Методическая разработка бинарного урока производственного обучения и физики по теме: "Сварка труб из пластика с последующим монтажом Ду – 20 мм, Ду – 25 мм горячего и холодного водоснабжения."
методическая разработка по физике на тему

Методическая разработка

урока производственного обучения и физики

Мастер: Давыдков С. А.

Преподаватель физики: Морозова О. А.

Профессия: Слесарь по изготовлению деталей и узлов технических систем в строительстве.

Квалификация по профессии: Слесарь по изготовлению узлов и деталей санитарно-технических систем.

Курс: II.                                                 

Группа: № 2-11

Тема программы: Соединение неметаллических труб.

Тема урока: Сварка труб из пластика с последующим монтажом Ду – 20 мм, Ду – 25 мм горячего и холодного водоснабжения.

Производственная работа: Соединение труб Ду – 20 мм,  Ду – 25 мм.

Цели урока:

Образовательные:  Научить обучающихся сварке труб из пластика с последующим монтажом Ду – 20 мм, Ду – 25 мм горячего и холодного водоснабжения. Повторить физические свойства твердого тела на примере полипропилена.     Повторить некоторые физические понятия при отработке практических навыков.

Развивающие цели: развивать техническое мышление и навыки самостоятельной работы при выполнении практических заданий.

Воспитательные цели:  Продолжать воспитывать у обучающихся бережное отношение к сварочному оборудованию, материалам и инструменту; чувство ответственности и самостоятельности.

Методическая цель:        Методика использования инновационных технологий на уроках п/о и применение теоретических знаний по естественнонаучным дисциплинам при выполнении производственных работ.

Материально-техническое оснащение урока:

1. Сварочный аппарат для соединения неметаллических труб СА – 20/63.
2. Трубы PN 10 (для холодной воды) Ду – 20 мм до + 200 С, PN 20 (для горячего водоснабжения) Ду – 20 мм до + 950 С, PN 25 (для горячего водоснабжения и центрального отопления – армированная) Ду – 25 мм.
3. Специальные ножницы или резак.
4. Фитинги: муфта переходная Ду – 20/25 PN, муфта соединительная Ду – 20 PN, тройник Ду – 20 PN, тройник переходной Ду – 20/25 PN.
5. Кусок несинтетический ткани.
6. Спирт.
7. Метр, маркер.
8. Зачистное устройство (для армированных труб).

ХОД УРОКА.

1. Организационный момент – 2 мин.

Проверка:

• присутствующих на уроке обучающихся;
• готовности кабинета к занятию;
• материальной оснащенности урока.

2. Вводный инструктаж – 40 мин.

1. Сообщение темы и цели урока. (Сообщает мастер п/о).                         Мастер: В настоящее время наиболее широкое распространение получили полипропиленовые трубы и фитинги. В настоящее время ЖКХ переходят именно на эти виды труб, так как они более перспективны Тема сегодняшнего урока: «Сварка труб из пластика с последующим монтажом Ду – 20 мм Ду – 25 мм горячего и холодного водоснабжения». Сегодня на уроке мы с вами должны:

• Научиться правилам эксплуатации сварочного аппарата серии    СА – 20/63,
• Научиться правильно производить контактную раструбную сварку.

 - Но сегодня у нас не совсем обычное занятие. Я его буду проводить не один, а с вашим преподавателем физики - Ольгой Александровной.

Преподаватель: Ребята, сегодня вы будете выполнять производственную работу, а я хочу, чтобы мы одновременно повторили  свойства твердого тела на примере полипропилена, изучили физические основы контактной раструбной сварки.

III.        Актуализация знаний обучающихся.

1. Контрольные вопросы.

Мастер: Ребята, теперь проверим, как вы усвоили теоретический материал по данной теме.

 Мастер: Вспомните, из чего состоит сварочный аппарат серии СА – 20/63?

Ответ: Нагревательный элемент, парные тефлоновые насадки Ø 20, 25, 32, 40, 50, 63.

Мастер: Перечислите отличительные особенности полипропиленовых труб от стальных?

Ответ: корозийностойкие, легко монтируются, легкие по весу, большой срок эксплуатации.

Преподаватель:  Ребята, вы знаете, что полипропиленовые трубы и фитинги получили широкое распространение. Что же собой представляет полипропилен?

Ответ: Полипропиленовые трубы и фитинги изготовлены из полипропилена. Полипропилен – это твердое синтетическое тело, относящееся к классу пластмасс. Его получают полимеризацией газа пропилена с применением катализаторов. Получившийся материал, благодаря своим физико-химическим свойствам, находит широкое применение в различных отраслях промышленности, в том числе для изготовления труб и фитингов для холодного и горячего водоснабжения.

Мастер: Какие марки полипропиленовых труб вы знаете?

Ответ: труба PN 10 предназначена для холодного водоснабжения и теплых полов t от 20 до 45 °С; труба PN 20 предназначена для горячего водоснабжения t до 95 °С; труба PN 16 предназначена для холодного и горячего водоснабжения t до 60 °С; труба PN 20 предназначена для горячего водоснабжения и центрального отопления t выше 95°С.

Преподаватель:  Как вы думаете, почему для каждых работ используются трубы определенной марки?

Ответ: Потому что каждая труба имеет определенные физические свойства.

Преподаватель:  Вспомните, какими группами физических свойств можно охарактеризовать твердое тело?

Ответ: Физико-механические, теплофизические, электромагнитные.

Преподаватель: Ребята, давайте проанализируем физико-механические свойства полипропилена.

Ответ: Плотность  полипропилена невелика – 0,9 – 0,92 кг/м3, значит, трубы имеют  небольшую массу, поэтому легко транспортируются и устанавливаются.

Гибкий (эластичный) полипропилен – модуль упругости 800 Н/м2 и разрушающее напряжение 25 – 35 МПа – позволяет замерзать воде в трубах, разрывы труб при этом не наступают.

Преподаватель: Как влияет коэффициент трения на свойства полипропилена?

Ответ: Коэффициент трения низкий (0,007) поэтому полипропиленовые трубы обладают большой пропускной способностью. Благодаря гладкой внутренней поверхности трубы, на ней не задерживаются частицы и не происходит накопление отложений.

Преподаватель: Что вы можете сказать о звукопроводности полипропилена?

Ответ: Звукопроводность полипропилена низкая, поэтому трубы и фитинги при транспортировке теплоносителя и воды создают значительно меньше шума и предпочтительны для использования в зданиях.

Преподаватель: Какие еще есть дополнения?

Ответ: Так же такие трубы устойчивы к воздействию химически активных веществ, обладают безупречной коррозионной стойкостью, и экологически чистые. Не меняют вкусовые свойства воды.

Мастер: В каких температурных интервалах могут эксплуатироваться полипропиленовые трубы?

Ответ: от 0°С  до 95 °С.

Преподаватель: Подумайте, какими физическими свойствами можно объяснить такие широкие температурные интервалы?

Ответ: теплофизическими.

Преподаватель: Давайте теперь проанализируем теплофизические свойства полипропилена.

Ответ:  Благодаря физическим свойствам полипропиленовые трубы и фитинги могут эксплуатироваться при температурах от 20°С до 90°С. Температура хрупкости колеблется в пределах от -15°С до -5°С.

Удельная теплоемкость полипропилена 1,73 Дж/кг°С и теплопроводность низкая – 0,24 Вт/м°С, поэтому потери тепла при транспортировке теплоносителя по полипропиленовым трубам минимальны.

Температура плавления невысокая – 149 160 °С, поэтому трубы легко монтируются (2 минуты занимает цикл соединения деталей).

Преподаватель: Последняя группа свойств, которыми характеризуется твердое тело, - это электромагнитные. Какими электромагнитными свойствами обладает полипропилен?

Ответ: Удельное электрическое сопротивление полипропилена от 1016 до 1017 Ом∙см, т. е. высокое, поэтому он относится к классу полупроводников, электрический ток практически не проводит.

Диэлектрическая проницаемость составляет 2,2. По своим магнитным свойствам полипропилен относится к группе диамагнетиков, т. е. в отсутствие внешнего магнитного поля он немагнитен.

Преподаватель: Итак, благодаря перечисленным выше свойствам, полипропиленовые трубы и фитинги получили широкое применение. Кто может назвать причины использования этого материала?

Ответ: Простой и быстрый монтаж, теплоемкость, широкий ассортимент.

Преподаватель: к этим причинам я могу добавить – качество, надежность, долговечность, экологичность.

Таким образом, мы повторили свойства твердого тела, установили, что благодаря им, полипропилен является материалом 21 века. Но качество полипропиленовых труб и фитингов зависит не только от свойств полипропилена, но и от того, как вы их сварите, то есть от вашего мастерства. И этому вас сегодня будет учить Сергей Александрович.

Мастер: Как правильно отрегулировать сварочный ток в сварочном аппарате серии СА – 20/63?

Ответ: Сварочный аппарат серии СА – 20/63 работает в автоматическом режиме, подбор не нужен.

Мастер: Что влияет на качество сварного шва?

Ответ: Технологические временные интервалы (т. е. время нагрева и фиксации). Подготовка соединяемых поверхностей (обезжиривание).

Мастер: От чего зависит длительность нагрева сварных деталей?

Ответ: От диаметра свариваемых труб.

Мастер: Какие технологические временные интервалы сварного аппарата СА – 20/63 вы знаете?

Ответ: 

Мастер: Через какое время после сварки последнего соединения можно заполнять смонтированную сеть трубопровода?

Ответ: Минимум через 2 часа.

Мастер: Молодцы, ребята! Вы хорошо усвоили теоретический материал. Справились со всеми вопросами. Особенно мне понравились ответы следующих обучающихся: Ефанова Сергея, Мерцалова Александра, Агаркова Дениса, Довгаля Дмитрия. Остальным обучающимся нужно быть поактивнее.

2. Инструктирование обучающихся по теме урока.

2.1. Мастер: Откройте инструкционные карты,  найдите порядок выполнения работы и познакомьтесь с заданием. Мы сейчас посмотрим видеосюжет о подготовке и сварке труб сварочным аппаратом серии СА – 20/63.

Преподаватель:  Ребята, давайте немного побеседуем по этому фильму. Какой вид сварки был продемонстрирован в фильме при соединении полипропиленовых труб?

Ответ: Контактно- раструбная сварка.

Преподаватель:  Как вы думаете, на каком физическом явлении основан этот вид сварки?

Ответ: Диффузия в твердых телах.

Преподаватель: Вспомните, что называется диффузией?

Ответ: Диффузия – это взаимное проникновение молекул соприкасающихся веществ вследствие теплового движения частиц вещества.

Преподаватель: Как происходит диффузия при сварке?

Ответ: Основа контактной раструбной сварки – плавление путем нагрева соединяемых деталей до необходимой температуры. При повышении температуры молекулы тел приобретают более высокую скорость движения, поэтому они быстрее проникают между молекулами другого тела, таким образом происходит соединение труб.

3. Безопасные условия труда при работе со сварочным аппаратом.

Мастер: Перед тем как преступить к выполнению практической работы, давайте вспомним меры предосторожности при работе со сварочным аппаратом серии СА – 20/63. Сейчас вы посмотрите небольшой видеосюжет о нарушениях правил эксплуатации и мер предосторожности при выполнении сварочных работ. Посмотрите и найдите, какие нарушения были допущены.

Мастер:  Какие нарушения техники безопасности вы увидели в фильме?

Ответ: нарушение формы одежды, поднимали сварочный аппарат за шнур, небрежное отношение к оборудованию (вертел пластиковой трубой), прикасался рукой к нагретому сварочному аппарату.

 Мастер:  У вас в инструкционной карте имеется памятка о мерах предосторожности при работе со сварочным аппаратом СА – 20/63. Давайте прочитаем  эти правила. А теперь распишемся в журнале за охрану труда.

Я надеюсь, что вы будете соблюдать все эти меры предосторожности не только на нашем занятии, но и когда будете работать самостоятельно, то есть запомните на всю жизнь.

Мастер: Ребята, давайте перейдем на рабочие места и вместе отработаем элементы подготовки и сварки труб аппаратом серии СА – 20/63.

2.2. Практический показ мастером элементов выполнения работы.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ УПРАЖНЕНИЙ.

1. Проверить оборудование, наличие вспомогательного инструмента.
2. Подготовить сварочный аппарат к работе.

Мастер: оюбучающийся, повторите действия.

Мастер: Всем понятно?

3. Отмерить и отрезать под прямым углом оси кусок трубы необходимой длины с помощью ножниц. (Для армированных труб зачистным устройством удалить верхний пластиковый и средний алюминиевый слой трубы).
4. Ножом или специальным приспособлением скосить под углом 30 – 450 наружный конец трубы, предназначенный для нагревания (для труб диаметром 40).
5. При помощи маркера нанести на трубу метку на расстоянии, равном глубине фитинга минус 1 – 3 мм.
6. Конец трубы и фитинг перед сваркой при необходимости очистить от пыли и грязи и обезжирить спиртом.

Мастер: обучающийся, повторите действия.

Мастер: Есть вопросы?

7. Поместить трубу и фитинг на соответствующие насадки (трубу вставить в насадку до отметки, обозначающей глубину сварки). Не вращать  и не поворачивать трубу и фитинг, для лучшей ориентации можно использовать вспомогательные маркировки на фитингах. Выдержать необходимое время нагрева, которое указано в таблице.

Мастер: Сколько времени необходимо нагревать данные соединяемые части?

Ответ: 5 секунд. 

Преподаватель: Почему время нагрева деталей небольшое?

Ответ: Так как температура плавления полипропилена невелика - 140°С.

8. По окончании нагревания снять трубу и фитинг с насадок и соединить их равномерным движением без осевого поворота на всю глубину до отметки.

Преподаватель:  Почему необходимо плотно прижимать друг к другу соединяемые детали?

Ответ: Когда мы детали прижимаем друг к другу, то сокращаем расстояние   между молекулами этих тел, что ускоряет процесс диффузии.

9. Выдержать время охлаждения.

 После каждой сварки рабочие поверхности насадок необходимо очищать от налипшего материала. Очистка осуществляется в нагретом состоянии мягкой тканью из несинтетического материала для предотвращения предупреждения повреждения тефлонового слоя.

 Примечание:

1. Ни в коем случае не вскрывать нагревательный элемент.
2. Не дотрагиваться до разогретого нагревательного элемента открытыми частями кожи. Для работы использовать вилки с заземлением.

Мастер: обучающийся, повторите действия. Всем понятно?

     При сварке часто встречаются следующие ошибки: сужение проходного отверстия в свариваемых местах, несоосность, наплыв шва. Почему так может получиться?

Ребята, посмотрите на экран. Там указаны критерии оценок. А так же они имеются в инструкционных картах. Давайте их прочитаем – Калугин Артем.

Мастер: сейчас вы разойдетесь по своим рабочим местам, откроете инструкционные карты и после перерыва произведете сборку аппарата, подготовку труб PN – 20 мм, PN – 25 мм и фитингов к сварке и сварку этих труб.

Мастер: Вводный инструктаж закончен. 

Преподаватель: После перерыва вы продолжите производственную работу. Сергей Александрович выставит вам оценки за неё. А я могу уже сейчас поставить вам оценки по физике. Сегодняшнее занятие ещё раз показало, что знания по физике необходимы в вашей будущей профессии. Я рада, что вы справились со всеми вопросами. Особенно хочу отметить_______________. Они получают оценку «отлично». Ответы остальных обучающихся я учту на следующем занятии по физике. Всем спасибо.

Мастер: Перерыв. После перерыва мы продолжим выполнять практическую работу.

ОГОУ НПО ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЙ ЛИЦЕЙ № 27

Методическая разработка бинарного урока производственного обучения и физики

«Сварка труб из пластика с последующим монтажом Ду – 20 мм, Ду – 25 мм горячего и холодного водоснабжения».

(Специальность: слесарь по изготовлению узлов и деталей санитарно-технических систем)

Выполнили: преподаватель физики Морозова О. А.

Мастер производственного обучения Давыдков С. А.

Курск, 2010.