(tǒng)所組成。實(shí)踐表明，該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)已能基本實(shí)現(xiàn)攪拌釬焊的功能。重要的是，通過(guò)該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的研制大大地提高了學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力。另外，學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的電子電工學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)等理論知識(shí)，分析焊接速度、旋轉(zhuǎn)速度等焊接參數(shù)的測(cè)量與控制原理和特點(diǎn)，找出現(xiàn)有焊接實(shí)驗(yàn)設(shè)備的不足，并應(yīng)用機(jī)電一體化的理論知識(shí)提出改進(jìn)方案與措施,以便提高焊接設(shè)備的精準(zhǔn)度和自動(dòng)化程度。如對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速測(cè)控單元進(jìn)行改造，可實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)攪拌參數(shù)精準(zhǔn)控制。因此，通過(guò)該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的研制極大地提高了學(xué)生綜合分析問(wèn)題的能力,并為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力創(chuàng)造了有利條件。尤為重要的是，使學(xué)生充分意識(shí)到，即使利用現(xiàn)有簡(jiǎn)單的設(shè)備,依然可使創(chuàng)新設(shè)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，從而激勵(lì)學(xué)生在日常工作中能進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)。   2.3釬料層類型和焊接參數(shù)優(yōu)化確定   在鋁基復(fù)合材料的半固態(tài)釬焊過(guò)程中，Zn-Al釬料合金不同Zn含量對(duì)焊接成敗起到非常關(guān)鍵作用。這主要因?yàn)橥ㄟ^(guò)降低釬料中Zn含量可擴(kuò)大釬料的固液區(qū)間，將助于降低焊接溫度參數(shù)的敏感性，從而提高焊接結(jié)果的穩(wěn)定性。另外，在焊接實(shí)驗(yàn)的探索階段,焊接成功率較低。但通過(guò)對(duì)成功案例的分析，積極引導(dǎo)學(xué)生摸索和揭示焊接實(shí)踐過(guò)程中偶然現(xiàn)象中的必然因素。   也就是說(shuō)明該項(xiàng)技術(shù)在原理上是可行的，但是在工藝上還不成熟。這需要通過(guò)研究焊接溫度、攪拌頭旋轉(zhuǎn)速度等工藝參數(shù)對(duì)攪拌釬焊接頭的微觀結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的影響規(guī)律來(lái)確定各參數(shù)的主次和交互作用，最終選擇優(yōu)化的焊接工藝參數(shù)。故通過(guò)焊接創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，學(xué)生不僅學(xué)習(xí)到相關(guān)性能檢測(cè)方法，增強(qiáng)了解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力，同時(shí)，也有助于學(xué)生建立批判性辨證思維方式，從而增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。   3焊接創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)取得的教學(xué)成果   我校焊接教學(xué)團(tuán)隊(duì)在半固態(tài)攪拌釬焊創(chuàng)新實(shí)踐的基礎(chǔ)上，先后指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行了多項(xiàng)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，取得了顯著的創(chuàng)新教學(xué)成果，并形成了一套完整的焊接創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。近3年來(lái)，以焊接創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為基礎(chǔ)，開展了2005~2007級(jí)本科生的課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#   其中，有多人獲得了優(yōu)秀成績(jī)。學(xué)生焊接創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在2009年獲得了我校大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目資助1項(xiàng)。在2010年，我校組織了3支學(xué)生焊接創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)參加在南昌舉行的全國(guó)首屆大學(xué)生焊接創(chuàng)新大賽，獲得大賽三等獎(jiǎng)3項(xiàng)，同時(shí)學(xué)生創(chuàng)新能力也獲得評(píng)審專家一致認(rèn)可。   4結(jié)束語(yǔ)   通過(guò)近三年焊接創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)的具體實(shí)踐，建立了一套適合我校實(shí)際情況的焊接創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。在這套體系的創(chuàng)建過(guò)程中，有三個(gè)前提尤為重要：一、創(chuàng)新選題要緊緊結(jié)合工程實(shí)際和科學(xué)前沿，應(yīng)具有明顯的針對(duì)性和先進(jìn)性；二、創(chuàng)新實(shí)踐過(guò)程要根據(jù)學(xué)校的實(shí)際情況，整合和改造現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)資源，最大限度地節(jié)約實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目成本；三、對(duì)學(xué)生進(jìn)行批判性辨證思維方式的教育，這是創(chuàng)新實(shí)踐的思想基礎(chǔ)。