«МАТЕМАТИКА В ПРОФЕССИИ СВАРЩИК»

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ (ТВОРЧЕСКАЯ,

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ, ТЕХНИЧЕСКАЯ) РАБОТА

по ПРОФЕССИИ: СВАРЩИК(ручной и частично механизированной сварки (наплавки))

технический профиль

«МАТЕМАТИКА В ПРОФЕССИИ СВАРЩИК»

Балашов, 2026

Введение

Современный мир полностью держится на металле. Без него нельзя построить высокие здания, машины, корабли. Металл применяется повсеместно: в быту, в промышленности, в строительстве. Сварщик – это специалист, профессионал в своём деле, занимающийся соединением металлических деталей, узлов, других конструкций методом сплавления металлов.

От мастерства сварщиков зависит качество сварочных швов. Любые ошибки, небрежность, допускаемые в работе, могут привести к катастрофическим последствиям. Стать квалифицированным востребованным специалистом в своем деле невозможно без определенных знаний из других наук. В наши дни к профессии сварщика предъявляются также и требования знания математической символики для выражения  количественных и качественных свойств объектов; умения применения математических методов для решения определенных производственных задач.

Таким образом, объектом нашего исследования мы определяем  роль математических методов в профессии сварщика.

Цель исследования: выявить  необходимость  получения математических знаний и применения  их для решения производственных задач.

 Задачи исследования:

- Изучить, какие именно математические знания, умения и навыки необходимы сварщику на определенных этапах работы;

- Рассмотреть возможности решения производственных задач с применением математического аппарата.

       - Создание сварной конструкции, полностью отвечающей своему служебному назначению, надежной в эксплуатации, представляет собой комплексную задачу, которая включает проектирование, расчёт, рациональное построение технологии изготовления. Все это требует определенных математических знаний – вычислительных навыков, знания правила пропорции,

1

умения нахождения неизвестного и др.,  и, конечно же, немало знаний из области геометрии.

Геометрическое проектирование сварочной конструкции помогает уменьшить время, затрачиваемое на создание изделия, позволяет  практически исключить ошибки и улучшить качество изделия. Только имея совокупность всех этих знаний и умений можно стать конкурентоспособным на рынке труда.

2

Основная часть

Рассмотрим различные производственные задачи, приводящие к необходимости применения математического аппарата.

Первый пример – это задачи на чтение и построение чертежей.

 Многие, привлекающие наш взгляд изделия созданы руками сварщика. Это кованые изделия.  Мы видим различные фонарики, витые трубы, затейливые ажурные завитки.  Порой такие изделия поражают своей красотой, и, кажется, что человеческие руки не могут сделать такого. Чтобы такие изделия пользовались спросом, они должны соответствовать требованиями моды, эстетики, функциональности и технологичности. Моделирование внешнего вида изделия средствами геометрии на начальном этапе работы является важной частью современного сварщика. Разработка эскиза и чертежа невозможна без знания определенных  понятий геометрии: расстояние между точками, длина отрезка, параллельность и перпендикулярность прямых, окружность, радиус и диаметр, сечения, симметрии, понятия многогранников и тел вращения и др.

Вычислительно-расчётные задачи (решение таких задач невозможно без знания алгебры и геометрии; для будущих сварщиков профессионально значимыми являются такие темы как «Проценты», «Пропорции», «Степени», «Многогранники», «Тела вращения», «Объёмы», «Площади».

Немаловажным для хорошего сварщика является умение чтения чертежей. Пример, наглядно демонстрирующий нам необходимость при чтении чертежей  иметь в запасе определенный набор геометрических знаний, таких как: расстояние между точками, длина отрезка, параллельность и перпендикулярность прямых, окружность, радиус и диаметр и др.   мы видим необходимость знания математической символики для чтения чертежа – это Допуск перпендикулярности оси отверстия относительно поверхности диаметром  0,1 мм

3

Следующий пример – это Вычислительно – расчетные задачи.

Рассмотрим, какие знания нам потребуются для изготовления изгороди. Пусть требуется рассчитать количество металла, необходимое для изготовления данной ограды с заданным количеством пролетов. Для решения этой производственной задачи тоже требуется умение чтения чертежа, или даже его построения по желанию заказчика. Рассмотрим один пролёт

Изделие изготавливается из металлического прутка или тонкой арматуры.                         Чтобы сосчитать количество металла (по длине), необходимо знать все

4

линейные размеры этой конструкции. Кроме того, потребуется расчет длины окружности фрагмента 1 по формуле l=2R,где R – радиус окружности, и расчет длины дуги окружности фрагмента 2 по формуле p= , где n – величина центрального угла. Сложив все размеры и умножив на количество пролетов, мы получим искомую величину – количество материала по длине.

Представляю еще некоторые задачи, в которых не обойтись без определенных математических знаний:

 Изготовление качелей – не такая уж простая задача, потребуется полистать учебник геометрии, вспомнить возможные случаи взаимного расположения прямых в пространстве

5

 Изготовление печи для бани – эта конструкция состоит из нескольких геометрических форм, каждая с определенными свойствами – прямоугольный параллелепипед, цилиндр. Чтобы изделие получилось качественным и прослужило долго, перед тем, как приступать к его изготовлению необходимо проанализировать свойства и параметры каждого из них – знать линейные размеры, формулы объема, площадей.

6

7

Сварщику необходимо изготовить бункер, имеющий форму правильной четырехугольной призмы (без верхнего основания), длина стороны основания которого равна 1,2 м, высота – 2,4 м. Сколько стали необходимо для выполнения работы? (Прим.: на швы следует добавить 3% материала).
Решение: sпол=sбок+2sоснОснование призмы — квадрат с площадью Sосн = а2. Площадь боковой поверхности Sбок = Pосн∙h= 4ab. Так что sпол = a2 + 4ab (без учета верхнего основания) 
S = a2 + 4ab=1, 44+11, 52=12, 96
3% =0,03 12,96*0,03≈0,39 м2
S=12,96+0,39=13,35 м2
Ответ: 13,35 м2 стали потребуется с учетом швов. 
 Для решения данной задачи мне понадобились знания по геометрии: определение и свойства призмы, формула нахождения полной поверхности призмы; по алгебре: умения находить проценты от числа и оперировать с десятичными дробями. 

8

Требуется сварить ящик с крышкой объёмом 576 дм³, стороны основания ящика должны относиться как 1:2. Какой должна быть величина его сторон, чтобы полная поверхность была наименьшей?
Решение: пусть х дм –меньшая сторона основания ящика, тогда 2х дм – другая сторона и 5762х2 дм высота ящика. 
Составляем функцию, задающую полную поверхность ящика (ящик-это прямоугольный параллелепипед и его Sполн=2ab+bc+ac): 
f(x)=2∙x∙2x+2x∙5762x2+2∙2x∙5762x2=4x2+576x+1152xНужно найти наименьшее значение этой функции. Решая задачу с помощью производной, получаем: 6 дм - меньшая сторона основания, 12 дм - большая сторона и 8 дм – высота.

9

 Для решения данной задачи мне понадобились знания по геометрии:

определение и свойства параллелепипеда, формула нахождения площади полной поверхности параллелепипеда и объёма; по алгебре: умения решать

уравнения, знание производной.

Сварщику необходимо изготовить бак, имеющий форму параллелепипеда с основанием 1,4х2,2 м, чтобы он вмещал 2 тонны воды. Какова должны быть высота бака? (плотность воды 1000 кг/м3).
Решение: формула объема параллелепипеда V = Soсн · h 
V=m/p (масса / плотность) =2000 /1000 =2 м3
Soсн = 1, 4*2, 2=3,08 м2
h=3,08/2=0,65 (м)- высота бака 
Ответ: 0,65 м должна быть высота бака. 

10

 Для решения задачи мне понадобились знания по геометрии: определение и свойства параллелепипеда, формула нахождения его объема, формула нахождения объема по массе и плотности; по алгебре - умения выполнять действия с десятичными дробями.

Сварщику необходимо изготовить цистерну цилиндрической формы, высота которой – 3 м, радиус основания – 1,5 м. Вычислить, сколько электродов необходимо для сварки, если на 1 м расходуется 4 электрода, а масса одного электрода 60 г. Вычислить стоимость электродов, если пачка электродов 5 кг стоит 450 рублей.
Решение: полная поверхность цилиндра равна S= 2 π rh+ 2 π r2
S=2*3,14*1,5*3+2*3,14*2,25=28,26+14,13=42,39 м2
42,39*16=678,24 =679 электрода. 
679*0,06=40,74 (кг) –кол-во электродов для сварки 

11

450: 5=90 (руб.) – стоимость 1 кг электродов
40,74*90 ≈3666 (руб.) – стоимость электродов 
Ответ: примерно 3666 рублей уйдёт на электроды.
 Для решения задачи мне понадобились знания по геометрии: определение и свойства цилиндра, формула нахождения полной поверхности цилиндра; по алгебре: нахождения стоимости товара по цене и количеству, выполнение действий с десятичными дробями.

Рабочий изготовил резервуар цилиндрической формы. Если его высота – 8 м, и она равна диаметру основания, то каков будет объем резервуара?
Решение: Так как высота равна диаметру, то радиус цилиндра равен d2=82=4 метра. 
V=Sоснh=πr2h; V=π∙42∙8≈3,14∙16∙8≈401,92 м3Ответ: 401,92 м3- объём резервуара
 Для решения задачи мне понадобились знания по геометрии: определение и

12

свойства цилиндра, формула нахождения объёма цилиндра, знание связи между радиусом и диаметром; по алгебре: выполнение действий с десятичными дробями. 

13

Заключение

Математическая подготовка сварщиков имеет решающее значение для формирования у них следующих качеств:
умение работать самостоятельно;
умение сравнивать и оценивать качество выполняемой работы в соответствии с требованиями;
умело координировать свои движения;
быстро реагировать на изменение ситуации;
соблюдение технологической последовательности выполняемых работ, точности, четкости и аккуратности.
развитие логического мышления, что способствует лучшему пониманию профессии.
Все это способствует росту компетентности будущего сварщика, высокой мобильности, что позволит ему быть конкурентным в сложных рыночных условиях.
Работая над проектом, я окончательно убедился в том, что математика нужна не только в моей профессии сварщика, но и всем людям на земле. Моя гипотеза о необходимости математических знаний подтвердилась. Не каждый может стать математиком, но математика в жизни нужна будет каждому, а сварщику тем более. Математика позволяет человеку думать. Человеку, выбравшему рабочую профессию, как нельзя кстати подходит поговорка: «Золотым рукам нужна умная голова»
Таким образом, можно сделать вывод, что для профессии «Сварщик» из области математики профессионально значимыми являются, в первую очередь, знания и навыки расчетного характера, умение выполнять действия с числами разного знака, оперировать обыкновенными и десятичными дробями, в том числе приближенными, умение оперировать процентами, что требует к тому же уверенного владения навыками работы на калькуляторе. В техническом обиходе

14

активно используются такие математические понятия, как соотношение величин, пропорции, прямая и обратная пропорциональные зависимости, степень числа, решаются уравнения. Из геометрических знаний, прежде всего рабочему этой профессии необходимо освоить определения, виды и свойства взаимного расположения плоскостей, расположения плоскостей в угловых соединениях и научиться оперировать ими применительно к своей профессии; уметь производить расчет площадей и объемов изделий, имеющих форму многогранников; расчеты количества материалов, идущего на изготовление изделия и наверняка еще многое другое, чему предстоит научиться каждому, выбравшему эту нелегкую, но востребованную и, несомненно, уважаемую профессию. Изучая математику, часто приходится слышать вопрос: «Где мне это понадобится». Поэтому попробуем более подробно рассмотреть некоторые вопросы связывающие математику и профессию «Сварщик». Изучая тему допусков , определения годности изделия обучающиеся очень хорошо должны уметь выполнять сравнение различных величин , используя при этом знаки сравнения: При Изучении темы допуски, а также при определении свариваемости стали при выполнении сварочных работ обучающиеся должны очень хорошо уметь выполнять все математические действия с различными видами дробей,( сложение, вычитание приведение к общему знаменателю, сокращение) а также со смешанными числами. При определении маркировки стали необходимо очень хорошо знать и применять умение делить на единицу с нулями,  а также определять процентное содержание.

15

Список используемой литературы:

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

2.   Кудрявцев Л.Д. – "Мысли о современной математике и ее изучении"

3.   Куркин С.А., Николаев Г.А. Сварочные конструкции.

4.   Мышкис А.Д. – "Лекции по высшей математике

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

6.   Рудник  Г.С.,  Соловьев  И.Я.  Сборник  задач  и  упражнений  по  математике  для подготовки металлистов в средних профтехучилищах. – М.: Высшая школа,

7.   Энциклопедический словарь юного математика / cост. Савин А.П. – М.: Педагогика, 

Интернет-ресурсы:

8.   Математика в жизни общества [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://revolution.allbest.ru/mathematics/00082112_0.html

9.   О некоторых проблемах математического образования [Электронный ресурс] Режим доступа : http://www.mccme.ru/edu/index.php?ikey=tikh_rcme

10.                 Нужны ли школьникам уроки математики? Мысли об учебной мотивации школьников. [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.researcher.ru/methodics/teor/a_150xjb.html

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

12.   3. http://images.yandex.ru/

      13.https://yandex.ru/search/?text
      14.http://www.openclass.ru/node/484553 
      15.http://nsportal.ru/ap/library/nauchno-tekhnicheskoe-tvorchestvo/2014/07/24/matematika-v-moey-professii-svarshchik 
http://lombardo.ru/2-kurs/graficheskie-raboty-i-matematicheskie-vychisleniia-kak-metod-formirovaniia-professionalnykh/ 
http://toolbook.ru/176-istoriya-razvitiya-svarki.html 

16

Скачано с www.znanio.ru