實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介：

本實(shí)驗(yàn)結(jié)合課程團(tuán)隊(duì)在鋁合金成型領(lǐng)域最新科研成果，以探究鋁合金熔爐和熔焊工藝。支持學(xué)生自主操作設(shè)備，完成鋁合金熔爐與熔焊工藝實(shí)驗(yàn)的全過程，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

設(shè)計(jì)原則：

1.《鋁合金熔爐和熔焊虛擬仿真實(shí)驗(yàn)》虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生掌握合金成分的選擇、配料算法、熔煉過程，熟悉實(shí)驗(yàn)設(shè)備的操作規(guī)程，實(shí)現(xiàn)特種合金定向設(shè)計(jì)的教學(xué)目標(biāo)。通過對(duì)真空電弧熔煉和真空感應(yīng)熔煉的操作，學(xué)會(huì)熔煉過程中，保護(hù)氣體壓強(qiáng)、電弧電流、流感應(yīng)熔煉、原料和熔體溫度的控制，以及電弧電極、澆鑄時(shí)機(jī)的把握。

（1）激光焊接背景認(rèn)知：激光焊接是利用高能量密度的激光束作為熱源的一種高效精密焊接方法。激光焊接是激光材料加工技術(shù)應(yīng)用的重要方面之一。20世紀(jì)70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接，焊接過程屬熱傳導(dǎo)型，即激光輻射加熱工件表面，表面熱量通過熱傳導(dǎo)向內(nèi)部擴(kuò)散，通過控制激光脈沖的寬度、能量、峰值功率和重復(fù)頻率等參數(shù)，使工件熔化，形成特定的熔池。由于其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，已成功應(yīng)用于微、小型零件的精密焊接中。

（2）練習(xí)題：測(cè)試學(xué)生對(duì)鋁合金熔爐和熔焊的背景知識(shí)的學(xué)習(xí)及掌握程度。

2.《鋁合金熔爐和熔焊虛擬仿真實(shí)驗(yàn)》虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生掌握合金成分的選擇、配料算法、熔煉過程，熟悉實(shí)驗(yàn)設(shè)備的操作規(guī)程，實(shí)現(xiàn)特種合金定向設(shè)計(jì)的教學(xué)目標(biāo)。通過對(duì)真空電弧熔煉和真空感應(yīng)熔煉的操作，學(xué)會(huì)熔煉過程中，保護(hù)氣體壓強(qiáng)、電弧電流、流感應(yīng)熔煉、原料和熔體溫度的控制，以及電弧電極、澆鑄時(shí)機(jī)的把握。

（1）焊料成分設(shè)計(jì)：安全規(guī)范的學(xué)習(xí)：讓學(xué)生了解該實(shí)驗(yàn)操作中需要注意的問題。使學(xué)生掌握鋁合金焊料的性能指標(biāo)、成分構(gòu)成。

（2）焊料制備：在虛擬仿真的焊料制備實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以3d模型還原實(shí)驗(yàn)設(shè)備，便于學(xué)生操作實(shí)驗(yàn)設(shè)備及調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)參數(shù)。系統(tǒng)給出打亂的焊料制備的操作步驟，學(xué)生需要按照正確的順序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，依次點(diǎn)擊正確的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行操作，并對(duì)操作中的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。考核學(xué)生是否掌握實(shí)驗(yàn)操作流程。

焊料檢測(cè)結(jié)果：制備完成后進(jìn)行焊料的檢測(cè)，展示剛剛在實(shí)驗(yàn)中制備的焊料的檢測(cè)參數(shù)；讓學(xué)生了解設(shè)置參數(shù)對(duì)焊料的影響。讓學(xué)生了解調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)參數(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響；學(xué)生如果對(duì)焊料的檢測(cè)參數(shù)不滿意，可以進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)操作，制備多種焊料。

3.《焊接參數(shù)優(yōu)化虛擬仿真實(shí)驗(yàn)》讓學(xué)生掌握合金成分的選擇、配料算法、熔煉過程，熟悉實(shí)驗(yàn)設(shè)備的操作規(guī)程，實(shí)現(xiàn)特種合金定向設(shè)計(jì)的教學(xué)目標(biāo)。通過對(duì)真空電弧熔煉和真空感應(yīng)熔煉的操作，學(xué)會(huì)熔煉過程中，保護(hù)氣體壓強(qiáng)、電弧電流、流感應(yīng)熔煉、原料和熔體溫度的控制，以及電弧電極、澆鑄時(shí)機(jī)的把握。

（1）焊接參數(shù)調(diào)節(jié)：此環(huán)節(jié)以虛擬仿真的形式還原激光焊接車間，學(xué)生通過點(diǎn)擊車間內(nèi)高亮的設(shè)備進(jìn)行參數(shù)的調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)熱量參數(shù)，查看該變量對(duì)拉伸曲線的影響；通過多次調(diào)節(jié)熱量參數(shù)，了解該參數(shù)對(duì)于拉升曲線的影響趨勢(shì)。

（2）焊料測(cè)試：學(xué)生根據(jù)應(yīng)對(duì)的結(jié)果進(jìn)行判斷該方案是否符合本項(xiàng)目應(yīng)對(duì)需求，可以重復(fù)進(jìn)行選擇不同的參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。