Tổng quan về giáo trình

Giáo trình "Hàn hồ quang tay cơ bản" (Mã mô đun: MĐ 17) do Trường Cao đẳng Cơ giới (Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn) biên soạn theo chương trình khung quốc gia nghề Hàn ở trình độ Trung cấp, với sự chủ biên của tác giả Nguyễn Văn Chung. Đây là mô đun chuyên ngành bắt buộc trong chương trình đào tạo, có khối lượng 8 tín chỉ với tổng thời lượng 240 giờ (bao gồm 64 giờ lý thuyết, 162 giờ thực hành và 14 giờ kiểm tra).

Trong tiến trình đào tạo, mô đun được bố trí học sau hoặc song song với các môn học kỹ thuật cơ sở (từ MH 07 đến MH 12: Vẽ kỹ thuật cơ khí, Dung sai lắp ghép và đo lường kỹ thuật, Vật liệu cơ khí, Cơ kỹ thuật, Kỹ thuật điện – Điện tử công nghiệp, Kỹ thuật an toàn và bảo hộ lao động) cùng các mô đun kỹ thuật nghề liên quan như MĐ 13 (Quy trình hàn), MĐ 14 (Kiểm tra và đánh giá chất lượng mối hàn theo tiêu chuẩn quốc tế), MĐ 15 (Chế tạo phôi hàn) và MĐ 16 (Gá lắp kết cấu hàn).

Mục tiêu đào tạo của giáo trình hướng tới việc trang bị cho người học các chuẩn đầu ra cụ thể:

  • Kiến thức (A1): Tính toán chính xác vật liệu hàn, phôi hàn; lựa chọn chế độ hàn phù hợp với chiều dày vật liệu và dạng liên kết; nắm vững cấu tạo, nguyên lý hoạt động của các loại máy hàn điện xoay chiều, một chiều, chỉnh lưu; hiểu rõ các quy định an toàn điện và bảo hộ lao động.
  • Kỹ năng (B1, B2): Vận hành thành thạo thiết bị hàn; chuẩn bị phôi liệu, thiết bị đúng quy trình; thực hiện thành thạo các mối hàn góc và giáp mối thép tấm ở các tư thế cơ bản (1F, 1G, 2F, 2G, 3F, 3G) đạt yêu cầu kỹ thuật; phát hiện và khắc phục các dạng khuyết tật mối hàn.
  • Năng lực tự chủ và trách nhiệm (C1): Xây dựng tác phong công nghiệp, duy trì an toàn lao động và vệ sinh nơi làm việc.

Cấu trúc tài liệu được thiết kế theo phương thức tích hợp lý thuyết và thực hành, kết hợp giữa cơ sở lý thuyết công nghệ hàn trong và ngoài nước với thực tế sản xuất tại các nhà máy, xí nghiệp cơ khí.

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Giáo trình được tổ chức thành 7 bài học chuyên môn và phần kiểm tra kết thúc mô đun, phân bổ theo tiến trình nâng cao dần về độ phức tạp không gian của tư thế hàn:

  1. Bài 1: Những kiến thức cơ bản khi hàn điện hồ quang tay (56 giờ: 55 giờ lý thuyết, 1 giờ kiểm tra)

    • Hệ thống ký hiệu, quy ước biểu diễn mối hàn trên bản vẽ kỹ thuật theo Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN), tiêu chuẩn Mỹ (AWS), tiêu chuẩn Anh (BS.4871) và tiêu chuẩn Đức (DIN 1912).
    • Ký hiệu phân loại phương pháp hàn theo tiêu chuẩn ISO và AWS (SMAW/111, GMAW/131, GTAW/141, FCAW, SAW, ESW...).
    • Khảo sát nguyên lý, cấu tạo và đặc tính của các dòng thiết bị hàn: máy hàn xoay chiều (kiểu CTЄ có bộ tự cảm riêng, CTH có bộ tự cảm kết hợp, máy có lõi di động; các dòng TURBO 270, TM 250/401, MEGA 161/A); máy hàn một chiều (kiểu cực từ lắp rời CM, C; các dòng ARCTRONIC 426/626, TRIARC, ARC); máy hàn dòng điện chỉnh lưu 1 pha, 3 pha (biến áp khô MHD-1000 6 mỏ, Pi 200E/250E Inverter, DYNAMIC 400/500 Thyristor, VNS-DC 1000 Diode).
    • Nguyên tắc ghép song song máy hàn một chiều và xoay chiều để tăng công suất dòng điện.
    • Thiết bị, dụng cụ phụ trợ (kìm hàn 300A/500A, búa gõ xỉ hàn, bàn chải thép) và dụng cụ bảo hộ lao động.

  2. Bài 2: Hàn góc ở vị trí 1F (16 giờ: 1 giờ lý thuyết, 14 giờ thực hành, 1 giờ kiểm tra)

    • Kỹ thuật chuẩn bị phôi, gá đính và thực hiện liên kết hàn góc ở tư thế hàn bằng (1F).

  3. Bài 3: Hàn giáp mối thép tấm ở vị trí 1G (42 giờ: 2 giờ lý thuyết, 39 giờ thực hành, 1 giờ kiểm tra)

    • Quy trình vát mép, căn chỉnh khe hở đáy, hàn lót và hàn phủ liên kết giáp mối ở tư thế bằng (1G).

  4. Bài 4: Hàn góc ở vị trí 2F (16 giờ: 1 giờ lý thuyết, 14 giờ thực hành, 1 giờ kiểm tra)

    • Kỹ thuật điều chỉnh góc nghiêng que hàn và dao động mỏ để khống chế dòng chảy kim loại trong liên kết góc ở tư thế ngang (2F).

  5. Bài 5: Hàn giáp mối thép tấm ở vị trí 2G (44 giờ: 2 giờ lý thuyết, 40 giờ thực hành, 2 giờ kiểm tra)

    • Kỹ thuật hàn nhiều lớp trên liên kết giáp mối thép tấm đặt ở vị trí nằm ngang (2G), kiểm soát hiện tượng chảy xệ kim loại.

  6. Bài 6: Hàn góc ở vị trí 3F (16 giờ: 1 giờ lý thuyết, 14 giờ thực hành, 1 giờ kiểm tra)

    • Thao tác hàn góc ở tư thế đứng (3F) theo hướng từ dưới lên (Vu/PF) hoặc từ trên xuống (Vd/PG).

  7. Bài 7: Hàn giáp mối thép tấm ở vị trí 3G (46 giờ: 2 giờ lý thuyết, 42 giờ thực hành, 2 giờ kiểm tra)

    • Quy trình hàn giáp mối đứng nhiều lớp (3G), kỹ thuật duy trì bể hàn và kiểm soát độ ngấu chân mối hàn.

  8. Kiểm tra kết thúc mô đun (4 giờ kiểm tra)

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình xây dựng các khối kiến thức lý thuyết cơ sở gồm:

  • Lý thuyết vật lý hồ quang điện hàn: Bản chất hiện tượng phóng điện hồ quang, quá trình ion hóa chất khí, sự biến đổi điện trở trong chu kỳ mồi và đốt cháy hồ quang, hiện tượng chuyển dịch kim loại lỏng dạng giọt (>20 giọt/giây).
  • Nguyên lý đường đặc tính ngoài của nguồn điện hàn: Yêu cầu về đường đặc tính ngoài dốc liên tục, quan hệ giữa điện áp không tải ($U_0 < 80\text{V}$, nguồn xoay chiều $U_0 = 55 \div 80\text{V}$, nguồn một chiều $U_0 = 30 \div 55\text{V}$) và điện áp làm việc ($U_h = 25 \div 45\text{V}$ với AC, $U_h = 16 \div 35\text{V}$ với DC); khống chế dòng ngắn mạch $I_đ = (1,3 \div 1,4) I_h$.
  • Nguyên lý điều khiển dòng điện hàn: Cơ chế thay đổi từ trở ($R_t$) qua khe hở không khí trong bộ tự cảm, thay đổi số vòng dây ($W_{tc}$), điều khiển phản ứng rôto trong máy phát cực từ rời, và ứng dụng công nghệ điều khiển điện tử (Thyristor, Diode, Inverter).
  • Quy chuẩn đọc bản vẽ: Hệ thống quy ước đường dóng, nét liền cơ bản, nét đứt, các ký hiệu chu tuyến (bằng, lồi, lõm), đệm lót, miếng chêm, thấu ngấu hoàn toàn, đường tham chiếu kép.

Kỹ năng phát triển

  • Kỹ năng kỹ thuật (Technical skills): Đấu nối thiết bị với lưới điện 1 pha/3 pha, thiết lập thông số dòng hàn; mồi và duy trì hồ quang ổn định bằng tay; điều khiển góc nghiêng và chuyển động dao động của que hàn.
  • Kỹ năng phân tích (Analytical skills): Phân tích bản vẽ chế tạo, xác định trình tự hàn để hạn chế biến dạng; nhận diện nguyên nhân phát sinh khuyết tật mối hàn (rỗ khí, ngậm xỉ, cháy chân, nứt, không ngấu) và đưa ra biện pháp xử lý.
  • Kỹ năng thực hành nghề nghiệp (Practical competencies): Hoàn thiện các liên kết hàn góc (1F, 2F, 3F) và giáp mối (1G, 2G, 3G) đạt kích thước hình học; sử dụng dụng cụ gõ xỉ, bàn chải thép để làm sạch mối hàn; thực hiện quy tắc an toàn bảo hộ (mặt nạ, kính hàn, găng tay) và vệ sinh công nghiệp.

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình triển khai phương pháp giảng dạy tích hợp giữa lý thuyết chuyên môn và thực hành nghề:

  • Phương pháp đối với giảng viên:

    • Phần lý thuyết: Ứng dụng phương pháp dạy học tích cực, bao gồm trình chiếu đa phương tiện, thuyết trình cô đọng, giảng dạy nêu vấn đề, hướng dẫn nghiên cứu tài liệu kỹ thuật và tổ chức giải quyết bài tập tình huống.
    • Phần thực hành: Chia nhóm học viên nhỏ tại xưởng; giảng viên thao tác mẫu chuẩn mực, hướng dẫn từng bước và trực tiếp sửa sai tại chỗ; kết hợp học cụ mô phỏng để minh họa các bài tập kỹ thuật phức tạp.

  • Phương pháp đối với người học & Hướng dẫn tự học:

    • Nghiên cứu bài học và tài liệu tham khảo trước khi lên lớp.
    • Học tập theo nhóm nhỏ từ 2–3 người: phân công thành viên tìm hiểu nội dung chuyên đề, thảo luận kỹ thuật, ghi chép nhật ký thực hành và hoàn thiện báo cáo kết quả.
    • Quy định chuyên cần: Phải tham dự tối thiểu 70% thời lượng các giờ giảng tích hợp; trường hợp vắng quá 30% thời lượng bắt buộc phải học lại mô đun.

  • Quy trình và phương pháp đánh giá: Áp dụng quy chế đào tạo Trung cấp hệ chính quy theo Thông tư số 09/2017/TT-BLĐTBXH của Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội:

    • Kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1): Hình thức vấn đáp, hỏi miệng và kiểm tra thao tác thực hành sau mỗi 10 giờ học (chiếm một phần trong 40% điểm quá trình).
    • Kiểm tra định kỳ (Hệ số 2, gồm 4 cột điểm): Thực hiện sau mỗi 30 giờ bằng hình thức trắc nghiệm, tự luận hoặc bài kiểm tra thực hành mối hàn mẫu.
    • Thi kết thúc mô đun (Trọng số 60%): Tổ chức sau 240 giờ đào tạo, kết hợp thi lý thuyết (tự luận/trắc nghiệm/vấn đáp) và kiểm tra bài thực hành tay nghề hoàn chỉnh.
    • Thang điểm đánh giá: Thang điểm 10 (từ 0 đến 10), kết quả làm tròn đến một chữ số thập phân.

Điểm nổi bật và cập nhật

  • Tính hệ thống về công nghệ thiết bị hàn: Giáo trình phân loại chi tiết các thế hệ máy hàn hồ quang tay từ cổ điển đến hiện đại. Nội dung khảo sát đầy đủ từ máy biến áp hàn có bộ tự cảm riêng/kết hợp (CTЄ, CTH), máy phát điện một chiều kiểu cực từ lắp rời (CM, C), đến máy hàn sử dụng công nghệ sun từ, máy hàn chỉnh lưu Diode công suất lớn (VNS-DC 1000 6 mỏ, MHD-1000), máy hàn chỉnh lưu Thyristor (DYNAMIC 400/500) và các dòng máy hàn Inverter kỹ thuật số (Pi 200E/250E của hãng Migatronic tích hợp tính năng ARC FORCE, HOT START, lưu trữ 10 chương trình hàn và màn hình số hiển thị tham số).
  • Chuẩn hóa hệ thống ký hiệu đa tiêu chuẩn: Tài liệu tổng hợp và đối chiếu song song các quy chuẩn ký hiệu mối hàn quốc gia và quốc tế (TCVN, AWS A2.4, BS.4871, DIN 1912, ISO 111/131/141/135/136/141), hỗ trợ người học làm quen với bản vẽ thiết kế chế tạo từ nhiều thị trường kỹ thuật khác nhau.
  • Tính ứng dụng trong sản xuất công nghiệp: Tài liệu đưa ra hướng dẫn kỹ thuật vận hành song song nhiều nguồn hàn để đáp ứng các yêu cầu hàn kết cấu có chiều dày lớn, đồng thời cung cấp các thông số kỹ thuật thực tế cho việc thi công cơ khí trong nhà xưởng, bảo dưỡng kết cấu thép và công nghiệp đóng tàu.

Đối tượng sử dụng giáo trình

  • Học sinh, sinh viên: Áp dụng trực tiếp cho học sinh trình độ Trung cấp nghề Hàn; đồng thời được dùng làm tài liệu giảng dạy, học tập cho sinh viên trình độ Cao đẳng nghề Hàn thuộc nhóm ngành Cơ khí chế tạo.
  • Điều kiện tiên quyết (Prerequisites): Người học cần hoàn thành hoặc bố trí học đồng thời các môn học kỹ thuật cơ sở MH 07 (Vẽ kỹ thuật cơ khí), MH 08 (Dung sai lắp ghép và đo lường kỹ thuật), MH 09 (Vật liệu cơ khí), MH 10 (Cơ kỹ thuật), MH 11 (Kỹ thuật điện – Điện tử công nghiệp), MH 12 (Kỹ thuật an toàn và bảo hộ lao động) và các mô đun kỹ thuật MĐ 13, MĐ 14, MĐ 15, MĐ 16.
  • Giảng viên và kỹ thuật viên: Làm căn cứ xây dựng giáo án tích hợp, phân bổ tiến độ giảng dạy xưởng, thiết lập tiêu chí đánh giá theo chuẩn A1–C1; tài liệu cũng phục vụ kỹ thuật viên tại các xí nghiệp cơ khí tra cứu thông số máy và tiêu chuẩn ký hiệu mối hàn.

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với đối tượng đào tạo nào?
Tài liệu được biên soạn phục vụ học sinh, sinh viên hệ Trung cấp và Cao đẳng nghề Hàn, cùng các kỹ thuật viên cơ khí cần chuẩn hóa kiến thức nền tảng và kỹ năng hàn hồ quang tay theo chương trình khung quốc gia.

2. Người học cần đáp ứng những điều kiện kiến thức nền tảng nào?
Cần nắm vững kiến thức về đọc bản vẽ cơ khí (MH 07), vật liệu kim loại (MH 09), kỹ thuật an toàn điện (MH 12), dung sai đo lường (MH 08) và kỹ thuật chế tạo, gá lắp phôi hàn (MĐ 15, MĐ 16).

3. Điểm khác biệt của giáo trình này là gì?
Nội dung được cấu trúc tích hợp lý thuyết và thực hành (64 giờ lý thuyết / 162 giờ thực hành), phân tích chuyên sâu về mặt điện học - điện từ của các phân lớp máy hàn (xoay chiều, một chiều, chỉnh lưu, Inverter) và cung cấp hệ thống quy chuẩn đối sánh giữa TCVN với các tiêu chuẩn quốc tế như AWS, BS, DIN, ISO.

4. Phương pháp tự học giáo trình như thế nào để đạt hiệu quả?
Người học cần nghiên cứu trước lý thuyết và bảng thông số máy trước giờ học, tổ chức thảo luận nhóm 2–3 người để giải quyết bài tập kết cấu, tuân thủ hướng dẫn thao tác mẫu của giáo viên khi thực hành và rèn luyện kỹ năng phân tích, khắc phục khuyết tật mối hàn.

5. Giáo trình có những tài liệu học tập bổ trợ nào trong chương trình?
Mô đun MĐ 17 được hỗ trợ bởi hệ thống 23 môn học và mô đun liên quan trong chương trình khung nghề Hàn, bao gồm các mô đun liền kề như Hàn hồ quang tay nâng cao (MĐ 18), Hàn MIG/MAG cơ bản (MĐ 20), Hàn TIG cơ bản (MĐ 21), Hàn ống (MĐ 22) và Thực tập sản xuất (MĐ 24).

Kết luận

Giáo trình "Hàn hồ quang tay cơ bản" (MĐ 17) hệ thống hóa các nguyên lý vật lý hồ quang điện, đặc tính kỹ thuật của các dòng thiết bị hàn xoay chiều, một chiều, chỉnh lưu, cùng kỹ năng thực hành hàn các liên kết góc và giáp mối thép tấm ở các tư thế 1F/1G, 2F/2G, 3F/3G.

Mô đun đóng vai trò nền tảng kỹ thuật bắt buộc để người học phát triển năng lực nghề nghiệp, tạo tiền đề tiếp thu các mô đun chuyên sâu tiếp theo trong chương trình khung như Hàn hồ quang tay nâng cao (MĐ 18), Hàn khí (MĐ 19), Hàn MIG/MAG (MĐ 20), Hàn TIG (MĐ 21), Hàn ống (MĐ 22), Hàn hồ quang dây lõi thuốc FCAW (MĐ 23) và Thực tập sản xuất (MĐ 24).