Математика - сварщику

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ

«ГУКОВСКИЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ ТЕХНИКУМ»

ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ УЧЕБНЫЙ ПРОЕКТ

на тему: «Математика в профессии «Сварщик»"

Выполнил: Коцур Николай Алексеевич

Группа № 3

Профессия: Сварщик (ручной и частично механизированной сварки (наплавки))

Руководитель: Пингина Татьяна Петровна

г. Гуково

2024

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 1. МАТЕМАТИКА И СВАРОЧНОЕ ДЕЛО………………………….. 1.1 История развития сварочного производства…………………… 1.2 Понятие математика и ее развитие……………………………… 1.3 Роль математики в сварочном производстве…………………… 2. ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРИМЕРЫ И ЗАДАЧИ……………………….. 2.1 Опрос обучающихся ГРУППЫ № 3…………………………….. 2.2 Профессионально значимые задачи…………………………….. 2.3 Практическое задание……………………………………………. Заключение……………………………………………………………… Список использованной литературы…………………………………..

3 4 4 6 9 10 10 11 12 14 15

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проекта

Электродуговой способ соединения металлов произвёл революцию во всех отраслях промышленности, строительства и стал массовой технологией соединения материалов. Современный мир полностью держится на металле.

Сварщик — профессия ответственная, виртуозная, от качества его работы зависит многое — долговечность и устойчивость, работа и срок службы различных конструкций, зданий и сооружений.

Очень часто мы задаем вопрос: Зачем мне нужна математика, я - сварщик, не так уж она мне необходима, я и без нее обойдусь. Действительно ли это так? Эта тема меня очень заинтересовала, и я решил выяснить, какова роль математики в профессии сварщика.

Цель исследования: показать роль математики для сварщика.

Задачи исследования:

1. Изучить литературу по данной теме;

2. Подобрать конкретные примеры использования математики в профессии сварщика;

3. Провести опрос своих однокурсников, что они думают о необходимости математики для нашей профессии.

4. Сделать выводы;

5. Подготовить презентацию и выступление.

Новизна проекта и практическая значимость:

В результате исследовательского проекта создана компьютерная презентация, которую можно использовать на уроках математики, чтобы заинтересовать обучающихся изучать математику.

1. МАТЕМАТИКА И СВАРОЧНОЕ ДЕЛО

1.1 История развития сварочного производства

Технический прогресс в промышленности связан с совершенствованием сварочного производства. В современном мире все держится на металле, поэтому сварка стала необходимым процессом, а профессия «Сварщик» одна из наиболее востребованной рабочей профессией.

Первые способы сварки возникли с начала использования обработки металлов. Самые древнейшие образцы сварки, выполнены в 8 – 7 тыс. до н.э. Золотые изделия, найденные в египетских пирамидах, содержали паянные оловом соединения.

Не смотря на это годом рождения профессии «Сварщик» принято считать 1802 год, когда русский физик-экспериментатор, электротехник-самоучка Василий Владимирович Петров открыл электрическую дугу, при возникновении которой между двумя угольными электродами, создаётся высокая температура, которая позволяет расплавлять металлы.

Рисунок 1 – В.В. Петров

В 1882 г. российским ученым - инженером Николаем Николаевичем Бенардосом, был открыл способ электродуговой сварки металлов неплавящимся угольным электродом. В 1888г. российским инженером Николаем Гавриловичем Славяновым предложено проведение сварки плавящимся металлическим электродом.

Особое место в развитии сварки нашей страны занимает академик Евгений Оскарович Патон, организовавший в 1929 г. лабораторию, а затем Институт электросварки (ИЭС).

Рисунок 2 – Н.Н. Бенардос, Н.Г. Славянов, Е.О. Патон

В настоящее время учеными создано много новых источников энергий и появились новые способы сварки. Сварочная техника и технология занимают одно из ведущих мест в современном производстве. Высокий технический уровень сварочного производства предполагает и высокий уровень подготовки квалифицированного рабочего.

Учитывая все выше сказанное можно вывести формулу для понятия квалифицированный сварщик.

Рисунок 3 – Формула квалифицированного сварщика

1.2 Понятие «Математика» и ее развитие

Для того чтобы понять насколько важную роль играет математика в профессии сварщик нужно рассмотреть что такое математика. Согласно определениям Википедии:

Математика (др.-греч. μᾰθημᾰτικά

Математика не относится к естественным наукам, но широко используется в них как для точной формулировки их содержания, так и для получения новых результатов.

Математика — фундаментальная наука, предоставляющая (общие) языковые средства другим наукам; тем самым она выявляет их структурную взаимосвязь и способствует нахождению самых общих законов природы.

Ещё в XVII веке великий французский математик Рене Декарт сказал: «Математика представляет искуснейшие изобретения, способные удовлетворить любознательность, облегчить ремёсла и уменьшить труд людей».

Математика как учебная дисциплина подразделяется в Российской Федерации на:

• элементарную математику, изучаемую в средней школе и образованную дисциплинами: арифметика, элементарная алгебра, элементарная геометрия: планиметрия и стереометрия, теория элементарных функций и элементы анализа;

• и высшую математику, изучаемую на нематематических специальностях вузов. Дисциплины, входящие в состав высшей математики, варьируются в зависимости от специальности.

Математика даёт надёжные способы решения задач, реально возникающих в практике людей самых различных профессий. Математика обеспечивает нас системой математических знаний и умений, которые необходимы как в повседневной жизни так и в трудовой деятельности любого человека, в том числе и сварщика. Мы часто решаем бытовые и профессиональные задачи, не осознавая, что эти задачи математические.

Развитие математики опирается на письменность и умение записывать числа. Наверно, древние люди сначала выражали количество путём рисования чёрточек на земле или выцарапывали их на древесине.

Древние инки, не имея иной системы письменности, представляли и сохраняли числовые данные, используя сложную систему верёвочных узлов, так называемые кипу.

Рисунок 4 – Кипа

Существовало множество различных систем счисления. Первые известные записи чисел были найдены в папирусе Ахмеса, созданном египтянами Среднего царства. Индская цивилизация разработала современную десятичную систему счисления, включающую концепцию нуля.

Рисунок 5 – Цифры Майя

Исторически основные математические дисциплины появились под воздействием необходимости вести расчёты в коммерческой сфере, при измерении земель и для предсказания астрономических явлений и, позже, для решения новых физических задач. Каждая из этих сфер играет большую роль в широком развитии математики, заключающемся в изучении структур, пространств и изменений.

1.3 Роль математики в сварочном производстве

Математика – одна из важнейших учебных дисциплин. Она приобретает особое значение в связи с необычайным ростом науки, технического прогресса в нашей стране.

Основные темы, рассматриваемые в математике: количество, преобразования, структуры, пространственные отношения, дискретная математика.

Зачем математика сварщику?

Профессия сварщика – это рабочая специальность, очень востребованная на производстве и достаточно высокооплачиваемая. Вид деятельности сварщика подразумевает соединение материалов (как металлов, так и неметаллов) без каких-либо крепежных приспособлений и деталей, с образованием крепких межатомных связей.

Высокий уровень ответственности лежит на сварщике, так как срок эксплуатации всевозможной техники, долговечность и надежность конструкций зависит от качества выполненной сварщиком работы. Надежность соединений важна как при изготовлении новых конструкций, так и при восстановлении старых.

Должностные обязанности техника – сварщика: проведение необходимых расчетов и оформление технической документации, выявление причин брака продукции, разработка мер по его предупреждению, при необходимости - ликвидации. Занимается составлением графиков ремонта сварочного оборудования.

Специалист этой области должен обладать необходимыми знаниями, иметь представление не только об устройстве сварочного оборудования, но и применять в работе правила его эксплуатации, наладки, и другие.

Качество сварочных швов зависит от мастерства сварщиков. Любые ошибки, небрежность, допускаемые в работе, могут привести к катастрофе.

Различаются непосредственные и косвенные связи математики с профессиональной подготовкой, а затем и с трудовой деятельностью.

Для того чтобы в полной мере освоить профессию необходимо освоить измерительные, вычислительные и графические навыки, умение читать и строить условные графические изображения, пользоваться разнообразными таблицами, справочниками и т.д.

Ну и говоря о роли математики в профессии не стоит забывать об оплате труда сварщика. Ведь заработная плата сварщика тоже рассчитывается с использованием математических приемов. А как проверить правильность расчета? Без математики никак! А получив зарплату идем в магазин и здесь нужна математика. Отсюда делаем вывод:

РОЛЬ МАТЕМАТИКИ В ПРОФЕССИИ СВАРЩИК ОГРОМНА!!!

2. ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРИМЕРЫ И ЗАДАЧИ

2.1 Опрос обучающихся группы № 3

Я решил провести социологический опрос обучающихся моей группы. Всего на вопросы отвечало 14 человек.

1. Нравилась ли МАТЕМАТИКА вам в школе?

2. Пригодилась ли МАТЕМАТИКА в работе ваших родителей?

3.Нужна ли МАТЕМАТИКА в профессии сварщика?

Используя результаты опроса я построил диаграммы.

Рисунок 7 – Результат опроса обучающихся группы 3

Если проанализировать диаграммы, то можно сделать следующие выводы:

• Математику в школе не больше половины опрошенных обучающихся (что очень печально);

• Порядка 50% родителей используют те или иные математические приемы в своей профессиональной деятельности;

• И многие обучающиеся считают, что математика в профессии сварщика нужна, только не знают, зачем.

Поэтому далее я попытался систематизировать и продемонстрировать профессионально значимые и практические задачи для сварщика, связанные с математикой.

2.2 Профессионально-значимые задачи

При создании сварной конструкции, необходимо решить комплексную профессиональную задачу, которая включает проектирование, расчет, разработку технологического процесса изготовления и при необходимости проектирования сварочного участка. Для этого будущему сварщику необходимо знать и уметь по математике:

• производить расчеты (например: длины сварного шва);

• выполнять действия с числами, со степенями, корнями, тригонометрическими функциями;

• операции с процентами;

• составление пропорций;

• моделирование внешнего вида конструкции или изделия;

• знание геометрии (понятия параллельности, перпендикулярности, размеры углов между свариваемыми элементами);

• навыки работы на калькуляторе и на компьютере.

В процессе обучения и прохождения практики по профилю специальности «Сварочное производство» придется использовать следующие математические знания и умения:

• выполнять теоретические и экспериментальные исследования по профилю профессии;

• знание математической символики для выражения количественных и качественных свойств объектов;

• умение читать чертежи;

• использование основных понятий и методов геометрических построений и измерений при выполнять чертежей сварных конструкций в графическом редакторе КОМПАС 3D;

• решение производственных задач: расчет режимов сварки (подбор диаметра электрода, расчет сварочного тока, напряжения, скорости сварки и др.), расчеты расхода материалов (основного и сварочных: электродов, сварочной проволоки, защитных газов, флюсов и др.), расчет нормы времени на изготовление сварной конструкции и др.

• исследование свойств конструкции и оценка свариваемости стали;

• разрабатывать меры предупреждения образования дефектов сварных соединений и технологию их устранения;

• использование при выполнении расчетов современной электронно-вычислительной техники.

• У нас в мастерской делается очень много конструкций сварочных

Рисунок 6 – Работы, выполненные обучающимися ГСТ

1.6 Практическое задание

Ну и для того чтобы показать как используются математические приемы при решении профессиональных задач в работе сварщика я решу одну из них.

ЗАДАЧА: Рассчитать расход основного и сварочных материалов на изготовление цилиндрической емкости изображенной на рисунке 9.

Рисунок 8 – Цилиндрическая емкость:

Н – высота, R – радиус.

Исходные данные: стальной лист толщиной t=3 мм, плотность стали ρ=7850 кг/м³. Размеры предполагаемой емкости H=1000 мм, R=350 мм. Сварку выполнить ручным дуговым способом.

Решение:

1. Определим расход основного материала:

М_ом=V_ом×ρ, (1)

где: V_ом – объем основного материала.

Для определения объема основного материала из математики нужно знать, как определить площадь основания а это площадь круга (S_кр) и площадь боковой поверхности а именно площадь прямоугольника(S_пр).

V=(S_кр+S_пр)×t, (2)

S_кр=πR²

S_пр=2πR×H

М_ом=(πR² + 2πR×H)×t×ρ=(3,14×0,35²+2×3,14×0,35×1)×0,003×7850=

=(0,385+2,198) ×0,003×7850=60,83 кг.

Расход сварочных материалов, а при РДС это электроды определяем в процентном отношении к расходу основного материала, что составляет 4%.

Рассчитаем:

М_эл=60,83×4/100=2,43 кг.

Из решения задачи видно, что незнание математики приведет специалиста сварочного производства в тупик.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Современный рынок труда требует специалистов, обладающих высокой профессиональной мобильностью, способностью быстро адаптироваться к новым условиям труда, уверенно владеющего профессиональными умениями и навыками.

Для  профессии  сварщика знание математики является особо важным. В первую очередь необходимы знания и навыки расчетного характера,  умение выполнять действия с числами разного знака, оперировать обыкновенными и десятичными дробями, в том числе приближенными,  умение оперировать процентами. В чем мы убедились при решении практической задачи.

Кроме этого немаловажны геометрические знания:

• чтение чертежей и сборка конструкции (нужно понимать взаимное расположение плоскостей, расположения плоскостей в угловых соединениях);

• умение производить  расчет площадей и объемов изделий,  имеющих форму геометрических фигур;  

• расчеты количества основного и сварочных материалов, идущих на изготовление конструкции и др.

Естественно-математическая подготовка сварщиков имеет решающее значение для формирования у них многих качеств – таких, как умение работать самостоятельно, сравнивать и оценивать качество выполняемой работы в соответствии с требованиями, умело координировать свои движения и быстро реагировать на изменения ситуаций.

Все это способствует росту компетентности будущего сварщика, высокой мобильности, что позволит ему быть конкурентным в сложных рыночных условиях.

Вывод: Для того что бы решать профессиональные задачи каждому, выбравшему эту нелегкую, но востребованную и, несомненно, уважаемую профессию СВАРЩИК нужно учить математику. В ходе выполнения данной работы было доказано, что математика в профессии СВАРЩИК играет важную роль и несомненно очень нужна.

Список использованной литературы

1. Блинов А.Н., Лялин К.Н. Сварочные работы (конструкции).

2. Депман И.Я., Виленкин Н.Я. За страницами учебника математики. – М.: Просвещение, 1989.

3. Розов Н.Х., Егоров Ю.В., Иоффе А.Д., Болтянский В.Г. – "Математика на службе инженера. Основы теории оптимального управления. Сборник работ"

4. Рыбаков В.М. Дуговая и газовая сварка, М: ВШ, 1986 года

5. Чернышев Г.Г. Сварочное дело, М: 2003 года.

6. Энциклопедический словарь юного математика / cост. Савин А.П. –

Список Интернет ресурсов:

1. http://revolution.allbest.ru/mathematics/00082112_0.html

2. http://ru.wikipedia.org/wiki/%CF%E8_(%F7%E8%F1%EB%EE)

3. http://portfolio.1 september.ru/worr.php.?id=586528

4. http://images.yandex.ru/

5. http://ru.wikipedia.org/wiki/%CF%E8_(%F7%E8%F1%EB%EE)

6. http://portfolio.1 september.ru/worr.php.?id=586528

7. http://images.yandex.ru/

8. https://www.sites.google.com/site/filosofiamatematiki/interesnye-fakty-o-matematike-1/vyskazyvania-velikih-ludej-o-matematike

Отзыв

на индивидуальный проект Коцур Николая Алексеевича по теме: «Математика - сварщику»

1. Актуальность

Сварщик — профессия ответственная, виртуозная, от качества его работы зависит многое — долговечность и устойчивость, работа и срок службы различных конструкций, зданий и сооружений.

Очень часто мы задаем вопрос: Зачем мне нужна математика, я - сварщик, не так уж она мне необходима, я и без нее обойдусь. Действительно ли это так? Эта тема Николая очень заинтересовала, и он решил выяснить, какова роль математики в профессии сварщика.

2. Характеристика содержания работы.

Работа начинается с введения, в котором указаны цели и задачи, актуальность. В первой главе дается характеристика профессии «Сварщик», история сварочного производства, а также роль математики в сварочном деле.

Во второй главе проведен анализ опроса обучающихся, приведены примеры математических знаний для сварщиков, задача с решением.

В заключении сделаны выводы.

3. Положительные стороны проекта.

Связь математики и профессии.

4. Практическая значимость работы.

Данную работу можно использовать на внеклассных занятиях.

5. Рекомендуемая оценка проекта 4(хорошо)

Вывод: Проектная работа Коцур Николая Алексеевича по теме: «Математика - сварщику» отвечает требованиям, предъявляемым к индивидуальному учебному проекту, и рекомендуется к защите.

Руководитель: __________ /Пингина Т.П./

14