Министерство образования и науки России

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет радиотехники, электроники и автоматики"

МГТУ МИРЭА

Образовательная программа дополнительного профессионального

образования (повышения квалификации) руководящего персонала ОАО

«Камаз»

Профиль подготовки: « Современные лазерные технологические комплексы на основе волоконных лазеров».

Форма обучения: очная Руководитель темы:

зав.кафедрой МГТУ МИРЭА, профессор А.А.Евдокимов Москва 2012г.

Аннотация программы Программа дополнительного профессионального образования (далее – Программа) предназначена для повышения уровня профессиональной квалификации руководящего персонала ОАО «Камаз» в области лазерной техники и технологий обработки материалов с использованием лазерного излучения.

Правообладатель программы: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный технический университет радиотехники, электроники и автоматики»

Адрес: Москва, 119454, пр.Вернадского, д.78. (495)433-00- Нормативный срок освоения программы 16 часов при очной форме подготовки.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Общие положения 1.1. Требования к составу контингента обучающихся 1.2. Нормативный срок освоения программы 1.3.Условия реализации программы 1.4. Профессиональная характеристика выпускника 2. Характеристика подготовки 2.1. Общая характеристика подготовки 2.2. Образовательные результаты и структура программы 3. Учебный план 4. Оценка качества подготовки Приложение 1. УМК профессионального модуля ПМ 01.

Физика технологических лазеров Приложение 2. УМК профессионального модуля ПМ 02.

Теоретические основы лазерной обработки материалов Приложение 3. Примерный список вопросов к итоговой выпускной работе 1. Общие положения Нормативную правовую основу разработки образовательной программы дополнительного профессионального образования (далее – программа) составляют:

Закон РФ «Об образовании» от 10.06.1992 № 3266-1 (в ред. ФЗ от 27.12.2009 № 374-ФЗ);

Приказ Минобразования РФ от 06.09.2000 № 2571 «Об утверждении Положения о порядке и условиях профессиональной переподготовки специалистов» (зарегистрировано в Минюсте РФ 24.10.2000 № 2424);

Приказ Минобразования РФ от 18.06.1997 № 1221 «Об утверждении требований к содержанию дополнительных профессиональных образовательных программ»;

Постановление Правительства РФ от 26 июня 1995 г. № 610 «Об утверждении Типового положения об образовательном учреждении дополнительного профессионального образования (повышения квалификации) специалистов» (с изменениями от 10 марта 2000г., 23 декабря 2002 г., 3 марта 2003г.) Рекомендации ИРПО Минобразования РФ от 25.04.2000 г. №186/17-11 по разработке учебных планов и программ для краткосрочной подготовки граждан по рабочим профессиям (Основные требования);

Разъяснения по формированию примерных программ профессиональных модулей НПО и СПО на основе ФГОС НПО и ФГОС СПО, утвержденные 28.09.2009 директором Департамента государственной политики и нормативно-правового регулирования в сфере образования и науки РФ И.М. Реморенко;

«Процедура разработки, движения и хранения методических комплексов ОАО "КАМАЗ"» утверждённая приказом по Корпоративному университету КАМАЗА от 09.07.12.

Термины, определения и используемые сокращения В Программе используются следующие термины и их определения:

Виды профессиональной деятельности – составная часть области профессиональной деятельности, образованная целостным набором трудовых функций, каждая из которых обладает относительной автономностью и определена работодателем как необходимый компонент содержания образовательной программы профессиональной переподготовки.

ВПД – вид профессиональной деятельности.

Профессиональная компетенция – интегрированный результат образования, готовность применять знания, умения и практический опыт для успешной деятельности в процессе выполнения определенной трудовой функции.

ПК – профессиональная компетенция.

Профессиональный модуль – часть образовательной программы дополнительного профессионального образования, предназначенная для формирования определенных профессиональных компетенций в рамках того или иного вида профессиональной деятельности.

ПМ – профессиональный модуль.

1.1. Требования к составу контингента обучающихся Поступающие на Программу должны иметь документ о получении высшего или средне-специального технического образования.

1.2. Нормативный срок освоения программы Нормативный срок освоения программы составляет 16 часов при очной форме подготовки.

Программа сформирована на основе модульно-компетентностного подход к образованию.

1.3. Условия реализации программы 1.3.1. Требования к минимальному материально-техническому обеспечению Реализация программы модуля предполагает наличие:

-учебного кабинета, соответствующего современным санитарным нормам, оборудованного средствами мультимедийного обучения для демонстрации презентационного материала лекций;

- учебно-производственной лаборатории в образовательном учреждении или на производстве.

1. 3.2. Кадровое обеспечение образовательного процесса Образовательный процесс по программе могут вести специалисты, имеющих базовое высшее техническое образование и (или) опыт практической работы в области лазерных технологий.

1.4 Профессиональная характеристика выпускника Выпускник Программы должен быть готов к профессиональной деятельности, связанной с разработкой и эксплуатацией лазерного технологического оборудования на промышленных предприятиях, в том числе ЛТК на основе волоконных лазеров.

2. Характеристика подготовки 2.1. Общая характеристика подготовки Программа представляет собой комплекс нормативно-методической документации, регламентирующей содержание, организацию и оценку результатов подготовки обучающихся.

Программа имеет модульную структуру и состоит из двух модулей.

Программа ориентирована на повышение уровня профессиональной квалификации персонала ОАО «Камаз» в области лазерной техники и технологий обработки материалов.

2.2. Образовательные результаты и структура программы Подготовка по программе предполагает изучение следующих профессиональных модулей (ПМ):

ПМ 01. Физика технологических лазеров.

ПМ 02. Теоретические основы лазерной обработки материалов;

Обучение по программе предполагает получение образовательных результатов в виде профессиональных компетенций (ПК), зафиксированных в таблице 1, в процессе изучения перечисленных профессиональных модулей.

Результаты и структура образовательной программы ПК 1 тенденциях развития лазерной техники и ПМ технологии в России и в мире технологических процессов обработки материалов на современном лазерном оборудовании проводить анализ и разработку структурПМ ПК 3 ных и функциональных схем современных технологических лазеров, прогнозировать результаты и эксплуатационные свойства материалов, обрабо- ПМ ПК 4 танных лазерным излучением, проводить ПМ оценку функциональных возможностей лазерных установок

ПРИМЕРНЫЙ УЧЕБНЫЙ ПЛАН

ЦЕЛЕВЫХ КУРСОВ ПОВЫШЕНИЯ КВАЛИФИКАЦИИ

Индекс Элементы учебного процесса, в т.ч. учебные Сроки ПМ 02 Теоретические основы лазерной обработки материалов Оценка качества освоения Программы включает текущий контроль знаний и итоговую аттестацию обучающихся.

Итоговая аттестация проводится образовательным учреждением по результатам освоения программ профессиональных модулей. Формы и условия проведения текущего контроля знаний и итоговой аттестации профессионального цикла разрабатываются образовательным учреждением самостоятельно и доводятся до сведения обучающихся в начале обучения.

Итоговая аттестация проводится в форме междисциплинарного экзамена и включает письменную работу, содержащую ответы обучающегося на предложенные индивидуальные вопросы по тематике содержания Программы. Итоговая работа должна давать возможность оценить достижения образовательных результатов в виде профессиональных компетенций ПК 01-ПК 04.

Примерный перечень вопросов итоговой работы представлен в Приложении 3.

Требования к содержанию и объему выпускной работы определяются учебнометодической комиссией, утверждаются руководителем образовательного учреждения и доводятся до сведения обучающихся в начала обучения.

К итоговой аттестации допускаются лица, выполнившие требования, предусмотренные учебной программой.

Оценка качества освоения Программы осуществляется аттестационной комиссией по результатам междисциплинарного экзамена.

По результатам экспертной оценки письменной экзаменационной работы преподаватель формирует оценочное суждение о степени достижения образовательных результатов в формате: «сформирована \ не сформирована».

Порядок перевода оценочных баллов в оценочное суждение определяется по таблице.

Форма Сумма Оценочное Характеристика работы обучающегося аттестации баллов суждение экзамен баллов компетенции не выполнения оценено числом баллов, близким к Порядок определения баллов:

- от 90 до 100 – работа высокого качества, уровень выполнения работы отвечает всем требованиям, теоретическое содержание курса освоено полностью, необходимые практические навыки работы с освоенным материалом сформированы, все учебные задания выполнены;

- 75 до 89 баллов -уровень выполнения работы отвечает всем основным требованиям, теоретическое содержание курса освоено полностью, некоторые практические навыки работы с освоенным материалом сформированы недостаточно, все учебные задания образовательной программы выполнены, качество выполнения ни одного из них не оценено минимальным числом баллов, некоторые из выполненных заданий содержат ошибки;

- от 60 до 74 баллов - уровень выполнения работы отвечает большинству основных требований, теоретическое содержание курса освоено частично, но пробелы не носят существенного характера, необходимые практические навыки работы с освоенным материалом в основном сформированы, большинство учебных заданий образовательной программы выполнено, некоторые виды заданий выполнены с ошибками;

- менее 60 баллов - теоретическое содержание курса освоено частично, необходимые практические навыки работы не сформированы, большинство учебных заданий, предусмотренных образовательной программой, не выполнено, либо качество их выполнения оценено числом баллов, близким к минимальному; при дополнительной самостоятельной работе над материалом дисциплины возможно повышение качества выполнения учебных заданий.

Лицам, прошедшим соответствующее обучение в полном объеме и получившим итоговую аттестацию, образовательным учреждением выдается документ установленного образца о повышении квалификации.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный технический университет радиотехники, электроники и автоматики »

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС

Модуль ПМ 01. Физика технологических лазеров Учебно-методический комплекс ПМ 01 «Физика технологических лазеров» разработан в соответствии с требованиями к содержанию дополнительных профессиональных образовательных программ и состоит из следующих разделов:

1. Аннотация.

2. Рабочая программа.

2.1 Цели и задачи изучения модуля, его место в учебном процессе.

2.2 Знания, умения и навыки, получаемые после освоения модуля.

2.3 Содержание модуля.

3. Методические рекомендации по модулю для преподавателей.

3.1. Методические указания по чтению лекций.

3.2 Методические указания к проведению практических работ.

4. Методические указания по модулю для слушателей.

4.1. Список основной и дополнительной литературы по курсу.

4.2. Методические указания для обучающихся по выполнению самостоятельной работы.

Образовательная программа по ПМ 01 «Физика технологических лазеров» предназначена для повышения уровня профессиональной квалификации персонала ОАО «Камаз» в области лазерной техники.

ПМ 01 «Физика технологических лазеров» включает:

Аудиторные занятия:

Аттестация: Результаты усвоения данного ПМ будут объектом оценивания при завершении курса повышения квалификации по Программе в процессе сдачи междисциплинарного экзамена.

РАЗДЕЛ 2.1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИЗУЧЕНИЯ МОДУЛЯ, ЕГО МЕСТО В

УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ

2.1.1 Цель изучения модуля.

Получение следующих профессиональных компетенций:

ПК 1. Ориентироваться в современных тенденциях развития лазерной техники и технологии в России и в мире;

ПК 3. Проводить анализ и разработку структурных и функциональных схем современных технологических лазеров;

ПК 4. Прогнозировать результаты и эксплуатационные свойства материалов, обработанных лазерным излучением, проводить оценку функциональных возможностей лазерных установок;

Для достижения поставленных целей, полученные в ходе лекционных занятий теоретические знания, подтверждаются практическими навыками, полученными при выполнении практических работ.

2.1.2 Задачи изучения модуля.

- анализ современных тенденций развития лазерной техники и технологии в России - физические и технико-конструкторские начала лазерной техники;

- основные конструкции и типы технологических лазеров;

РАЗДЕЛ 2.2. ЗНАНИЯ, УМЕНИЯ И НАВЫКИ, ПОЛУЧАЕМЫЕ ПОСЛЕ

ОСВОЕНИЯ МОДУЛЯ.

4.2.1. Слушатель должен знать:

- принципы получения лазерного излучения;

- основные свойства лазерного излучения;

- области применения лазеров;

- классификацию технологических лазеров и их устройство;

- особенности систем накачки различных типов лазеров;

- влияние характеристик оптического тракта на технологические параметры лазерного излучения;

- принципы построения внешних оптических систем технологических лазеров;

- принципы работы и схемы газовых, твердотельных и волоконных лазеров.

2.2.2. Слушатель должен уметь:

- определять основные технологические параметры лазерного излучения;

- определять тип лазера;

- определять составные части лазера;

- классифицировать режимы работы лазеров;

- - проводить оценку функциональных возможностей лазерных установок и оснастки к ним.

4.2.3. Слушатель должен иметь навыки:

- самостоятельной работы с технической и справочной литературой;

- включения и выключения технологического лазера и вспомогательного оборудования;

- самостоятельного выставления параметров лазерной обработки;

- определения элементов технологических лазеров.

Лекции (5 часов) Тема 1 Принцип получения лазерного излучения (2 часа).

Спонтанное и вынужденное излучение. Понятие инверсной населённости и методы её создания. Квантовые усилители, оптические квантовые генераторы, лазеры.

Резонаторы лазеров, их оптические элементы. Свойства лазерных пучков. Энергетические параметры лазерного излучения и их измерение. Применяемые методы и существующие средства для измерения мощности и энергии лазерного излучения.

Измерение временных параметров лазерного излучения. Измерение пространственных параметров лазерного излучения, средства визуализации пятна излучения.

Фокусировка лазерного излучения, перетяжка пучка.

Тема 2. Классификация технологических лазеров и их устройство (1 час) Структурная схема лазера. Основные узлы и их назначение. Оптические системы, используемые в технологии лазерной обработки. Общие параметры фокусирующих систем. Обзор способов формирования излучения технологических лазеров.

Тема 3. Газовые, твердотельные и волоконные лазеры (2 часа) Общая характеристика газовых лазеров и их классификация. Технологический СО2-лазер, схема, конструкция, особенности применения, сравнение с волоконным лазером. Способы прокачки рабочей смеси и способы охлаждения, параметры излучения.

Общие характеристики и особенности генерации твёрдотельных лазеров с оптической накачкой. Анализ импульсного режима генерирования лазерного излучения. Лазеры на гранате с неодимом. Частота генерации твердотельного лазера импульсного действия. Элементы волоконного лазера. Построение резонаторов волоконных лазеров. Системы накачки волоконных лазеров.

Практическое занятие (2 часа) Тема практического занятия: Измерение энергетических и пространственных характеристик лазерного излучения (2 часа).

Цель работы: познакомить слушателей с основными методиками измерения и типами приборов для измерения энергетических и пространственных характеристик лазерного излучения.

Задачи работы: приобрести навыки включения и выключения технологического лазера, навыки определения энергетических и пространственных параметров лазерного излучения.

3. Методические рекомендации по модулю для преподавателей.

Модуль ПМ 01 «Физика технологических лазеров» входит в состав Образовательной программы дополнительного профессионального образования повышения квалификации персонала ОАО «Камаз» в области лазерной техники и предназначен для изучения:

- принципов получения и основных параметров лазерного излучения;

- устройства основных типов технологических лазеров.

Процесс обучения по модулю ПМ 01 «Физика технологических лазеров» определяется его назначением, учебным планом, рабочей программой и календарным планом.

Он состоит из аудиторной и практической работы слушателей. Аудиторная работа включает в себя посещение лекций, которое контролируется преподавателем, ведущим занятия.

Практическая работа слушателей включает изучение технической документацией на технологическое оборудование, ознакомление с самой установкой и выполнение рабочих операций под руководством и контролем квалифицированного специалиста.

В качестве итоговой аттестации по модулю выбран экзамен, к которому допускаются лишь те слушатели, которые выполнили практические работы.

3.1. Методические указания по чтению лекций.

Наименование тем лекций и их содержание приведено в разделе 2.3 Рабочей программы по модулю. Там же указано распределение времени по темам модуля. Следуя рабочей программе преподавателю необходимо изложить материал по теоретическим основам лазерной техники; по физическим основам, схемам и сравнительным характеристикам технологических лазеров. Лекции необходимо иллюстрировать примерами.

В начале лекции преподаватель называет:

материал лекции.

После каждого раздела делаются обобщающие выводы и даются указания по самостоятельной работе над материалом лекции.

В условиях информатизации всех сфер деятельности человека чтение лекций у доски с мелом становится менее эффективным, чем такое же чтение, но с использованием современных информационных технологий и реализующих их технических средств. В первом случае более непроизводительно тратится учебное время (за одну лекцию на доске много примеров и иллюстраций не сделать). Поэтому в качестве основного варианта рекомендуется описанный ниже сценарий лекций:

по каждому разделу, указанному в рабочей программе, с использованием электронной презентации делается обзор содержания раздела. При этом презентация материала одной или нескольких лекций в слайдах, созданных средствами MicrosoftOfficePowerPoint, демонстрируется на электронной доске или экране с использованием проектора в специально оборудованной аудитории. Демонстрация слайдов должна сопровождаться отступлениями от режима демонстрации и пояснениями лектора. Значительную часть слайдов должны занимать иллюстрации. В процессе изложения материала такой лекции необходимо акцентировать внимание слушателей на ключевых понятиях ее темы. Если требуется к ним возвращаться, то для этого целесообразно прокручивать материал (слайды) назад. При этом следует активизировать внимание слушателей вопросами, которые, как правило, касаются весьма простых, но ключевых понятий. Одновременно следует давать слушателям время для пометок и записей в своих конспектах;

после аналитического обзора по презентации всего материала раздела модуля лекция по нему читается в традиционном стиле, т.е. с маркером или мелом у соответствующей доски. На этом этапе следует добросовестно структурировать материал, который уже был предъявлен презентацией. По возможности некоторые детали целесообразно опускать, но предварительно убедившись, что они не затруднят понимание содержания лекции. Излагая материал у доски, целесообразно сопровождать его графическими иллюстрациями (схемы, рисунки). Необходимо выбрать оптимальный темп предъявления материала, такой, чтобы слушатели успевали сделать нужные записи, ссылки, а также задать вопросы.

Изложенный вариант даст более высокий эффект от прочитанной лекции. Эффект может быть еще более значимым, если во время лекции на руках у слушателей будет раздаточный материал (тезисы или полный конспект лекций, слайды презентации).

В рамках описанного сценария должны быть даны темы всех разделов рабочей программы. Ожидаемая результативность лекций может быть достигнута только в случае, если слушатель предварительно знакомится с материалом предстоящей лекции.

После каждого раздела делаются обобщающие выводы и даются указания по самостоятельной работе над материалом лекции.

3.2 Методические указания к проведению практических работ.

Программой модуля ПМ 01 «Физика технологических лазеров» предусмотрено проведение практической работы.

Наименование тем практических работ и их содержание приведено в разделе 2.3 Рабочей программы по модулю.

Перед прохождением практикума преподаватель обязан изложить общие правила техники безопасности. При положительной оценке преподавателем знаний техники безопасности, обучающийся расписывается на бланке инструктажа по технике безопасности или соответствующей графе рабочего журнала.

До проведения практических работ преподаватель должен проконтролировать обеспеченность обучающихся техническими описаниями технологической установки.

При выполнении практических работ преподавателю необходимо контролировать, чтобы не превышались предельно допустимые значения эксплуатационных данных для используемого прибора или устройства. Следует обратить особое внимание на строгое соблюдение предписанной последовательности рабочих операций по включению, выключению и выполнения технологической операции.

4. Методические указания по модулю для слушателей 4.1 Список основной и дополнительной литературы по курсу.

Основная литература 1. Григорьянц А.Г., Шиганов И.Н. Оборудование и технология лазерной обработки материалов: учебник для ПТУ - М.: Высшая школа, 1990. - 159c.

2. Лазерная техника и технология. В 7 кн. Кн. 1 Физические основы технологических лазеров. Голубев В.С., Лебедев Ф.В. /Под ред А.Г.Григорьянца. М.: Высшая школа, 1987. – 101 c.

3. Григорьянц А.Г., Шиганов И.Н., Мисюров А.И. Технологические процессы лазерной обработки: Учеб. пособие для вузов / Под ред. А.Г.Григорьянца. – М.: Изд-во МГТУ им.Н.Э.Баумана, 2008. – 664с 4. Вейко В.П. Опорный конспект лекций по курсу «Физико-технические основы лазерных технологий». Раздел: Технологические лазеры и лазерное излучение. - СПб:

СПбГУ ИТМО. 2007. - 52 с.

Техническая документация (паспорт, описание, инструкция) по технологическим лазерным установкам на которых проводятся практические занятия.

Дополнительная литература 1. Технологические лазеры: Справочник: В 2 т. Под общ.ред. Г.А. Абельситова.- М.: Машиностроение, 1991. - 544 с.

3. Звелто О. Принципы лазеров: Пер. с анг.– СПб.: Издательство “Лань”, 2008. – 720 с.

4. Рахманов Б. Н. Лазеры. Защита и профилактика от их неблагоприятного воздействия.

Часть 1 и 2. Приложение к журналу «Безопасность жизнедеятельности». - № 6 и №7. – 2004. стр. 1-16.

5. Фёдоров Б.Ф. Лазеры. Основы устройства и применение. – М.: ДОСААФ, 1988. – 190 с.

4.2. Методические указания для обучающихся по выполнению самостоятельной Важной составной частью процесса обучения является самостоятельная работа обучающихся. Без их активности невозможно формирование полноценных знаний, умений, навыков, развитие способностей.

Самостоятельная работа способствует:

• углублению и расширению знаний по тематике модуля;

• закрепление знаний и умений, полученных в рамках аудиторной работы;

• формирование навыков работы с технической и научной литературой;

• формированию интереса к познавательной деятельности;

• овладению приемами процесса познания;

• структурирование знаний;

• развитию познавательных способностей;

• развитие таких личностных качеств, как организованность, самостоятельность, творчество.

Подготовка к практическим занятиям - это часть самостоятельной работы обучающихся, способствующая закреплению знаний и умений, полученных в рамках аудиторной работы;

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный технический университет радиотехники, электроники и автоматики »

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС

Модуль ПМ 02. Теоретические основы лазерной обработки материалов Состав учебно-методического комплекса ПМ «Теоретические основы лазерной обработки материалов»

Учебно-методический комплекс ПМ 02 «Теоретические основы лазерной обработки материалов» разработан в соответствии с требованиями к содержанию дополнительных профессиональных образовательных программ и состоит из следующих разделов:

1.Аннотация.

2.Рабочая программа.

2.1 Цели и задачи изучения модуля, его место в учебном процессе.

2.2 Знания, умения и навыки, получаемые после освоения модуля.

2.3 Содержание модуля.

3. Методические рекомендации по модулю для преподавателей.

4. Методические указания по модулю для слушателей.

4.1. Список основной и дополнительной литературы по курсу.

4.2. Методические указания для обучающихся по выполнению самостоятельной работы.

Образовательная программа по ПМ 02 «Теоретические основы лазерной обработки материалов» предназначена для повышения уровня профессиональной квалификации персонала ОАО «Камаз» в области лазерной технологии.

ПМ 02 «Теоретические основы лазерной обработки материалов» включает:

Аудиторные занятия:

Аттестация: Результаты усвоения данного ПМ будут объектом оценивания при завершении курса повышения квалификации по Программе в процессе сдачи междисциплинарного экзамена.

РАЗДЕЛ 2.1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИЗУЧЕНИЯ МОДУЛЯ, ЕГО МЕСТО В

УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ

2.1.1 Цель изучения модуля.

Получение следующих профессиональных компетенций:

ПК 1. Ориентироваться в современных тенденциях развития лазерной техники и технологии в России и в мире;

ПК 2. Знать возможности выполнения технологических процессов обработки материалов на современном лазерном оборудовании;

ПК 4. прогнозировать результаты и эксплуатационные свойства материалов, обработанных лазерным излучением, проводить оценку функциональных возможностей лазерных установок;

2.1.2 Задачи изучения дисциплины.

- технологии лазерной сварки и наплавки - технологии лазерной резки - технологии лазерной термообработки

РАЗДЕЛ 2.2. ЗНАНИЯ, УМЕНИЯ И НАВЫКИ, ПОЛУЧАЕМЫЕ ПОСЛЕ

ОСВОЕНИЯ МОДУЛЯ.

2.2.1. Слушатель должен знать:

- основные виды технологических процессов с применением лазерного излучения;

- возможности выполнения технологических процессов лазерной обработки на современном лазерном оборудовании;

- методы определения основных параметров лазерной обработки;

- возможности выполнения технологических процессов лазерной обработки на современном лазерном оборудовании.

2.2.2. Слушатель должен уметь:

- классифицировать тип технологического процесса лазерной обработки материала;

- вести контроль заданных режимов лазерной обработки;

2.2.3. Слушатель должен иметь навыки:

- самостоятельной работы с технической и справочной литературой;

- поддержания заданного технологического режима обработки: резки, сварки и поверхностной обработки;

Лекции (7часов) Тема 1. Лазерная резка и прошивка отверстий (2 часа) Физико-химические основы лазерной резки. Распространение теплоты при лазерной резке. Поглощение излучения металлами и неметаллами. Механизмы лазерного разделения материалов. Испарение. Плавление. Термораскалывание хрупких материалов. Термохимические особенности лазерного разрушения полимеров.

Лазерная резка материалов непрерывным и импульсно-периодическим излучением. Физические процессы при лазерной резке металлов.

Лазерная прошивка отверстий. Общие закономерности процесса. Влияние технологических факторов на размерные характеристики отверстий. Методы повышения эффективности, точности и качества лазерной обработки отверстий.

Влияние энергетических параметров на качество резки различных материалов.

Влияние оптических параметров.

Тема 2. Лазерная сварка (2 часа) Особенности процесса лазерной сварки. Физика процесса нагрева материалов.

Классификация методов лазерной сварки. Преимущества и особенности процесса лазерной сварки. Физические особенности образования сварного шва при сварке материалов малых и больших толщин. Влияние параметров излучения (плотности мощности, длительности импульса, дефокусировки) на глубину проплавления.

Образование плазменного факела на поверхности материала и его влияние на процесс нагрева. Особенности формирования сварного соединения при непрерывной лазерной сварке. Влияние защитного газа на процессы нагрева и формирование шва, на качество сварного соединения.

Тема 3. Лазерная маркировка и гравировка. Поверхностная лазерная обработка ( часа) Процесс лазерная маркировка и гравирование, модификация материала под действием лазерного излучения. Состав и структура современного лазерного комплекса для маркировки и гравировки. Способы формирования изображений. Эффект цветной маркировки.

Анализ и классификация методов поверхностной лазерной обработки, особенности и преимущество лазерной термообработки материалов. Основные технологические лазеры, применяемые для поверхностной обработки. Структура и строение поверхностных слоев различных материалов после лазерной термообработки. Основные параметры лазерной закалки непрерывным лазерным излучением и характеристики упрочненной поверхности. Примеры применения лазерной закалки в машиностроении. Лазерный отжиг. Лазерный отпуск. Получение поверхностных покрытий при помощи лазерного излучения. Лазерное легирование. Технологические особенности лазерной наплавки. Свойства сплавов, направленных с помощью лазерного излучения, и перспективы лазерной наплавки. Примеры применения лазеров для поверхностной обработки.

3. Методические рекомендации по модулю для преподавателей.

Модуль ПМ 02 «Теоретические основы лазерной обработки материалов» входит в состав Образовательной программы дополнительного профессионального образования повышения квалификации персонала ОАО «Камаз» в области лазерной техники и технологии и предназначен для изучения основных технологических процессов:

- технологии лазерной сварки;

- технологии лазерной резки;

- технологии лазерной маркировки и гравировки;

- технологии лазерной термообработки.

Процесс обучения по модулю ПМ 02 «Теоретические основы лазерной обработки материалов» определяется его назначением, учебным планом, рабочей программой и календарным планом.

Он состоит из аудиторной работы слушателей. Аудиторная работа включает в себя посещение лекций, которое контролируется преподавателем, ведущим занятия.

Методические указания по чтению лекций.

Наименование тем лекций и их содержание приведено в разделе 2.3 Рабочей программы по модулю. Там же указано распределение времени по темам модуля. Следуя рабочей программе преподавателю необходимо изложить материал по теоретическим основам лазерной техники; по физическим основам, схемам и сравнительным характеристикам технологических лазеров. Лекции необходимо иллюстрировать примерами.

В начале лекции преподаватель называет:

материал лекции.

После каждого раздела делаются обобщающие выводы и даются указания по самостоятельной работе над материалом лекции.

В условиях информатизации всех сфер деятельности человека чтение лекций у доски с мелом становится менее эффективным, чем такое же чтение, но с использованием современных информационных технологий и реализующих их технических средств. В первом случае более непроизводительно тратится учебное время (за одну лекцию на доске много примеров и иллюстраций не сделать). Поэтому в качестве основного варианта рекомендуется описанный ниже сценарий лекций:

по каждому разделу, указанному в рабочей программе, с использованием электронной презентации делается обзор содержания раздела. При этом презентация материала одной или нескольких лекций в слайдах, созданных средствами MicrosoftOfficePowerPoint, демонстрируется на электронной доске или экране с использованием проектора в специально оборудованной аудитории. Демонстрация слайдов должна сопровождаться отступлениями от режима демонстрации и пояснениями лектора. Значительную часть слайдов должны занимать иллюстрации. В процессе изложения материала такой лекции необходимо акцентировать внимание слушателей на ключевых понятиях ее темы. Если требуется к ним возвращаться, то для этого целесообразно прокручивать материал (слайды) назад. При этом следует активизировать внимание слушателей вопросами, которые, как правило, касаются весьма простых, но ключевых понятий. Одновременно следует давать слушателям время для пометок и записей в своих конспектах;

после аналитического обзора по презентации всего материала раздела модуля лекция по нему читается в традиционном стиле, т.е. с маркером или мелом у соответствующей доски. На этом этапе следует добросовестно структурировать материал, который уже был предъявлен презентацией. По возможности некоторые детали целесообразно опускать, но предварительно убедившись, что они не затруднят понимание содержания лекции. Излагая материал у доски, целесообразно сопровождать его графическими иллюстрациями (схемы, рисунки). Необходимо выбрать оптимальный темп предъявления материала, такой, чтобы слушатели успевали сделать нужные записи, ссылки, а также задать вопросы.

Изложенный вариант даст более высокий эффект от прочитанной лекции. Эффект может быть еще более значимым, если во время лекции на руках у слушателей будет раздаточный материал (тезисы или полный конспект лекций, слайды презентации).

В рамках описанного сценария должны быть даны темы всех разделов рабочей программы. Ожидаемая результативность лекций может быть достигнута только в случае, если слушатель предварительно знакомится с материалом предстоящей лекции.

После каждого раздела делаются обобщающие выводы и даются указания по самостоятельной работе над материалом лекции.

4. Методические указания по модулю для слушателей 4.1 Список основной и дополнительной литературы по курсу.

Основная литература 1. Лазерная техника и технология. В 7 кн. Кн. 3 Методы поверхностной лазерной обработки. Григорьянц А.Г., Сафонов А.Н. /Под ред А.Г.Григорьянца М.: Высшая школа, 1987. – 191 c.

2. Лазерная техника и технология. В 7 кн. Кн. 4 Лазерная обработка неметаллических материалов. Григорьянц А.Г., Соколов А.А. /Под ред А.Г.Григорьянца М.: Высшая школа, 1988. – 191 c.

3. Лазерная техника и технология. В 7 кн. Кн. 5 Лазерная сварка металлов. Григорьянц А.Г., Шиганов И.Н. /Под ред А.Г.Григорьянца М.: Высшая школа, 1988. – 207 c.

4. Лазерная техника и технология. В 7 кн. Кн. 6 Основы лазерного термоупрочнения сплавов. Григорьянц А.Г., Сафонов А.Н. /Под ред А.Г.Григорьянца М.: Высшая школа, 1988. – 159 c.

5. Лазерная техника и технология. В 7 кн. Кн. 7 Лазерная резка металлов. Григорьянц А.Г., Соколов А.А. /Под ред А.Г.Григорьянца М.: Высшая школа, 1988. – 127 c.

6. Григорьянц А.Г., Шиганов И.Н., Мисюров А.И. Технологические процессы лазерной обработки: Учеб. пособие для вузов / Под ред. А.Г.Григорьянца. – М.: Изд-во МГТУ им.Н.Э.Баумана, 2008. – 664с 7. Вейко В.П. Опорный конспект лекций по курсу «Физико-технические основы лазерных технологий». Раздел: Технологические лазеры и лазерное излучение. - СПб:

СПбГУ ИТМО. 2007. - 52 с.

Дополнительная литература 1. Арутюнян Р.В. Воздействие лазерного излучения на материалы - М.: Наука, 1989.- 2. Вейко В.П., Шахно Е.А. Сборник задач по лазерным технологиям. - СПб: СПбГУ ИТМО. 2007. - 67 с.

3. Майоров В.С. Взаимодействие лазерного излучения с веществом. УПП «Репрография», МИИГАИК, 2003. 48 с.

4.2. Методические указания для обучающихся по выполнению самостоятельной Важной составной частью процесса обучения является самостоятельная работа обучающихся. Без их активности невозможно формирование полноценных знаний, умений, навыков, развитие способностей.

Самостоятельная работа способствует:

• углублению и расширению знаний по тематике модуля;

• закрепление знаний и умений, полученных в рамках аудиторной работы;

• формирование навыков работы с технической и научной литературой;

• формированию интереса к познавательной деятельности;

• овладению приемами процесса познания;

• структурирование знаний;

• развитию познавательных способностей;

• развитие таких личностных качеств, как организованность, самостоятельность, творчество.

дополнительная Имеется основная и дополнительная рекомендуемая литература, которая может быть использована при подготовке к лекциям по разделам модуля.

Примерный список вопросов к итоговой выпускной работе.

1. Основные научные школы по лазерам.

2. Использование лазеров в различных областях науки и техники.

3. Поглощение и испускание света квантовой системой.

4. Образование инверсной заселенности среды из трех уровней.

5. Принципиальная схема квантового генератора.

6. Характеристики лазерного излучения 7. Монохроматичность лазерного излучения.

8. Когерентность лазерных пучков.

9. Фокусировка лазерного излучения.

10.Рабочее тело лазера.

11.Методы накачки рабочего тела лазера.

12.Понятие о лазерных резонаторах.

13.Принцип действия СО2-лазеров.

14. Принцип действия твердотельных лазеров.

15.Волоконные лазеры – мировой прорыв в лазерных технологиях.

16.Лазерная обработка материалов – это современные прогрессивные технологии.

17.Лазерная технологическая установка – современный автоматизированный комплекс.

18.Классификация современных лазерных технологических комплексов.

19.Сравнительный анализ мирового рынка лазерных технологических комплексов.

20.Практическое применение зарубежных и отечественных лазерных технологических комплексов в автомобилестроении.

21.Технологические комплексы раскроя материалов на базе волоконных лазеров.

22.Физико-химические процессы взаимодействия лазерного излучения с материалами.

23.Математическое представление теплофизических процессов при лазерном воздействии.

24.Особенности напряженно – деформированного состояния материалов при воздействии лазерного излучения.

25.Технологический процесс лазерной сварки. Преимущества и недостатки.

26.Технологический процесс лазерной резки. Преимущества и недостатки.

27.Технологический процесс лазерной наплавки.

28.Технологический процесс лазерного термоупрочнения.

29.Перспективы применения лазеров.