焊接结构与工艺专业课程设计中标准和法规的应用

孟凡玲+武小娟+孙焕焕

摘要：焊接结构和焊接工艺课程设计是焊接专业的实践教学环节之一，针对我校焊接专业课程设计目前存在的焊接结构和焊接工艺课程设计对标准和规范的认识不足的问题，提出学习标准、重视规范的改革措施，实践证明该措施切实可行，可提高学生的综合应用能力，提高就业竞争力。

关键词：焊接工艺;焊接结构;课程设计;教学改革

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2015）20-0071-02

一、引言

焊接作为一种先进制造技术，在工业生产和国民经济建造中起着非常重要的作用。经过几十年的快速发展，焊接已在许多工业部门的金属结构制造中几乎全部取代铆接。课程设计是学生适应实际生产的必要阶段。焊接工艺和焊接结构课程设计是焊接方向的集中实践环节的必修课，是学生学习完焊接工艺和焊接结构课程后进行的一次全面的综合训练。其目的在于让学生综合运用以前学过的基础理论知识掌握焊接结构设计的基本思路，培养学生综合应用所学的焊接知识去分析和解决工程实际问题的能力，帮助学生巩固、深化和拓展知识面，使之得到一次较全面的设计训练，为毕业设计和实际工程设计奠定基础。目前国内针对焊接专业课程设计改革主要集中在课程设计选题和课程设计考核方式等方面。如重庆科技学院针对焊接专业课程设计存在的问题，对课程设计的管理和实施进行了教学改革。佳木斯大学则将焊接结构的课程设计选题和工程实践紧密结合，让学生学以致用，解决实际问题。

为了满足企业对焊接工程师的需要，哈尔滨工业大学率先对焊接专业进行改革，把国际焊接工程师培训认证融入到本科教学中，培养具有国际焊接工程师资质的本科毕业生，受到了企业的欢迎。随即南京工程学院、太原理工大学、沈阳大学、抚顺石油大学等30多所院校都积极地开展了在校学生的国际焊接工程师培训工作。通过国际焊接工程师培训，学生对专业知识有更深入、更系统的理解。另外，在国际焊接工程师培训中还增加了“焊接生产及应用”学习，学生不仅可以将理论与实际紧密联系起来，而且还大大提高了综合利用基础理论知识解决实际问题的能力。此外，通过国际焊接工程师培训提高了学生的工程实践能力。由于国际焊接工程师培训教材的一个突出特点就是实践性强，培训教材的各部分内容都与工程实际紧密结合，并且将相关行业的主要标准穿插其中，进而使学生的工程实践能力有了较大幅度的提高。国际焊接工程师培训还能提高学生的动手能力。在国际焊接工程师培训过程中，除了理论培训外，还有60学时的动手实践环节。该培训环节是基于国际最新ISO标准条件下的实训练习，包含了实际生产中应用最为广泛的几种焊接工艺方法。总之，通过国际焊接工程师培训，学生的综合素质有了较大幅度的提高，拓宽了学生的就业渠道，提高了竞争力。

我校1992年成立焊接专业，专业培养目标是高级应用型焊接人才，要求学生应具备一定的专业理论知识，同时具备较高专业素养的工程实践能力。强化专业实践能力的培养是焊接专业一贯坚持的办学准则，为此焊接专业除理论和实验课程外，还设置了生产实习、课程设计、毕业设计等实践环节。实践课程的设置为学生提供了理论课程联系生产实际的机会。但由于受时间、办学条件等各种因素的影响，课程设计环节对标准规范认识不足的问题。本文就是针对这些问题进行课程设计教学改革，期望通过该项改革，进一步提高学生理论联系实际的能力，提高核心就业竞争力。

二、焊接工艺和焊接结构课程设计中存在对标准和规范的认识不足的问题

不管是焊接结构课程设计还是焊接工艺课程设计，其实都是对标准和规范的具体应用。比如设计压力容器时，应用的就是从GB到JB再到HG的一系列标准和规范。由于历史原因，我校任课老师多为学院派，对工厂里规范和标准的应用缺乏充分的认识，所以对标准和规范的重视程度严重不足，这就直接导致了指导学生进行课程设计时，很多时候不是按照标准和规范来规范指导，错失了教会学生学习标准和规范并与实际工程实践相结合的机会。

本文即针对这些不足，提出具体的改革措施，改善教学效果。

三、焊接工艺和焊接结构课程设计的改革措施

针对以往不重视标准和规范情况，本次教学改革确定一切以标准和规范为导向，教育学生尽早学习和应用标准和规范。焊接结构的设计，大到整体尺寸的计算，小到一个螺栓的选择都有相应的标准和规范，教导学生如何应用一整套标准体系，以及标准之间的涵盖关系。焊接工艺、焊评、焊考也都有相应的标准，对学生灌输一种思想，将来的工作就是吃透标准和应用标准。

师资队伍是专业建设的智力资源，师资结构的合理性，水平的高低，直接影响到学校的办学水平，所以做好师资队伍规划，加强师资队伍建设，是专业建设的重要环节。我院《焊接结构课程设计》和《焊接工艺课程设计》主要负责人与主讲教师为提高自己对标准和法规的理解，在学校的支持下，去沈阳东方钛业股份有限公司进行生产实践，东方钛业安排了具有多年设计经验的王达理工程师，对两名实习教师进行专人辅导，模拟企业接到合同到设计完成的整个过程。在此期间两位老师在工程师的指导下，完成了一台固定管板换热器的设计。设计过程中学会了熟练运用SW6软件进行结构设计和强度计算，并编制了SW6软件的学习课件，并决定以后进行焊接专业课程设计和毕业设计中运用SW6软件。根据GB150和GB151等压力容器行业的标准法规，选定了换热器的关键部件，确定了关键尺寸，按照设计草图在CAD上画出了正规的装配图和零件图。通过亲自动手设计、绘图，发现了原来在教学中存在的装配图不规范、零件图不完整等问题，并打算在未来的工作中逐一纠正。

四、焊接结构和焊接工艺课程设计涉及标准

根据教学改革具体内容，我校焊接专业教师制订书面的计划，并编制合适的课程设计指导书，推荐合适的参考资料。自2012年开始进行小范围的尝试，至今已经在整个焊接专业推广了该方法。具体做法为两个课设使用同一个题目，主要为压力容器类题目，如球罐、卧罐、立罐、换热器等。焊接结构课设强度计算和结构设计部分按TSG R0004-2009《固定式压力容器安全技术规程》和GB150.1～GB150.4-2011《压力容器》、GB151-1999《管壳式换热器》、GB12337-2011《钢制球型储罐》、JB/T4731-2005《钢制卧式容器》、JB/T4734-2002《铝制焊接容器》等标准进行。计算过程也由原来的手算改为采用工厂通用软件SW6进行计算。焊接结构设计除强度计算外还包括焊接坡口的选择、焊缝的标注两部分。坡口设计采用的标准为GB/T985.1-2008《气焊、焊条电弧焊、气体保护焊和高能束焊的推荐坡口》和GB/T985.2-2008《埋弧焊的推荐坡口》，焊缝的标注标准为GB/T 324-2008《焊缝符号表示法》。焊接工艺课程设计分焊接工艺评定和焊接工艺制定和焊工考试三部分。焊接工艺评定的标准为NB/T47014-2011《承压设备焊接工艺评定》、NB/T47016-2011《承压设备产品焊接试件的力学性能检验》。焊接工艺制定标准为NB/T47014-2011《压力容器焊接规程》、NB/T47018.1-2011《承压设备用焊接材料订货技术条件第1部分：采购通则》、NB/T47018.2-2011《承压设备用焊接材料订货技术条件第2部分：钢焊条》、NB/T47018.3-2011《承压设备用焊接材料订货技术条件第3部分：气体保护电弧焊钢焊丝和填充焊丝》、NB/T47018.4-2011《承压设备用焊接材料订货技术条件第4部分：埋弧焊钢焊丝和焊剂》、NB/T47018.5-2011《承压设备用焊接材料订货技术条件第5部分：堆焊用不锈钢焊带和焊剂》。焊工考试的标准为TSG Z26002-2010《特种设备焊接操作人员考核细则》。

五、收获与体会

焊接专业是材料、机械、电子和计算机交叉渗透的一门综合性工程技术学科，焊接结构和焊接工艺课程设计则是焊接专业教学计划中的一个重要环节。针对标准和法规重视不足的问题，提出具体的改革措施并进行实践。促进了专业教育向素质教育的转变，培养了能适应日益激烈的市场竞争的专业人才，弥补了当前本科生“通才”教育的不足，强化了学生的实践能力，缓解了高校人才培养与企业人才需求之间的矛盾，同时也体现了我校“学以致用”的办学理念。但改革不是一朝一夕可以完成的，它需要时间来检验，并在实践中不断修正出现的问题，课程改革以来，不仅学生在此过程中受益，教师也通过不断学习，提高了自己的业务水平。相信本次课改可为其他院校提供一定的参考经验。

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