Giáo Trình Hàn Kim Loại Màu: Từ Lý Thuyết Đến Thực Hành

Giáo trình hàn kim loại màu cung cấp kiến thức cơ bản và kỹ thuật hàn chuyên sâu, giúp nâng cao tay nghề cho người học và thợ hàn.

• Tác giả: Nguyễn Nhật Minh
• Trường học: Cần Thơ
• Chuyên ngành: Hàn Kim Loại Màu
• Đề tài: Giáo Trình Hàn Kim Loại Màu: Hướng Dẫn Chi Tiết và Thực Hành
• Loại tài liệu: giáo trình
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Cần Thơ

Mục lục chi tiết

• TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
• LỜI GIỚI THIỆU
• 1. CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO
• 1.1. Đặc điểm khó khăn khi hàn đồng, hợp kim đồng, vật liệu hàn đồng
• 1.2. NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN HÀN KIM LOẠI MÀU
• 1.2.1. Những đặc điểm của hàn đồng và hợp kim của đồng
• 1.2.2. Đặc điểm kỹ thuật khi hàn nhôm và hợp kim nhôm
• 1.2.3. Đặc điểm kỹ thuật khi hàn niken và hợp kim niken
• 1.2.4. Đặc điểm kỹ thuật khi hàn kẽm và hợp kim kẽm
• 1.2.5. Thực tập sản xuất
• 1.3. HÀN NHÔM TẤM BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÀN TIG
• 1.3.1. Đặc điểm khó khăn khi hàn nhôm, hợp kim nhôm, vật liệu hàn nhôm
• 1.3.2. Chuẩn bị dụng cụ, Thiết bị hàn TIG
• 1.3.3. Chuẩn bị phôi hàn
• 1.3.4. Kỹ thuật nhôm và hợp kim nhôm bằng phương pháp hàn TIG
• 1.3.5. Kiểm tra chất lượng mối hàn
• 1.4. HÀN THÉP TRẮNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÀN TIG
• 1.4.1. Đặc điểm khó khăn khi hàn thép trắng
• 1.4.2. Chuẩn bị thiết bị dụng cụ hàn TIG
• 1.4.3. Kỹ thuật hàn giáp mối
• 1.4.4. Kiểm tra chất lượng mối hàn
• 1.4.5. Công tác an toàn lao động khi hàn điện
• 1.5. HÀN ĐỒNG HỢP KIM ĐỒNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP
• 1.5.1. Đặc điểm khó khăn khi hàn đồng, hợp kim đồng
• 1.5.2. Chuẩn bị dụng cụ, thiết bị hàn khí
• 1.5.3. Kỹ thuật hàn
• 1.5.4. Kiểm tra đánh giá chất lượng mối hàn
• 1.5.5. Công tác an toàn lao động và vệ sinh phân xưởng
• 1.6. HÀN ĐỘNG VÀ HỢP KIM ĐỒNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP
• 1.6.1. Đặc điểm khó khăn khi hàn đồng, hợp kim đồng, vật liệu hàn đồng
• 1.6.2. Chuẩn bị thiết bị dụng cụ hàn hồ quang tay
• 1.6.3. Kỹ thuật hàn
• 1.6.4. Kiểm tra chất lượng mối hàn
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu về Giáo Trình Hàn Kim Loại Màu Tầm Quan Trọng và Ứng Dụng

Giáo trình hàn kim loại màu là tài liệu thiết yếu trong việc đào tạo nghề hàn, đặc biệt trong bối cảnh công nghiệp hiện đại. Hàn kim loại màu không chỉ giúp tạo ra các sản phẩm chất lượng cao mà còn đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của thị trường. Việc nắm vững kiến thức về hàn kim loại màu sẽ giúp thợ hàn có thể làm việc hiệu quả hơn trong các lĩnh vực như cơ khí chế tạo, điện tử và xây dựng.

1.1. Tại Sao Giáo Trình Hàn Kim Loại Màu Quan Trọng

Giáo trình hàn kim loại màu cung cấp kiến thức cơ bản và nâng cao về các phương pháp hàn, giúp học viên hiểu rõ hơn về tính chất của các loại vật liệu hàn như đồng, nhôm và hợp kim. Điều này rất quan trọng để đảm bảo chất lượng mối hàn và an toàn lao động.

1.2. Các Ứng Dụng Thực Tiễn Của Hàn Kim Loại Màu

Hàn kim loại màu được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như sản xuất thiết bị điện, chế tạo máy móc và xây dựng. Việc hiểu rõ về các phương pháp hàn sẽ giúp thợ hàn tạo ra các sản phẩm chất lượng cao và bền bỉ.

II. Những Thách Thức Khi Hàn Kim Loại Màu Khó Khăn và Giải Pháp

Hàn kim loại màu gặp nhiều thách thức do tính chất vật liệu khác nhau. Các vấn đề như oxi hóa, nhiệt độ nóng chảy thấp và độ bền không cao của một số hợp kim khiến cho quá trình hàn trở nên phức tạp. Việc nhận diện và khắc phục những khó khăn này là rất cần thiết để đảm bảo chất lượng mối hàn.

2.1. Các Vấn Đề Thường Gặp Khi Hàn Kim Loại Màu

Khi hàn kim loại màu, các vấn đề như oxi hóa, nứt mối hàn và độ bền kém thường xảy ra. Những vấn đề này có thể ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm cuối cùng và an toàn trong quá trình làm việc.

2.2. Giải Pháp Để Khắc Phục Các Thách Thức

Sử dụng các loại thuốc hàn và que hàn có chất khử oxy, cùng với việc kiểm soát nhiệt độ hàn là những giải pháp hiệu quả để khắc phục các thách thức khi hàn kim loại màu.

III. Phương Pháp Hàn Kim Loại Màu Hướng Dẫn Chi Tiết và Kỹ Thuật

Có nhiều phương pháp hàn kim loại màu như hàn TIG, hàn MIG và hàn oxy-acetylen. Mỗi phương pháp có những ưu điểm và nhược điểm riêng, phù hợp với từng loại vật liệu và yêu cầu kỹ thuật khác nhau. Việc nắm vững các phương pháp này sẽ giúp thợ hàn thực hiện công việc một cách hiệu quả.

3.1. Hàn TIG Kỹ Thuật và Ứng Dụng

Hàn TIG là phương pháp hàn phổ biến cho kim loại màu, đặc biệt là đồng và nhôm. Phương pháp này cho phép tạo ra mối hàn đẹp và chắc chắn nhờ vào việc sử dụng khí bảo vệ Argon.

3.2. Hàn MIG Lợi Ích và Cách Thực Hiện

Hàn MIG là phương pháp hàn nhanh chóng và hiệu quả, thích hợp cho các sản phẩm có độ dày lớn. Việc sử dụng cuộn dây hàn đồng và khí bảo vệ Argon giúp nâng cao chất lượng mối hàn.

3.3. Hàn Oxy Acetylen Kỹ Thuật Cổ Điển và Ứng Dụng

Hàn oxy-acetylen là phương pháp truyền thống, thường được sử dụng cho các vật liệu mỏng. Kỹ thuật này yêu cầu người thợ hàn phải có kinh nghiệm để điều chỉnh ngọn lửa phù hợp.

IV. An Toàn Trong Hàn Kim Loại Màu Quy Tắc và Biện Pháp Bảo Vệ

An toàn lao động là yếu tố quan trọng trong quá trình hàn kim loại màu. Việc tuân thủ các quy tắc an toàn và sử dụng thiết bị bảo hộ cá nhân sẽ giúp giảm thiểu rủi ro và bảo vệ sức khỏe của thợ hàn.

4.1. Quy Tắc An Toàn Khi Hàn Kim Loại Màu

Thợ hàn cần tuân thủ các quy tắc an toàn như sử dụng kính bảo hộ, găng tay và quần áo chống cháy. Điều này giúp bảo vệ cơ thể khỏi các tác nhân gây hại trong quá trình hàn.

4.2. Biện Pháp Bảo Vệ Sức Khỏe Thợ Hàn

Sử dụng thiết bị thông gió và máy hút khói là những biện pháp cần thiết để bảo vệ sức khỏe thợ hàn khỏi khói và bụi độc hại trong quá trình hàn.

V. Kết Quả Nghiên Cứu và Ứng Dụng Thực Tiễn Của Hàn Kim Loại Màu

Nghiên cứu về hàn kim loại màu đã chỉ ra rằng việc áp dụng các phương pháp hàn hiện đại giúp nâng cao chất lượng sản phẩm và giảm thiểu chi phí sản xuất. Các ứng dụng thực tiễn từ nghiên cứu này đã được áp dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp.

5.1. Kết Quả Nghiên Cứu Về Hàn Kim Loại Màu

Nghiên cứu cho thấy rằng việc sử dụng công nghệ hàn tiên tiến giúp cải thiện đáng kể chất lượng mối hàn và giảm thiểu các vấn đề liên quan đến oxi hóa và nứt mối hàn.

5.2. Ứng Dụng Thực Tiễn Trong Ngành Công Nghiệp

Các ứng dụng thực tiễn từ nghiên cứu đã được áp dụng trong nhiều lĩnh vực như chế tạo máy móc, sản xuất thiết bị điện và xây dựng, giúp nâng cao hiệu quả sản xuất.

VI. Tương Lai Của Hàn Kim Loại Màu Xu Hướng và Đổi Mới

Tương lai của hàn kim loại màu hứa hẹn sẽ có nhiều đổi mới với sự phát triển của công nghệ. Việc áp dụng các công nghệ mới sẽ giúp nâng cao hiệu quả và chất lượng trong quá trình hàn.

6.1. Xu Hướng Phát Triển Công Nghệ Hàn

Công nghệ hàn tự động và robot hóa đang trở thành xu hướng mới trong ngành hàn kim loại màu, giúp nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm.

6.2. Đổi Mới Trong Đào Tạo Nghề Hàn

Đào tạo nghề hàn cần được cập nhật thường xuyên để đáp ứng nhu cầu của thị trường và công nghệ mới, giúp thợ hàn có thể làm việc hiệu quả hơn.

Nội dung chính

Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Mô đun 24: Hàn kim loại màu và hợp kim màu (Mã số: MĐ 24) do nhóm tác giả Nguyễn Nhật Minh và Hồ Anh Sĩ biên soạn (Cần Thơ, 2021), là tài liệu đào tạo chuyên môn kỹ thuật thuộc hệ thống Chương trình khung quốc gia nghề Hàn. Trong cấu trúc chương trình đào tạo kỹ thuật cơ khí chế tạo và công nghệ hàn, mô đun MĐ 24 đóng vai trò là học phần kỹ thuật chuyên ngành nâng cao, được bố trí sau khi người học đã hoàn thành các khối kiến thức cơ sở về hàn hồ quang tay và hàn thép carbon cơ bản.

Về chuẩn đầu ra (learning outcomes), giáo trình xác định các mục tiêu cụ thể:

• Về kiến thức: Trình bày đặc điểm hóa lý, các khó khăn kỹ thuật khi hàn kim loại màu và hợp kim màu (đồng, nhôm, niken, kẽm, thép không gỉ); phân loại và lựa chọn đúng thuốc hàn, khí bảo vệ, que hàn và dây hàn phụ theo tiêu chuẩn kỹ thuật; nắm vững quy trình an toàn lao động và phòng chống cháy nổ trong phân xưởng.
• Về kỹ năng: Vận hành thành thạo các thiết bị hàn TIG (GTAW), MIG (GMAW), hàn khí (Oxy-Axetylen) và hàn hồ quang tay (SMAW); tính toán, thiết lập thông số chế độ hàn phù hợp với chiều dày và dạng liên kết (giáp mối, góc 1F, 2F); kiểm soát và xử lý các khuyết tật mối hàn.
• Về thái độ nghề nghiệp: Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, chính xác và trung thực trong công tác chế tạo cơ khí.

Giáo trình có tổng thời lượng 276 giờ, được xây dựng theo mô hình đào tạo tích hợp (kết hợp đồng thời giữa lý thuyết chuyên ngành và thực hành sản xuất, trong đó thời lượng rèn luyện thao tác thực tế chiếm trên 85%). Điểm đặc sắc của tài liệu là phương pháp tiếp cận dựa trên thực tế sản xuất và chuyển giao công nghệ, gắn kết giữa bản chất luyện kim của từng nhóm vật liệu màu với các giải pháp kỹ thuật thao tác trên thiết bị hàn công nghiệp hiện đại.

---

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Cấu trúc chương trình học phần MĐ 24 được phân bổ thành 5 bài học kỹ thuật chuyên biệt và 1 phần kiểm tra kết thúc:

[MĐ 24-01] Kiến thức cơ bản hàn kim loại màu (10 giờ: 8 LT - 2 TH)
       │
       ├─► [MĐ 24-02/05] Hàn nhôm tấm bằng TIG 1F, 2F (70 giờ: 2 LT - 68 TH)
       │
       ├─► [MĐ 24-03] Hàn thép trắng (Inox) bằng TIG 1F, 2F (70 giờ: 2 LT - 68 TH)
       │
       ├─► [MĐ 24-04] Hàn đồng và hợp kim bằng hàn khí (60 giờ: 1 LT - 59 TH)
       │
       └─► Hàn đồng và hợp kim bằng hồ quang tay (60 giờ: 2 LT - 58 TH)
       │
       └─► Kiểm tra kết thúc mô đun (6 giờ)

1. Bài 1 (MĐ 24-01): Những kiến thức cơ bản hàn kim loại màu (10 giờ): Cung cấp tổng quan về cơ lý tính, tính hàn, thành phần hóa học và hệ thống tiêu chuẩn của các kim loại màu chính gồm Đồng (Cu), Nhôm (Al), Niken (Ni), Kẽm (Zn). Phân loại hợp kim đồng (Latông Cu-Zn theo CDA 2xx/3xx/4xx, Brông Cu-Sn, Cu-Al, Cu-Be theo CDA 5xx/6xx/172); hợp kim nhôm biến dạng và hợp kim đúc; ảnh hưởng của tạp chất lưu huỳnh đối với niken và tính độc hại của hơi kẽm.
2. Bài 2 (MĐ 24-05): Hàn nhôm tấm bằng phương pháp hàn TIG ở vị trí 1F - 2F (70 giờ): Tập trung vào công nghệ hàn hồ quang vonfram trong môi trường khí bảo vệ (Argon, hỗn hợp Argon - Heli) cho vật liệu nhôm tấm ($3 \times 125 \times 150 \text{ mm}$). Phân tích hiện tượng màng oxit $\text{Al}_2\text{O}3$ ($T{nc} = 2050^\circ\text{C}$), cơ chế bắn phá catot bằng dòng điện xoay chiều (AC) dạng sóng vuông, kỹ thuật mồi hồ quang cao tần, sử dụng que hàn phụ ($\varnothing 3,2 \text{ mm}$) và điện cực vonfram pha Cerium ($\text{W} - 2% \text{Ce}, \varnothing 2,4 \text{ mm}$).
3. Bài 3 (MĐ 24-03): Hàn thép trắng bằng phương pháp hàn TIG ở vị trí 1F, 2F (70 giờ): Nghiên cứu 4 nhóm thép không gỉ (Austenitic, Ferritic, Duplex, Martensitic). Phân tích hiện tượng đường hóa (suy giảm Crom tại biên giới hạt), độ dẫn nhiệt kém gây tập trung nhiệt và biến dạng. Hướng dẫn chọn que hàn phụ theo mã tiêu chuẩn (AWS 308, 308L, 309, 316, 316L, 2209) và kỹ thuật hàn giáp mối, hàn góc 1F, 2F.
4. Bài 4 (MĐ 24-04): Hàn đồng và hợp kim đồng bằng phương pháp hàn khí (60 giờ): Công nghệ hàn Oxy-Axetylen cho đồng đỏ và hợp kim đồng. Cấu tạo thiết bị hàn khí (bình chứa, van giảm áp, thiết bị ngăn lửa tạt lại kiểu khô/ướt, mỏ hàn đẳng áp/hút); điều chỉnh ngọn lửa oxy hóa ($\beta > 1,2$) để tạo màng $\text{ZnO}$ ức chế sự bốc hơi của kẽm; tính toán công suất ngọn lửa $W = (100 \div 150)S \text{ (lít/giờ)}$ và sử dụng thuốc hàn bôrắc ($\text{Na}_2\text{B}_4\text{O}_7$).
5. Bài 5: Hàn đồng và hợp kim đồng bằng phương pháp hàn hồ quang tay (60 giờ): Kỹ thuật hàn điện cực bọc thuốc (SMAW) cho đồng tấm và đồng thanh; các giải pháp nung nóng sơ bộ ($350^\circ\text{C} \div 800^\circ\text{C}$) để bù trừ độ dẫn nhiệt cao của đồng; kỹ thuật rèn nhẹ mối hàn ở trạng thái nóng ($700^\circ\text{C}$) hoặc trạng thái nguội để cải thiện cơ tính.

Logic phát triển của chương trình đi từ bản chất lý thuyết hóa lý kim loại $\rightarrow$ xác lập chế độ công nghệ $\rightarrow$ kỹ thuật chuẩn bị phôi và vát mép $\rightarrow$ thực hành thao tác hàn các vị trí chuẩn $1F, 2F \rightarrow$ kiểm tra chất lượng và an toàn phân xưởng.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

• Lý thuyết nhiệt luyện và biến tính kim loại màu: Giải thích cơ chế hóa bền thông qua biến dạng nguội của đồng và hợp kim niken; cơ chế hóa bền tiết pha/hóa già nhân tạo của hợp kim nhôm hệ $\text{Al-Mg-Cu}$, $\text{Al-Zn-Mg}$, $\text{Al-Si-Mg}$; hiện tượng rạn nứt kết tinh do pha cùng tích nhiệt độ nóng chảy thấp $\text{Ni-Ni}_3\text{S}_2$ ($645^\circ\text{C}$) ở niken hoặc co ngót thể tích ($7%$) khi kết tinh của nhôm.
• Cơ chế phản ứng oxy hóa và thuốc hàn bảo vệ: Phân tích phản ứng tạo xỉ, cơ chế hòa tan màng oxit trơ bằng hóa chất (dung dịch $\text{NaOH}$, $\text{NaF}$, $\text{HNO}_3$, hỗn hợp muối halogen $50%\text{ KCl} + 15%\text{ NaCl} + 35%\text{ Na}_3\text{AlF}_6$) và thuốc hàn gốc Bo ($\text{Na}_2\text{B}_4\text{O}_7 + \text{H}_3\text{BO}_3$).
• Hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật quốc tế: Áp dụng phân loại mác đồng/hợp kim đồng theo tiêu chuẩn CDA (Mỹ) và TCVN 1695-75; tiêu chuẩn que hàn/dây hàn phụ theo AWS A5.3, AWS A5.10 (dây ER, que R) và tiêu chuẩn phân loại thép không gỉ AISI/ASTM (201, 304, 316, 410, 430, Duplex).

Kỹ năng phát triển

• Kỹ năng công nghệ & kỹ thuật vận hành (Technical skills): Thiết lập thông số dòng hàn, điện áp hàn, lưu lượng khí bảo vệ ($\text{Ar}$, $\text{He}$, $\text{Ar} + \text{CO}_2$); điều chỉnh nguồn điện hàn TIG dạng sóng vuông hoặc MIG xung; thao tác mồi hồ quang cao tần không tiếp xúc, giữ góc nghiêng mỏ hàn ($60^\circ \div 90^\circ$), bón dây hàn phụ đều đặn theo chu kỳ nóng chảy.
• Kỹ năng phân tích và chẩn đoán khuyết tật (Analytical skills): Nhận diện nguyên nhân và đưa ra giải pháp khắc phục các dạng khuyết tật mối hàn: cháy cạnh (do dòng hàn $I_h$ quá lớn hoặc tốc độ dịch chuyển quá nhanh), lẫn Vonfram (do điện cực chạm bể hàn), rỗ khí Hydro (do không làm sạch phôi hoặc thiếu khí bảo vệ lưu đuôi), thiếu ngấu (do dòng hàn yếu, bón que cản trở bể hàn).
• Năng lực thực nghiệm và chuẩn bị sản xuất (Practical competencies): Thực hiện quy trình làm sạch bề mặt cơ học (bàn chải sợi thép không gỉ $\varnothing < 0,15\text{ mm}$) và tẩy rửa hóa học; gá lắp phôi hàn, khống chế khe hở ($0 \div 2\text{ mm}$), thực hiện hàn đính cách đầu mép $10 \div 15\text{ mm}$; tuân thủ quy chuẩn an toàn điện áp không tải ($< 75\text{V} \div 80\text{V}$) và bảo hộ lao động phân xưởng.

---

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình được thiết kế theo phương pháp đào tạo tích hợp dựa trên năng lực thực hiện (Competency-Based Training):

       ┌────────────────────────────────────────────────────────┐
       │   Lý thuyết công nghệ & Cơ sở luyện kim mối hàn       │
       └───────────────────────────┬────────────────────────────┘
                                   │
                                   ▼
       ┌────────────────────────────────────────────────────────┐
       │ Chuẩn bị phôi, tẩy hóa chất & Gá lắp liên kết          │
       └───────────────────────────┬────────────────────────────┘
                                   │
                                   ▼
       ┌────────────────────────────────────────────────────────┐
       │ Thực hành hàn TIG / MIG / Hàn khí (Vị trí 1F, 2F)      │
       └───────────────────────────┬────────────────────────────┘
                                   │
                                   ▼
       ┌────────────────────────────────────────────────────────┐
       │ Kiểm tra khuyết tật (Visual Inspection) & Đánh giá     │
       └────────────────────────────────────────────────────────┘

• Tiếp cận sư phạm tích hợp: Mỗi bài học bắt đầu bằng phần tóm lược lý thuyết luyện kim và thông số công nghệ ngắn gọn ($1 \div 2$ giờ), sau đó chuyển trực tiếp sang phần hướng dẫn luyện tập thao tác và thực tập sản xuất tại xưởng ($58 \div 68$ giờ).
• Bài tập và tình huống thực hành: Hệ thống bài tập tập trung vào các dạng liên kết hàn thực tế: hàn giáp mối tấm mỏng không vát mép, hàn vát mép chữ V ($60^\circ \div 90^\circ$) trên vật liệu dày, hàn góc liên kết chữ T và hàn mối ghép chồng ở vị trí $1F, 2F$. Các tình huống kỹ thuật được đưa vào phân tích gồm: xử lý hiện tượng sủi bọt điện cực Vonfram do tỷ lệ bán chu kỳ dương quá lớn, xử lý biến màu (đường hóa) trên thép không gỉ SUS 304/316, khống chế độ chảy loãng và sụt lún vũng hàn khi hàn nhôm.
• Phương pháp kiểm tra, đánh giá:
  • Kiểm tra kiến thức: Đánh giá định kỳ thông qua bài thi viết, câu hỏi trắc nghiệm và vấn đáp kỹ thuật cuối mỗi bài học.
  • Kiểm tra kỹ năng nghề: Đánh giá trực tiếp thao tác chuẩn bị máy, kỹ thuật duy trì hồ quang, chất lượng thẩm mỹ bề mặt mối hàn (độ đồng đều, chiều rộng, chiều cao đắp) và mức độ khuyết tật thông qua phương pháp kiểm tra ngoại quan (Visual Testing).
• Hướng dẫn tự học: Tài liệu cung cấp công thức tính toán thực nghiệm về công suất nhiệt, đường kính que hàn ($d_{qh} = (0,5 \div 0,75)S$), lưu lượng khí trễ ($1 \div 10\text{s}$) và khí sớm ($0 \div 2\text{s}$), tạo điều kiện cho học viên tự nghiên cứu, tính toán thông số chế độ hàn trước khi bước vào ca thực hành.

---

Điểm nổi bật và cập nhật

• Hệ thống hóa thiết bị công nghệ hiện đại: Giáo trình cập nhật thông số kỹ thuật chi tiết của các dòng máy hàn công nghiệp ứng dụng công nghệ biến tần Inverter Mosfet và điều khiển vi xử lý:
  • Máy hàn TIG EDON 303 (3 pha, 8.3 KVA, dòng $10 \div 300\text{A}$ tích hợp chế độ $2T/4T$).
  • Máy hàn TIG nhôm EDON WSE315 AC/DC xung (9 KVA, tích hợp chức năng điều chỉnh sóng vuông AC cho nhôm và DC cho thép/đồng).
  • Máy hàn TIG Kobe 200S, EDON 200A, EDON 200S.
  • Máy hàn Riland MIG 180PGDM đa năng với chế độ MIG xung giảm bắn tóe khi hàn vật liệu mỏng.
• Tích hợp các tiêu chuẩn vật liệu quốc tế: Quy chuẩn hóa hệ thống vật liệu hàn theo tiêu chuẩn Hiệp hội Hàn Hoa Kỳ (AWS) và Hiệp hội Phát triển Đồng (CDA): phân loại chi tiết hơn 15 mác que hàn inox (AWS 307 đến AWS 2594), dây hàn nhôm AWS A5.10 (ER/R) và vật liệu phụ hàn niken (SG-NiCu32Ti, E-NiCu30Mn).
• Ứng dụng công nghiệp thực tiễn: Các kiến thức trong giáo trình phản ánh chính xác yêu cầu sản xuất trong các ngành công nghiệp mũi nhọn: chế tạo thiết bị y tế và dược phẩm (Inox SUS 316/316L), bồn bể hóa dầu (thép Duplex 2205), công nghiệp hàng hải và đóng tàu (hợp kim nhôm $\text{Al-Mg}$, $\text{Al-Mn}$), hệ thống ống trao đổi nhiệt và thiết bị điện (đồng thanh, đồng thau).
• Quy chuẩn an toàn lao động nghiêm ngặt: Xây dựng quy chuẩn an toàn chi tiết: khoảng cách bố trí máy ($0,35\text{ m}$ giữa các trạm nguồn, $0,5\text{ m}$ cách tường, hành lang $0,8\text{ m}$), giới hạn chiều dài dây nguồn di động ($\le 10\text{ m}$), thiết bị tự động hạ điện áp không tải xuống $\le 12\text{V}$ trong vòng 1 giây khi làm việc trong môi trường nguy hiểm, cùng quy trình thông gió khử độc khí kẽm và khí trơ trong không gian kín.

---

Đối tượng sử dụng giáo trình

• Học viên và sinh viên: Dành cho học sinh, sinh viên các hệ Trung cấp, Cao đẳng và Đại học thuộc nhóm ngành Công nghệ Kỹ thuật Hàn, Cơ khí Chế tạo, Công nghệ Kim loại và Bảo trì Cơ khí.
• Điều kiện tiên quyết (Prerequisites): Người học cần hoàn thành các học phần: An toàn lao động cơ bản, Dung sai lắp ghép và Đo lường kỹ thuật, Kỹ thuật hàn hồ quang tay thép carbon, Kỹ thuật cắt kim loại bằng khí.
• Giảng viên và cán bộ đào tạo: Giáo trình được sử dụng làm khung giáo trình giảng dạy chính thức cho mô đun kỹ thuật chuyên ngành; cung cấp dữ liệu định mức vật tư, thông số công nghệ để xây dựng đề cương bài giảng và thiết kế phiếu đánh giá thực hành xưởng.
• Kỹ thuật viên và cán bộ giám sát: Dùng làm tài liệu tham khảo kỹ thuật tại các nhà xưởng, trạm gia công cơ khí nhằm tra cứu quy trình hàn kim loại màu, phục vụ công tác xây dựng quy trình hàn (WPS) và giám sát chất lượng mối hàn theo tiêu chuẩn.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với ai?

Giáo trình được biên soạn chuyên biệt cho sinh viên, học viên theo học nghề Hàn, kỹ sư công nghệ hàn, giảng viên kỹ thuật và công nhân cơ khí có nhu cầu nâng cao tay nghề hàn trên các vật liệu kim loại màu và hợp kim màu.

2. Cần kiến thức nền nào để học?

Người học cần nắm vững kiến thức cơ bản về an toàn điện, kỹ năng hàn hồ quang tay trên thép tấm carbon thông thường, khả năng đọc bản vẽ cơ khí và hiểu biết đại cương về tính chất kim loại học.

3. Điểm khác biệt của giáo trình này so với các tài liệu hàn thông thường là gì?

Tài liệu tập trung chuyên sâu vào giải quyết các khó khăn luyện kim đặc thù của kim loại màu (màng oxit $\text{Al}_2\text{O}_3$, sự bay hơi kẽm trong đồng thau, nứt nóng do lưu huỳnh trong niken, hiện tượng suy giảm crom trong inox), đồng thời cấu trúc thời lượng thực hành chiếm tỷ trọng vượt trội ($> 85%$).

4. Làm sao để tự học và ứng dụng giáo trình hiệu quả?

Học viên cần nghiên cứu kỹ đặc tính nhiệt lý của từng nhóm vật liệu, tự tính toán các thông số dòng điện, lưu lượng khí, chế độ nung nóng sơ bộ dựa trên các công thức hướng dẫn trước khi thao tác trên máy hàn TIG, MIG hoặc thiết bị hàn khí tại xưởng.

5. Có tài liệu bổ trợ nào được đề cập kèm theo giáo trình?

Tài liệu tích hợp các bảng tra cứu thông số mác vật liệu phụ theo tiêu chuẩn AWS A5.3, AWS A5.10, CDA; bảng hướng dẫn chuẩn bị vát mép liên kết hàn và hệ thống câu hỏi ôn tập, tiêu chí kiểm tra tay nghề ở cuối mỗi bài học.

---

Kết luận

Giáo trình Mô đun 24: Hàn kim loại màu và hợp kim màu cung cấp hệ thống kiến thức toàn diện từ bản chất cơ lý tính, phản ứng luyện kim đến quy trình công nghệ và kỹ năng thao tác hàn kim loại màu trên các thiết bị công nghiệp chuẩn mực (TIG, MIG, Hàn khí, SMAW). Lộ trình đào tạo được xây dựng chặt chẽ theo hướng tích hợp, đi từ bài học lý thuyết cơ bản (MĐ 24-01) đến thực hành chuyên sâu trên các liên kết nhôm tấm, thép không gỉ và đồng thau ở vị trí 1F, 2F. Để tối ưu hóa hiệu quả học tập, học viên nên kết hợp nghiên cứu giáo trình cùng việc tra cứu các bảng quy chuẩn quy trình hàn (WPS) và sổ tay tiêu chuẩn vật liệu hàn quốc tế AWS/CDA.

Trích đoạn nội dung tài liệu

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. 1 LỜI GIỚI THIỆU Trong những năm qua, dạy nghề đã có những bước tiến vượt bậc cả về số lượng và chất lượng, nhằm thực hiện nhiệm vụ đào tạo nguồn nhân lực kỹ thuật trực tiếp đáp ứng nhu cầu xã hội. Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ trên thế giới, các lĩnh vực như cơ khí chế tạo, công nghệ ngành Hàn ở Việt Nam nói riêng đã có những bước phát triển đáng kể.

Chương trình khung quốc gia nghề hàn đã được xây dựng trên cơ sở phân tích nghề, phần kỹ thuật nghề được kết cấu theo các môđun. Để tạo điều kiện thuận lợi cho các cơ sở dạy nghề trong quá trình thực hiện, việc biên soạn giáo trình kỹ thuật nghề theo theo các môđun đào tạo nghề là cấp thiết hiện nay. Mô đun 24: Hàn kim loại màu là mô đun đào tạo nghề được biên soạn theo hình thức tích hợp lý thuyết và thực hành. Trong quá trình thực hiện, nhóm biên soạn đã tham khảo nhiều tài liệu công nghệ hàn, kết hợp với kinh nghiệm trong thực tế sản xuất.

Mặc dầu có rất nhiều cố gắng, nhưng không tránh khỏi những khiếm khuyết, rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của độc giả để giáo trình được hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn! Cần thơ, ngày …. tháng … năm 2021 Nhóm biên soạn 1. Nguyễn Nhật Minh 2.

Hồ Anh Sĩ 2 MỤC LỤC Trang TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN. 1 LỜI GIỚI THIỆU. 3 CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO. Đặc điểm khó khăn khi hàn đồng, hợp kim đồng, vật liệu hàn đồng.

NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN HÀN KIM LOẠI MÀU. Những đặc điểm của hàn đồng và hợp kim của đồng. Đặc điểm kỹ thuật khi hàn nhôm và hợp kim nhôm. Đặc điểm kỹ thuật khi hàn niken và hợp kim niken.

Đặc điểm kỹ thuật khi hàn kẽm và hợp kim kẽm. Thực tập sản xuất. HÀN NHÔM TẤM BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÀN TIG. Đặc điểm khó khăn khi hàn nhôm, hợp kim nhôm, vật liệu hàn nhôm.

Chuẩn bị dụng cụ,Thiết bị hàn TIG. Chuẩn bị phôi hàn. Kỹ thuật nhôm và hợp kim nhôm bằng phương pháp hàn TIG. Kiểm tra chất lượng mối hàn.

HÀN THÉP TRẮNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÀN TIG. Đặc điểm khó khăn khi hàn thép trắng. Chuẩn bị thiết bị dụng cụ hàn TIG. Kỹ thuật hàn giáp mối.

Kiểm tra chất lượng mối hàn. Công tác an toàn lao động khi hàn điện. HÀN ĐỒNG HỢP KIM ĐỒNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP. Đặc điểm khó khăn khi hàn đồng, hợp kim đồng.

Chuẩn bị dụng cụ, thiết bi hàn khí. Kỹ thuật hàn. Kiểm tra đánh giá chất lượng mối hàn. Công tác an toàn lao động và vệ sinh phân xưởng.

HÀN ĐỘNG VÀ HỢP KIM ĐỒNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP. Đặc điểm khó khăn khi hàn đồng, hợp kim đồng, vật liệu hàn đồng. Chuẩn bị thiết bị dụng cụ hàn hồ quang tay. Kỹ thuật hàn.

Kiểm tra chất lượng mối hàn. 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 60 3 CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO Tên mô đun: HÀN KIM LOẠI MÀU VÀ HỢP KIM MÀU Mã số mô đun: MĐ 24 MỤC TIÊU MÔ ĐUN: - Làm việc trong các cơ sở sản xuất cơ khí - Trình bày đầy đủ đặc điểm khó khăn khi hàn kim loại màu và hợp kim màu - Nhận biết đúng các loại thuốc hàn, vật liệu hàn dùng trong hàn kim loại màu và hợp kim màu. - Rèn luyện tính tự giác, kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỷ, chính xác, trung thực của sinh viên.

NỘI DUNG MÔ ĐUN: 1.Nội dung tổng quát và phân phối thời gian: 2. Nội dung chi tiết: Số Thời gian TT Tên các bài trong mô đun Tổng Lý Thực Kiểm số thuyết hành tra* Bài 1. Những kiến thức cơ bản hàn 10 8 2 kim loại màu 1. Đặc điểm kỹ thuật khi hàn hợp kim đồng 2 2.

Đặc điểm kỹ thuật khi hàn nhôm và hợp kim 2 1 nhôm 3. Đặc điểm kỹ thuật khi hàn niken và hợp kim 2 niken 4. Đặc điểm kỹ thuật khi hàn kẽm và hợp kim kẽm 2 5. Thực tập sản xuất.

Hàn nhôm tấm bằng phương pháp hàn 70 2 68 TIG – vị trí hàn. Đặc điểm khó khăn khi hàn nhôm, hợp kim 0.25 nhôm, vật liệu hàn nhôm. Chuẩn bị thiết bị dụng cụ hàn TIG. Chuẩn bị phôi hàn.

Tính chế độ hàn. Kỹ thuật hàn 0. Kiểm tra chất lượng mối hàn. Công tác an toàn lao động và vệ sinh phân xưởng.

Thực tập sản xuất. Hàn thép trắng bằng phương pháp hàn 70 2 68 TIG – vị trí hàn 1F, 2F 1. Đặc điểm khó khăn khi hàn thép trắng. Chuẩn bị thiết bị dụng cụ hàn TIG.

Chuẩn bị phôi hàn. Tính chế độ hàn.25 68 4 Số Thời gian TT Tên các bài trong mô đun Tổng Lý Thực Kiểm số thuyết hành tra* 6. Kỹ thuật hàn 0. Kiểm tra chất lượng mối hàn.

Công tác an toàn lao động và vệ sinh phân xưởng 0. Thực tập sản xuất. Hàn đồng hợp kim đồng bằng phương 60 1 59 pháp hàn khí 1. Đặc điểm khó khăn khi hàn đồng, hợp kim 0.25 đồng, vật liệu hàn đồng.

Chuẩn bị thiết bị dụng cụ hàn khí. Chuẩn bị phôi hàn. Tính chế độ hàn. Kỹ thuật hàn 7.

Kiểm tra chất lượng mối hàn. Công tác an toàn lao động và vệ sinh phân xưởng.Thực tập sản xuất. Hàn đồng hợp kim đồng bằng phương 60 2 58 pháp hàn hồ quang tay 1. Đặc điểm khó khăn khi hàn đồng, hợp kim đồng, 0.25 vật liệu hàn đồng.

Chuẩn bị thiết bị dụng cụ hàn hồ quang tay. Chuẩn bị phôi hàn. Tính chế độ hàn. Kỹ thuật hàn 0.

Kiểm tra chất lượng mối hàn. Công tác an toàn lao động và vệ sinh phân xưởng. Thực tập sản xuất. 58 6 Kiểm tra kết thúc.

NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN HÀN KIM LOẠI MÀU Mã bài:MĐ 24 - 01 Giới thiệu - Kim loại màu được ứng dụng rất nhiều trong đời sống đặc biệt là trong quy trình chế tạo các chi tiết máy. Có thể nói, công nghệ hàn kim loại màu chính là một trong những bước tiến giúp phát triển nền công nghiệp hiện đại. Tuy nhiên, khi hàn kim loại màu có rất nhiều loại và còn có các đặc tính khác nhau. Chính vì lẽ đó mà yêu cầu thợ hàn cần phải có sự am hiểu sâu sắc với từng loại vật liệu và có tay nghề cao để có thể cho ra sản phẩm hoàn hảo nhất.

- Để có thể hàn kim loại màu một cách tốt nhất mà không gặp các sai sót gì trong quá trình làm việc cần nắm vững được các đặc tính của nó chỉ có hiểu về nó mới có thể biết nó cần gì, ở nhiệt độ nào thì nó nóng chảy, nó dễ xuất hiện vết nứt khi nào,…. cùng nhau tìm hiểu nhé. Mục tiêu: Nội dung của bài: 1. Những đặc điểm của hàn đồng và hợp kim của đồng.

Đồng - Đồng là kim loại có tính dẫn nhiệt, dẫn điện và chống ăn mòn tốt. Tỉ trọng của đồng là 8,93g/cm³. Nhiệt độ nóng chảy là 1083 độ C. - Đồng là kim loại có một dạng thù hình, có mạng lập phương tâm mặt với thông số mạng a = 3,6A0 có các tính chất như sau:  Khối lượng riêng lớn (g = 8,94g/cm3) lớn gấp 3 lần nhôm.

 Tính chống ăn mòn tốt.  Nhiệt độ nóng chảy tương đối cao (10830C)  Độ bền không cao (σb = 16Kg/mm2, HB = 40) nhưng tăng mạnh khi biến dạng nguội (σb = 45Kg/mm2, HB = 125). Do vậy một trong những biện pháp hóa bền đồng là biến dạng nguội. Mặc dù có độ cứng không cao nhưng đồng lại có khả năng chống mài mòn tốt.

 Tính công nghệ tốt, dễ dát mỏng, kéo sợi tuy nhiên tính gia công cắt kém.  Theo TCVN đồng được ký hiệu bằng chữ Cu và theo sau nó là số chỉ hàm lượng %Cu (Cu99,99; Cu99,97; Cu99,95; Cu99,90)  Theo tiêu chuẩn CDA (Copper Development Association) của Mỹ thì đồng nguyên chất được ký hiệu CDA 1xx. Hợp kim của đồng Có nhiều cách phân loại hợp kim của đồng nhưng phổ biến nhất là phân loại theo thành phần hóa học. Theo phương pháp này người ta chia hợp kim của đồng ra làm hai loại: a.

Latông (đồng vàng hay đồng thau): là hợp kim của đồng mà hai nguyên tố chủ yếu là đồng và kẽm. Ngoài ra còn có các nguyên tố khác như Pb, Ni, Sn… Latông theo TCVN 1695-75 được ký hiệu bằng chữ L sau đó là các chữ ký hiệu tên nguyên tố hóa học và chỉ số thành phần của nó. Latông được chia thành hai nhóm: – Latông đơn giản: là hợp kim của hai nguyên tố Cu-Zn với lượng chứa Zn ít hơn 45%. Zn nâng cao độ bền và độ dẻo của hợp kim đồng.

Khi lượng Zn cao vượt quá 50% trong hợp kim Cu-Zn thì nó sẽ trở nên cứng và dòn. Các mác thường dùng là LCuZn10, 6 LCuZn20, LCuZn30 làm các ống tản nhiệt, ống dẫn và các chi tiết dập sâu vì loại này có độ dẻo cao. – Latông phức tạp: là hợp kim trong đó ngoài Cu và Zn còn đưa thêm vào một số nguyên tố như Pb, Al, Sn, Ni… để cải thiện tính chất của hợp kim. Ví dụ: Pb làm tăng tính cắt gọt, Sn làm tăng tính chống ăn mòn, Al và Ni làm tăng cơ tính.

Các loại latông phức tạp thường dùng: LCuZn29Sn1, LCuZn40Pb1. Theo tiêu chuẩn CDA: latông đơn giản được ký hiệu CDA 2xx, ví dụ CDA 240 tương đương với LCuZn20. Latông phức tạp được ký hiệu CDA 3xx hoặc CDA 4xx, ví dụ CDA 370 tương đương với LCuZn40Pb1. Brông (đồng thanh) Là hợp kim của đồng với các nguyên tố khác ngoại trừ Zn.

Brông được ký hiệu bằng chữ B, tên gọi của brông được phân biệt theo nguyên tố hợp kim chính. Người ta phân biệt các loại đồng thanh khác nhau tùy thuộc vào nguyên tố hợp kim chủ yếu đưa vào: ví dụ như Cu-Sn gọi là brông thiếc; Cu – Al gọi là brông nhôm. + Brông thiếc: là hợp kim của đồng với nguyên tố hợp kim chủ yếu là thiếc. Brông thiếc có độ bền cao, tính dẻo tốt, tính chống ăn mòn tốt, thường dùng loại BCuSn10Pb1, BCuSn5Zn2Pb5 để làm ổ trượt, bánh răng, lò xo… Theo tiêu chuẩn CDA brông thiếc được ký hiệu: CDA 5xx, ví dụ: CAD 521.

+ Brông nhôm: là hợp kim của đồng với nguyên tố hợp kim chủ yếu là nhôm. Brông nhôm có độ bền cao hơn Brông thiếc, tính chống ăn mòn tốt nhưng có nhược điểm là khó đúc, thường dùng thay Brông thiếc vì rẻ tiền.