张村亮

（龙岩华侨职业中专学校，福建 龙岩 364000）

熔化焊的焊接熔池是指由熔化的局部母材和填充材料所组成的具有一定几何形状的液态区域。而焊缝是指熔池凝固后所形成的固态区域。因此焊接熔池和焊缝之间存在着内在的、必然的联系。也就是说焊缝金属的组织和性能不仅取决于焊缝的相变行为，而且受到焊接熔池结晶行为的直接影响。

如在焊条电弧焊的焊接技能培训过程中，学生能否提前感知、及时发现并根据焊接熔池的形成、发展和变化规律，正确采用切实可行、有效的操作方法，调节各种焊接工艺参数来控制熔池的大小、形状、厚薄，使熔池清晰、渣液分离、结晶凝固时间等合理是保证焊缝内部质量和外部成形良好的关键。因此文章认为焊接技能培训的关键是焊接熔池的控制。

1 焊接技能的共性

（1）操作技能与心智技能的联系。心智技能是外部动作的设计、策划和调节者。操作技能是心智技能的具体表象，心智技能是操作技能的整合调节者。在焊接教学过程中心智技能训练寓于操作技能训练之中。二者共同活动，促进焊接技能熟练。

图1

（2）操作技能与心智技能的区别。技能培训是一个从操作技能到心智技能的发展过程。操作技能培训主要是告诉学生先做什么，后做什么。步骤非常明晰。心智技能培训是要求学生知道为什么，要注意什么，渐渐形成安全第一、质量第一的思维定势。

2 焊接技能的个性（焊条电弧焊为例）

（1）焊接过程的特点：焊接过程是在焊接电弧的持续高温（6000℃以上）作用下，被焊的局部母材和填充金属经过熔化和凝固形成焊缝。

（2）焊接熔池的特点：①熔池体积小0.5～1cm3、冷却速度大100℃/s、熔池存在时间短，只有4s。熔池过热1870℃、熔池边界温度梯度大可达200℃/mm以上。②熔池在动态下结晶。③反应接触比较面积大，搅拌激烈。

（3）焊接操作的特点：焊条电弧焊的焊接过程是在深面罩的保护下主要靠感知进行操作训练，学习者会对自己的错误动作不能感知，基础不扎实就很难对动作进行有意识的调节和控制，更别说整合和熟练，这样不仅导致技术操作水平不稳定，难以找出动作失误的真正原因、操作技能训练就会陷入盲目状态。

（4）焊接过程熔池的形成、发展和变化。加热→熔化形成熔池→冶金反应→电弧移开（逐渐冷却）→开始一次结晶→液态相变→二次结晶→固态相变→形成焊缝。

图2

3 焊接操作技能注重的“熟练”

焊接操作技能是指学生在焊接过程中将一系列控制熔池的基本动作组合起来，协调和顺利地进行焊接操作的能力。

（1）遵循操作技能的形成规律。如学生定点引弧到引弧堆高的训练，其技能掌握内容是先易后难，即由单个熔池控制到一连串熔池控制的过程。学生通过对熔池控制的训练，能较容易在头脑中建立和形成准确的焊接操作活动定向印象，了解操作活动的结构和要求，即知道焊接操作是做什么，怎么做，进而在焊接操作活动中可以调节肢体动作的执行。

（2）按照操作技能的培训要求。熔池的控制操作有利于教师准确的示范与讲解，有利于学生进行必要而适当的定向练习和充分而有效的反馈，有利于学生建立稳定而清晰的动觉，即复杂的内部运动知觉。通过对焊点的比较和分析，能及时对学生动作的品质、结构、控制和效能等操作技能进行评价，从而判断学生操作的模仿、整合和熟练程度。

（3）熔池控制训练能直接体现操作技能的“熟练”程度：通过焊接工艺参数的变化和学生的训练，使学生逐渐体会各种焊接条件下，工艺参数对熔池和焊缝成形的影响。如在中“V”型坡口单面焊双面成形的训练中，特别是根部间隙变化较大时，操作方法的关键是要建立好第一个熔池，学生的熟练程度具体反映在背面成形状态上。①有意识地控制熔池质量有助于提高焊接动作的品质的稳定性、准确性、灵活性。有利于在各种焊接条件下顺利完成焊接操作。②有意识地控制熔池质量有助于焊接动作的结构的完善。使各个焊接动作要素之间的干扰逐渐消失、运条动作衔接连贯、流畅、协调。③有意识地控制熔池质量有助于焊接动作的效能提高。焊接工作量完成速度标准、焊接动作具有轻快感。

4 焊接操作技能注重的“心灵”

焊接心智技能是指学生对焊接过程的内心认知能力。学生通过适当训练，基本可以判断和分析熔池变化，其内部心理能按照焊接质量标准，合理且合乎焊接法则的方式所进行的一系列心理活动。

（1）焊接熔池控制的训练符合心智技能的形成阶段：①原型定向。如定点引弧练习控制熔池，使其冷却后形成一系列大小相近、豆状相似、位置准确、饱满的焊点。②原型操作。即前苏联心理学家加里培林物质或物质化活动阶段。如合理选择焊条、调节电流、在安全、劳保措施防护下，引燃电弧并训练保持焊接电弧高度和角度的前提下及时送进、前移、摆动焊条来控制熔池。③原型内化。观察分析焊点，通过心智技能训练了解判断缺陷产生原因，调整焊接操作方法。通过反复模仿、比较、整合焊接操作技能，通过心智活动的实践模式向学生头脑内部转化。④焊接过程熔池的结晶特点对焊缝成形的影响。焊接熔池的结晶过程也是晶核的形成和晶核的长大过程。但由于凝固条件的巨大差异使得焊接熔池的结晶过程表现出非平衡结晶、联生结晶和竞争成长以及成长速度方向动态变化的特征。控制熔池的尺寸及温度梯度就可控制熔池的结晶形态，晶粒的大小及成长方向，以期获得晶粒细小的结晶组织，提高焊缝的强度和韧性。如焊接电流，焊接速度变化时的焊缝成形对比，就能很直观说明。

（2）焊接熔池控制的训练符合心智技能的培训要求。①焊接熔池控制易于激发学生学习的积极性与主动性。训练初期学生学习热情高、求知欲强，但缺乏焊接的基础知识。焊接熔池控制动作简单，易协调，学生不至于顾此失彼、手忙脚乱。②焊接熔池控制具备焊接操作原型的完备性、独立性与概括性。焊接熔池控制包含准确引弧，长弧预热，焊接接头，收弧与填满弧坑等焊接基本操作，包含电弧长度，焊接电流，焊条角度，焊接速度，电弧稳定性，燃灭弧时间、频率、节奏等焊接工艺参数，包含熔池大小、形状、厚薄、渣液分离，温度高低，凝固时间等焊接质量元素。③焊接熔池控制适应学生培养的阶段特征，便于正确使用语言。一是符合中职学生的认知发展与教育，即瑞士心理学家皮亚杰：关于适当的训练来加快认知发展阶段转化的速度。二是符合前苏联维果斯基的最近发展区理论，即在有指导的情况下借助成人的帮助所能达到的解决问题与独自解决问题之间的差异。三是符合学习的基本规律“即做中学”。四是符合中职学生的特征和能力。

经几年来的实际培训教学和比较可以说明，只要学生明确熔池的作用，熟练掌握熔池控制的方法，就能对焊接操作活动建立稳定、清晰的动觉。如长弧、短弧，焊条角度，摆动幅度，运条速度等进行调整应用。

5 结语

中职学生的技能培养、训练的目标是技能的知行合一，即心智技能和操作技能合一。中职学生的技能教学策略“教学做合一”，以培养学生从整体上驾驭知识的能力。任何技能训练的关键都是基础技能的掌握程度，好的开始就是成功的一半。焊接技能训练“好的开始”就是要求学生能够做成第一个轮廓边界清晰、渣液分离完全的熔池，其后根据焊接目的、要求，焊件材质、厚度和焊条型号、规格，调整好（焊接电流、根部间隙），控制好（电弧电压、焊接速度、运条方法、燃灭弧频率）等工艺参数后，做成一个个轮廓边界、渣液分离清晰的熔池，形成波纹紧密重叠、疏密一致的焊缝。笔者肤浅的认为：焊接技能培训的关键是焊接熔池能控制好，一是可以说明其已基本掌握了焊接操作技能，二是可以通过工艺参数的变换来训练、提高其焊接技能。