《弧焊電源及其控制》課程教學(xué)大綱

《弧焊電源及其控制》課程教學(xué)大綱一、課程基本情況課程代碼：101134123401課程名稱（中/英文）：弧焊電源及其控制/ArcWeldingPowerAndTheDigitalControl課程類別：專業(yè)必修課程學(xué)分：2總學(xué)時(shí)：32理論學(xué)時(shí)：32實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐學(xué)時(shí)：0適用專業(yè)：焊接技術(shù)與工程適用對象：本科先修課程：電工與電子技術(shù)、程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)環(huán)境：多媒體教室開課學(xué)院：材料科學(xué)與工程學(xué)院二、課程簡介1.課程任務(wù)與目的《弧焊電源及其控制》是焊接技術(shù)與工程專業(yè)的一門專業(yè)必修課程，課程任務(wù)是通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)了解電弧產(chǎn)生的機(jī)理，電弧靜特性的形成，電弧的動(dòng)特性，交流電弧的特點(diǎn)及其穩(wěn)定燃燒的條件和影響因素；了解弧焊電源的性能與電弧穩(wěn)定性、焊接參數(shù)穩(wěn)定的關(guān)系，并能從工藝的角度對弧焊電源提出要求；掌握常用弧焊電源獲得不同外特性的基本原理與調(diào)節(jié)方法；熟悉弧焊電源的性能特點(diǎn)，能正確選擇與合理使用各種類型弧焊電源和具備排除常見故障的能力；掌握弧焊電源的控制和數(shù)字化技術(shù)的基本方法、特點(diǎn)、原理與應(yīng)用。課程目的是使學(xué)生掌握各種常用弧焊電源及其控制、數(shù)字化控制技術(shù)的基本理論、基本知識和實(shí)驗(yàn)技能，并能根據(jù)不同弧焊工藝方法正確的選擇、使用和維護(hù)弧焊電源。為積極落實(shí)中國制造2025等制造業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，實(shí)現(xiàn)從制造大國向制造強(qiáng)國轉(zhuǎn)變的戰(zhàn)略目標(biāo)作出貢獻(xiàn)。2.對接培養(yǎng)的崗位能力能根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際要求，從工藝的角度對弧焊電源提出要求，熟悉弧焊電源的性能特點(diǎn)，能正確選擇與合理使用各種類型弧焊電源和具備排除常見故障的能力。三、課程教學(xué)目標(biāo)1.課程對畢業(yè)要求的支撐[畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1.3]綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和焊接技術(shù)專業(yè)知識分析選擇焊接設(shè)備、制定合理的加工工藝，解決焊接加工過程中的復(fù)雜工程問題。[畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)3.2]能夠在社會、健康、安全、法律、文化及環(huán)境等現(xiàn)實(shí)約束條件下，經(jīng)過安全、操作和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析對焊接工程設(shè)計(jì)方案的可行性進(jìn)行分析與論證、評價(jià)相應(yīng)技術(shù)指標(biāo)，優(yōu)選設(shè)計(jì)方案；2.課程教學(xué)目標(biāo)對應(yīng)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)，具體內(nèi)容如下：教學(xué)目標(biāo)1：掌握弧焊電源的分類、各種弧焊電源的特點(diǎn)與應(yīng)用、弧焊電源的發(fā)展趨向。掌握焊接電弧的物理本質(zhì)和形成、焊接電弧的結(jié)構(gòu)和伏安特性、交流電弧燃燒特點(diǎn)、焊接電弧的分類及其特點(diǎn)。能夠根據(jù)焊接電弧及其電特性，對弧焊電源提出基本要求，掌握常用的弧焊電源工作原理和性能特點(diǎn)。掌握電子控制型弧焊電源的基本工作原理，以及各種外特性實(shí)現(xiàn)的方法。（支撐畢業(yè)要求1.3）教學(xué)目標(biāo)2：掌握弧焊變壓器、直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器、晶閘管弧焊整流器、弧焊逆變器的基本原理、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)及其典型產(chǎn)品?；『鸽娫吹倪x擇和使用。（支撐畢業(yè)要求3.2）四、教學(xué)課時(shí)安排（一）學(xué)時(shí)分配主題或知識點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容總學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)完成課程教學(xué)目標(biāo)講課實(shí)驗(yàn)實(shí)踐主題或知識點(diǎn)1緒論22001主題或知識點(diǎn)2焊接電弧及其電特性44001主題或知識點(diǎn)3對弧焊電源的基本要求44001主題或知識點(diǎn)4弧焊變壓器44002主題或知識點(diǎn)5電子控制型弧焊電源基礎(chǔ)44001主題或知識點(diǎn)6晶閘管弧焊整流器66002主題或知識點(diǎn)7弧焊逆變器66002主題或知識點(diǎn)8弧焊電源的選擇和使用22002合計(jì)323200五、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)設(shè)計(jì)主題或知識點(diǎn)1緒論1.教學(xué)內(nèi)容弧焊電源的分類；各種弧焊電源的特點(diǎn)與應(yīng)用；弧焊電源的發(fā)展趨向。介紹我國弧焊電源技術(shù)的發(fā)展歷程和取得的成就，如自主研發(fā)的數(shù)字化焊接電源、激光焊接設(shè)備等，激發(fā)學(xué)生的民族自豪感和愛國情懷。同時(shí)強(qiáng)調(diào)作為未來工程師的責(zé)任，如何為國家的科技進(jìn)步和制造業(yè)發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。2.教學(xué)重點(diǎn)各種弧焊電源的特點(diǎn)與應(yīng)用；弧焊電源的發(fā)展趨向。3.教學(xué)難點(diǎn)弧焊電源的發(fā)展趨向。4.教學(xué)方案設(shè)計(jì)（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）采用課堂多媒體授課，同時(shí)授課過程中采用問題互動(dòng)式、討論式、案例式、啟發(fā)式等教學(xué)方法。主題或知識點(diǎn)2焊接電弧及其電特性1.教學(xué)內(nèi)容焊接電弧的物理本質(zhì)和形成；焊接電弧的結(jié)構(gòu)和伏安特性；交流電弧燃燒特點(diǎn)；焊接電弧的分類及其特點(diǎn)。焊接電弧是低電壓大電流，培養(yǎng)學(xué)生的安全意識，讓他們始終將安全放在首位，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程和安全規(guī)范，確保自己和他人的安全。2.教學(xué)重點(diǎn)焊接電弧的物理本質(zhì)和形成；焊接電弧的結(jié)構(gòu)和伏安特性；交流電弧燃燒特點(diǎn)。3.教學(xué)難點(diǎn)焊接電弧的結(jié)構(gòu)和伏安特性；交流電弧燃燒特點(diǎn)。4.教學(xué)方案設(shè)計(jì)（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）采用課堂多媒體授課，同時(shí)授課過程中采用問題互動(dòng)式、討論式、案例式、啟發(fā)式等教學(xué)方法。主題或知識點(diǎn)3對弧焊電源的基本要求1.教學(xué)內(nèi)容對弧焊電源空載電壓和外特性的要求；對弧焊電源調(diào)節(jié)性能的要求；對弧焊電源動(dòng)特性的要求。在學(xué)習(xí)調(diào)節(jié)特性的過程中，學(xué)生可以接觸到各種新型的弧焊電源設(shè)備和先進(jìn)的焊接技術(shù)。激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神和求知欲。鼓勵(lì)學(xué)生敢于質(zhì)疑、勇于探索未知領(lǐng)域并積極尋求解決問題的方法。通過培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，可以為國家的科技進(jìn)步和社會發(fā)展貢獻(xiàn)力量。2.教學(xué)重點(diǎn)對弧焊電源空載電壓和外特性的要求；對弧焊電源調(diào)節(jié)性能的要求；對弧焊電源動(dòng)特性的要求。3.教學(xué)難點(diǎn)對弧焊電源調(diào)節(jié)性能的要求；對弧焊電源動(dòng)特性的要求。4.教學(xué)方案設(shè)計(jì)（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）采用課堂多媒體授課，同時(shí)授課過程中采用問題互動(dòng)式、討論式、案例式、啟發(fā)式等教學(xué)方法。主題或知識點(diǎn)4弧焊變壓器1.教學(xué)內(nèi)容弧焊變壓器的基本原理；串聯(lián)電抗器式弧焊變壓器、動(dòng)鐵心式弧焊變壓器、動(dòng)線圈式弧焊變壓器、抽頭式弧焊變壓器的結(jié)構(gòu)、原理和特點(diǎn)?；『缸儔浩餍阅芫哂幸欢ǖ木窒扌?，引入弧焊變壓器改造、新型焊接技術(shù)開發(fā)等案例，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和提高實(shí)踐能力。2.教學(xué)重點(diǎn)串聯(lián)電抗器式弧焊變壓器、動(dòng)鐵心式弧焊變壓器、動(dòng)線圈式弧焊變壓器、抽頭式弧焊變壓器的結(jié)構(gòu)、原理和特點(diǎn)。3.教學(xué)難點(diǎn)串聯(lián)電抗器式弧焊變壓器、動(dòng)鐵心式弧焊變壓器、動(dòng)線圈式弧焊變壓器、抽頭式弧焊變壓器的結(jié)構(gòu)、原理和特點(diǎn)。4.教學(xué)方案設(shè)計(jì)（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）采用課堂多媒體授課，同時(shí)授課過程中采用問題互動(dòng)式、討論式、案例式、啟發(fā)式等教學(xué)方法。主題或知識點(diǎn)5電子控制型弧焊電源基礎(chǔ)1.教學(xué)內(nèi)容電子控制型弧焊電源的基本工作原理，PID控制策略，電子控制型弧焊電源外特性、調(diào)節(jié)特性和動(dòng)特性的控制。PID控制的學(xué)習(xí)的同時(shí)讓學(xué)生明白，發(fā)現(xiàn)問題要大膽快速的調(diào)整，及時(shí)止損，但不可冒進(jìn)或裹足不前，隨時(shí)關(guān)注世態(tài)變化，用發(fā)展的觀點(diǎn)看待問題。2.教學(xué)重點(diǎn)電子控制型弧焊電源的基本工作原理，PID控制策略，電子控制型弧焊電源外特性、調(diào)節(jié)特性和動(dòng)特性的控制。3.教學(xué)難點(diǎn)電子控制型弧焊電源外特性、調(diào)節(jié)特性和動(dòng)特性的控制。4.教學(xué)方案設(shè)計(jì)（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）采用課堂多媒體授課，同時(shí)授課過程中采用問題互動(dòng)式、討論式、案例式、啟發(fā)式等教學(xué)方法。主題或知識點(diǎn)6晶閘管弧焊整流器1.教學(xué)內(nèi)容晶閘管式弧焊整流器主電路，晶閘管移相觸發(fā)電路，晶閘管式弧焊整流器外特性的控制方法，晶閘管式脈沖及矩形波交流弧焊電源原理。在分析電路圖時(shí)，把復(fù)雜電路分解為若干部分進(jìn)行學(xué)習(xí)，教導(dǎo)學(xué)生應(yīng)當(dāng)正確處理個(gè)人與集體的關(guān)系，個(gè)人只有在集體中才能獲得長足的發(fā)展，而集體是每個(gè)人智慧的結(jié)晶，集體的成敗取決于每個(gè)人的努力。二者相輔相成、互相依存的，我們要熱愛集體，增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)的合作意識，提高團(tuán)隊(duì)的合作能力。2.教學(xué)重點(diǎn)晶閘管式弧焊整流器主電路，晶閘管移相觸發(fā)電路，晶閘管式弧焊整流器外特性的控制方法，晶閘管式脈沖及矩形波交流弧焊電源原理。3.教學(xué)難點(diǎn)晶閘管式弧焊整流器外特性的控制方法，晶閘管式脈沖及矩形波交流弧焊電源原理。4.教學(xué)方案設(shè)計(jì)（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）采用課堂多媒體授課，同時(shí)授課過程中采用問題互動(dòng)式、討論式、案例式、啟發(fā)式等教學(xué)方法。主題或知識點(diǎn)7弧焊逆變器1.教學(xué)內(nèi)容弧焊逆變器的基本原理、輸出電氣特性、逆變主電路和弧焊逆變器的應(yīng)用，晶閘管式、晶體管式、場效應(yīng)管式、IGBT式弧焊逆變器的基本原理、輸出電氣特性、逆變主電路和應(yīng)用。通過交—直—交變頻技術(shù)的學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生要適當(dāng)運(yùn)用逆向思維，靈活變通不轉(zhuǎn)牛角尖，辯證地看待問題，避免思想僵化。2.教學(xué)重點(diǎn)晶閘管式、晶體管式、場效應(yīng)管式、IGBT式弧焊逆變器的基本原理、輸出電氣特性、逆變主電路和應(yīng)用。3.教學(xué)難點(diǎn)晶閘管式、晶體管式、場效應(yīng)管式、IGBT式弧焊逆變器的基本原理、輸出電氣特性、逆變主電路和應(yīng)用。4.教學(xué)方案設(shè)計(jì)（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）采用課堂多媒體授課，同時(shí)授課過程中采用問題互動(dòng)式、討論式、案例式、啟發(fā)式等教學(xué)方法。主題或知識點(diǎn)8弧焊電源的選擇和使用1.教學(xué)內(nèi)容弧焊電源的選擇；弧焊電源的安裝和使用?；『鸽娫吹倪x擇和使用過程中，學(xué)生需要樹立“安全第一”的思想，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程和安全規(guī)范。引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到自己的行為對他人和社會的影響，培養(yǎng)他們的社會責(zé)任感和職業(yè)道德素養(yǎng)。2.教學(xué)重點(diǎn)弧焊電源的選擇；弧焊電源的安裝和使用。3.教學(xué)難點(diǎn)弧焊電源的選擇；弧焊電源的安裝和使用。4.教學(xué)方案設(shè)計(jì)（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）采用課堂多媒體授課，同時(shí)授課過程中采用問題互動(dòng)式、討論式、案例式、啟發(fā)式等教學(xué)方法。六、學(xué)生成績評定1.課程考核方式及比例本課程考核學(xué)生獲取知識的能力、應(yīng)用所學(xué)知識分析問題和解決問題能力、實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力等；考核方式采用出勤、作業(yè)評測、課堂表現(xiàn)、平時(shí)階段測驗(yàn)等多種形式、多個(gè)階段等全過程的考核，使學(xué)生成績評定更加合理多樣，優(yōu)化課程評價(jià)體系，進(jìn)一步提升本課程教學(xué)效果。學(xué)生成績評定表考核方式平時(shí)成績期中考試期末考試出勤作業(yè)課堂表現(xiàn)階段測驗(yàn)答辯項(xiàng)目小論文其他√√√√成績比例%10101010602.課程目標(biāo)考核方式評價(jià)權(quán)重本課程教學(xué)目標(biāo)與考核方式評價(jià)權(quán)重如表所示：課程教學(xué)目標(biāo)與考核方式評價(jià)權(quán)重表課程教學(xué)目標(biāo)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)考核評價(jià)方式權(quán)重（%）過程性考核期末考試合計(jì)出勤及課堂表現(xiàn)作業(yè)及階段測驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)1指標(biāo)點(diǎn)1.1101028~3248~52教學(xué)目標(biāo)2指標(biāo)點(diǎn)1.1101028~3248~52合計(jì)2020601003.成績評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)平時(shí)成績評定及考核標(biāo)準(zhǔn)考核環(huán)節(jié)考核結(jié)果及標(biāo)準(zhǔn)評估項(xiàng)目及權(quán)重優(yōu)秀（90~100分）良好（80~89分）中等（70~79分）及格（60~69分）不及格（<60分）出勤及課堂表現(xiàn)（20%）無遲到、早退、曠課現(xiàn)象。積極參加課堂討論，并有自己獨(dú)到的見解，能夠準(zhǔn)確回答問題，并有自己獨(dú)到的見解偶爾有遲到、早退現(xiàn)象。較為積極參加課堂討論，能夠準(zhǔn)確回答問題，并提出自己的見解有遲到、早退現(xiàn)象。能夠主動(dòng)參加課堂討論，能夠回答問題有遲到、早退、偶爾有曠課現(xiàn)象。參與課堂討論，基本能回答相關(guān)問題遲到、早退、曠課較多。不能有效參加課堂討論，回答不出所有問題作業(yè)（10%）能夠獨(dú)立完成作業(yè)，作業(yè)完成質(zhì)量優(yōu)秀，能夠靈活運(yùn)用所學(xué)知識和理論解決問題，并獲得正確結(jié)論能夠獨(dú)立完成作業(yè)，完成質(zhì)量較高，能夠運(yùn)用所學(xué)知識和理論解決問題，并獲得正確結(jié)論能夠獨(dú)立完成作業(yè)，完成質(zhì)量符合要求，能夠運(yùn)用所學(xué)知識和理論解決問題，并獲得有效結(jié)論基本能夠獨(dú)立完成作業(yè)，部分題目解答存在抄襲現(xiàn)象，運(yùn)用所學(xué)知識和理論解決問題的能力基本符合要求不能獨(dú)立完成作業(yè)，存在明顯抄襲現(xiàn)象，不具備運(yùn)用所學(xué)知識和理論解決問題的能力階段測驗(yàn)（10%）完成所有階段測驗(yàn)，根據(jù)參考答案評分，總評成績?yōu)閮?yōu)秀完成所有階段測驗(yàn)，根據(jù)參考答案評定分，總評成績?yōu)閮?yōu)良完成所有階段測驗(yàn)，根據(jù)參考答案評分，總評成績?yōu)橹械韧瓿伤须A段測驗(yàn)，根據(jù)參考答案評分，總評成績?yōu)榧案駴]有完成階段測試，根據(jù)參考答案評分，總評成績不及格課程教學(xué)目標(biāo)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)考核環(huán)節(jié)考核結(jié)果及標(biāo)準(zhǔn)評估項(xiàng)目及權(quán)重優(yōu)秀（90~100分）良好（80~89分）中等（70~79分）及格（60~69分）不及格（<60分）教學(xué)目標(biāo)1熟練掌握弧焊電源的分類、各種弧焊電源的特點(diǎn)與應(yīng)用、弧焊電源的發(fā)展趨向。熟練掌握焊接電弧的物理本質(zhì)和形成、焊接電弧的結(jié)構(gòu)和伏安特性、交流電弧燃燒特點(diǎn)、焊接電弧的分類及其特點(diǎn)。根據(jù)焊接電弧及其電特性，對弧焊電源提出基本要求，熟練掌握常用的弧焊電源工作原理和性能特點(diǎn)。熟練掌握電子控制型弧焊電源的基本工作原理，以及各種外特性實(shí)現(xiàn)的方法。準(zhǔn)確掌握弧焊電源的分類、各種弧焊電源的特點(diǎn)與應(yīng)用、弧焊電源的發(fā)展趨向。準(zhǔn)確掌握焊接電弧的物理本質(zhì)和形成、焊接電弧的結(jié)構(gòu)和伏安特性、交流電弧燃燒特點(diǎn)、焊接電弧的分類及其特點(diǎn)。能夠較好的根據(jù)焊接電弧及其電特性，對弧焊電源提出基本要求，準(zhǔn)確掌握常用的弧焊電源工作原理和性能特點(diǎn)。準(zhǔn)確掌握電子控制型弧焊電源的基本工作原理，以及各種外特性實(shí)現(xiàn)的方法。掌握弧焊電源的分類、各種弧焊電源的特點(diǎn)與應(yīng)用、弧焊電源的發(fā)展趨向。掌握焊接電弧的物理本質(zhì)和形成、焊接電弧的結(jié)構(gòu)和伏安特性、交流電弧燃燒特點(diǎn)、焊接電弧的分類及其特點(diǎn)?？梢愿鶕?jù)焊接電弧及其電特性，對弧焊電源提出基本要求，掌握常用的弧焊電源工作原理和性能特點(diǎn)。掌握電子控制型弧焊電源的基本工作原理，以及各種外特性實(shí)現(xiàn)的方法?；菊莆栈『鸽娫吹姆诸?、各種弧焊電源的特點(diǎn)與應(yīng)用、弧焊電源的發(fā)展趨向?；菊莆蘸附与娀〉奈锢肀举|(zhì)和形成、焊接電弧的結(jié)構(gòu)和伏安特性、交流電弧燃燒特點(diǎn)、焊接電弧的分類及其特點(diǎn)?；灸軌蚋鶕?jù)焊接電弧及其電特性，對弧焊電源提出基本要求，基本掌握常用的弧焊電源工作原理和性能特點(diǎn)?；菊莆针娮涌刂菩突『鸽娫吹幕竟ぷ髟?，以及各種外特性實(shí)現(xiàn)的方法。不能掌握弧焊電源的分類、各種弧焊電源的特點(diǎn)與應(yīng)用、弧焊電源的發(fā)展趨向。不能掌握焊接電弧的物理本質(zhì)和形成、焊接電弧的結(jié)構(gòu)和伏安特性、交流電弧燃燒特點(diǎn)、焊接電弧的分類及其特點(diǎn)。不能夠根據(jù)焊接電弧及其電特性，對弧焊電源提出基本要求，不能掌握常用的弧焊電源工作原理和性能特點(diǎn)。不能掌握電子控制型弧焊電源的基本工作原理，以及各種