Giáo Trình Hàn MIG/MAG Cơ Bản – Mô Đun 16 (MĐ 16)

Trường Cao Đẳng Hàng Hải II – Ban hành theo Quyết định số 397/QĐ-CĐHHII, ngày 4/8/2021


Tổng Quan Về Giáo Trình

Mô đun Hàn MIG/MAG Cơ Bản (mã số MĐ 16) là mô đun chuyên môn nghề thuộc chương trình đào tạo nghề Hàn tại Trường Cao Đẳng Hàng Hải II, TP.HCM. Theo vị trí trong chương trình, mô đun được bố trí sau khi học sinh viên hoàn thành các môn học kỹ thuật cơ sở và các môn học MH8, MH9, MH11. Điều này cho thấy MĐ 16 đòi hỏi nền tảng kiến thức nhất định trước khi tiếp cận.

Tài liệu được biên soạn theo hình thức tích hợp lý thuyết và thực hành – phù hợp với định hướng của Chương trình khung quốc gia nghề Hàn, trong đó phần kỹ thuật nghề được kết cấu theo từng môđun độc lập. Nhóm biên soạn đã tham khảo nhiều tài liệu công nghệ hàn trong và ngoài nước, kết hợp kinh nghiệm thực tiễn sản xuất.

Mục tiêu học tập được xác định rõ ở năm nhóm năng lực:

  1. Nêu được thực chất, đặc điểm và phạm vi ứng dụng của phương pháp hàn MIG/MAG.
  2. Trình bày được cấu tạo, nguyên lý hoạt động, phân loại và cách sử dụng thiết bị hàn MIG/MAG.
  3. Nêu được ký hiệu, thành phần hóa học và ứng dụng của vật liệu hàn MIG/MAG.
  4. Giải thích và tính toán được các thông số chế độ hàn.
  5. Thực hiện được các mối hàn cơ bản ở vị trí 1G, 1F, 2F, 3F đảm bảo yêu cầu kỹ thuật và an toàn lao động.

Giáo trình gồm 5 bài học chính, 1 phụ lục về Robot hàn MIG/MAG và danh mục tài liệu tham khảo, tổng cộng khoảng 200 trang.


Nội Dung Kiến Thức Cốt Lõi

Các Bài Học Chính và Nội Dung Trọng Tâm

Bài 1: Những Kiến Thức Cơ Bản Khi Hàn MIG/MAG (trang 6–95)

Đây là bài lý thuyết nền tảng, chiếm dung lượng lớn nhất trong mô đun. Bài học cung cấp định nghĩa kỹ thuật: hàn MIG/MAG là phương pháp hàn hồ quang trong môi trường khí bảo vệ, tên quốc tế là GMAW (Gas Metal Arc Welding). Hồ quang được tạo ra giữa điện cực nóng chảy (dây hàn) và vật hàn, được bảo vệ bởi khí trơ (Argon, Heli – áp dụng cho hàn MIG) hoặc khí hoạt tính CO₂ (áp dụng cho hàn MAG).

Nội dung bài 1 bao gồm:

  • Nguyên lý hoạt động và cấu tạo máy hàn MIG/MAG: mô tả hệ thống bao gồm bộ biến thế hàn, cơ cấu cấp dây, mỏ hàn (chụp khí, đầu mỏ, lỗ phóng khí, ống đồng, cáp điều khiển), van giảm áp, lưu lượng kế và bộ phận sấy khí.
  • Bốn dạng chuyển dịch kim loại điện cực: dạng giọt (đoản mạch, 60–180 A, khoảng 70 giọt/giây); dạng phun hồ quang dài (dòng và điện áp lớn, khoảng 100 giọt/giây); dạng giọt lớn; dạng mạch xung – mỗi dạng xác định phạm vi ứng dụng theo chiều dày vật hàn và vị trí hàn.
  • Chế độ hàn MIG/MAG: bảy thông số gồm đường kính dây hàn, điện thế hồ quang (Uh), dòng điện hàn (Ih), tốc độ hàn, dạng xung, lưu lượng khí bảo vệ và độ nhô của điện cực. Giáo trình cung cấp hệ thống bảng tra (từ Bảng 17.3 đến Bảng 17.10) và biểu đồ lựa chọn tốc độ đẩy dây cho thép carbon và thép không gỉ.
  • Kỹ thuật hàn: phân biệt kỹ thuật hàn phải (độ ngấu sâu hơn, tốc độ thấp hơn, áp dụng khi chuyển dịch phun) và hàn trái (quan sát mối hàn dễ hơn, tốc độ cao hơn, phổ biến khi hàn kim loại màu); hướng dẫn thao tác dao động mỏ hàn theo loại mối hàn (không dao động khi hàn tấm mỏng 1–2 mm; dao động kiểu đường tròn ở lớp 2, 3; dao động kiểu răng cưa ở lớp trên cùng).
  • Ký hiệu và thành phần hóa học của dây hàn: theo Bảng 17.11 và Bảng 17.12, bao gồm bảng tương ứng dây hàn theo các tiêu chuẩn khác nhau.
  • An toàn lao động: phân tích năm nhóm nguy cơ – điện giật (điện áp sơ cấp 230–460 V, điện áp thứ cấp 60–100 V), nguồn nhiệt, tia hồ quang (bức xạ cực tím UV, ánh sáng nhìn thấy, bức xạ hồng ngoại), khói và khí hàn, tiếng ồn (ngưỡng nguy hiểm trên 85 dB liên tục 8 giờ).
  • Xác định kích thước cơ bản và chế độ hàn tự động/bán tự động: sử dụng hệ thống công thức từ (5-1) đến (6-9), trong đó hệ số ngấu ψₙ (0,8–4) và hệ số hình dạng mối hàn ψ_{m.h} (7–10) là hai chỉ số kiểm soát chất lượng. Bài học cung cấp hai ví dụ tính toán chi tiết cho mối hàn giáp mối một lớp (S = 20 mm) và nhiều lớp.

Bài 2: Vận Hành Máy Hàn MIG/MAG (trang 96–170)

Bài học tập trung vào kỹ năng thực hành vận hành thiết bị: đấu nối, thiết lập thông số trên bộ phận điều khiển (dòng điện, điện thế, tốc độ đẩy dây, chế độ hot start, chế độ kết thúc), mồi hồ quang, bảo dưỡng và kiểm tra thiết bị.

Bài 3: Hàn Liên Kết Góc Thép Các-bon Thấp – Vị Trí Hàn 1F (trang 171–186)

Bài thực hành hàn mối hàn góc ở vị trí bằng (1F – flat fillet). Sinh viên thực hiện hàn thép các-bon thấp với chế độ hàn phù hợp theo bảng tra.

Bài 4: Hàn Liên Kết Góc Thép Các-bon Thấp – Vị Trí Hàn 2F (trang 187–193)

Hàn mối góc ở vị trí ngang (2F – horizontal fillet), yêu cầu điều chỉnh góc mỏ hàn so với tấm đứng 30°–45° và so với trục mối hàn 65°–75°.

Bài 5: Hàn Liên Kết Góc Thép Các-bon Thấp – Vị Trí Hàn 3F (trang 194–199)

Hàn mối góc ở vị trí đứng (3F – vertical fillet), đòi hỏi kiểm soát vũng hàn chặt chẽ hơn so với 1F và 2F.


Kiến Thức Nền Tảng Được Xây Dựng

  • Lý thuyết chuyển dịch kim loại lỏng: bốn cơ chế chuyển dịch được mô tả kèm điều kiện áp dụng theo mật độ dòng điện và điện áp.
  • Nguyên lý nhiệt học hàn: công thức tính năng lượng đường q_đ, chiều sâu chảy h theo hằng số A (A = 0,0156 với CO₂, thép ít cacbon), hệ số ngấu ψₙ, hệ số đắp α_đ và hệ số chảy α_ch.
  • Phân biệt hàn MIG và hàn MAG: loại khí sử dụng, vật liệu hàn phù hợp và phạm vi chiều dày vật hàn (0,6–4,8 mm hàn một lớp không vát mép; 1,6–10 mm hàn một lớp có vát mép; 3,2–25 mm hàn nhiều lớp).
  • Tiêu chuẩn ký hiệu vật liệu: bảng tương ứng dây hàn theo các tiêu chuẩn quốc tế khác nhau (Bảng 17.11, 17.12).

Kỹ Năng Phát Triển

Nhóm kỹ năng Nội dung cụ thể trong mô đun
Kỹ năng kỹ thuật Lắp ráp, đấu nối, bảo dưỡng thiết bị; mồi hồ quang; kiểm soát độ nhô điện cực; điều chỉnh lưu lượng khí
Kỹ năng phân tích Tính toán và tra bảng chế độ hàn; xác định ψₙ, ψ_{m.h}; phân tích khuyết tật mối hàn
Kỹ năng thực hành Hàn các mối hàn góc ở vị trí 1F, 2F, 3F; kiểm tra ngoại dạng; sửa lỗi mối hàn
Thái độ nghề nghiệp An toàn lao động, vệ sinh phân xưởng, tiết kiệm vật liệu, làm việc nhóm

Phương Pháp Giảng Dạy và Học Tập

Cách Tiếp Cận Sư Phạm

Mô đun áp dụng mô hình tích hợp lý thuyết – thực hành: kiến thức lý thuyết (Bài 1, Bài 2) được dạy kết hợp trực tiếp với thực hành thiết bị, sau đó học sinh viên chuyển sang các bài thực hành mối hàn (Bài 3, 4, 5) theo trình tự vị trí hàn từ dễ đến khó (1F → 2F → 3F).

Bài Tập và Thực Hành

  • Mỗi bài thực hành yêu cầu sinh viên tự tính toán hoặc tra bảng chế độ hàn trước khi thực hiện, dựa trên chiều dày vật hàn, loại vật liệu và vị trí hàn.
  • Bài học lý thuyết cung cấp hai ví dụ tính toán mẫu chi tiết (Ví dụ 1: mối hàn giáp mối một lớp S = 20 mm; Ví dụ 2: mối hàn giáp mối nhiều lớp), trong đó toàn bộ trình tự tính từ h₁ → Ih → d → Vh → Uh → kiểm tra ψₙ và ψ_{m.h} được trình bày từng bước.
  • Học sinh viên luyện kỹ thuật dao động mỏ hàn theo từng kiểu (không dao động, đường tròn, răng cưa) phù hợp với số lớp hàn.

Phương Pháp Đánh Giá

Hệ thống đánh giá ba giai đoạn:

  1. Trước khi thực hiện mô đun: kết hợp vấn đáp hoặc trắc nghiệm kiến thức liên quan đã học.
  2. Trong quá trình thực hiện: giáo viên quan sát thường xuyên về công tác chuẩn bị, thao tác cơ bản, bố trí nơi làm việc; ghi sổ theo dõi để đánh giá kiến thức, kỹ năng và thái độ.
  3. Sau khi kết thúc mô đun:
    • Kiến thức: bài kiểm tra viết hoặc trắc nghiệm về thực chất hàn MIG/MAG, nguyên lý thiết bị, ký hiệu vật liệu, thông số chế độ hàn.
    • Kỹ năng: kiểm tra trực tiếp thao tác trên máy, chất lượng mối hàn ở vị trí 1G, 1F, 2F, 3F, kỹ năng kiểm tra ngoại dạng và sửa lỗi.
    • Thái độ: tuân thủ bảo hộ lao động, nội quy thực tập, tổ chức nơi làm việc, tiết kiệm nguyên vật liệu, hợp tác nhóm.

Hướng Dẫn Tự Học

Phần lý thuyết Bài 1 có thể tự nghiên cứu thông qua hệ thống công thức và bảng tra được cung cấp sẵn (Bảng 17.3–17.17). Các biểu đồ (hình 17.17, 17.18, 17.20) hỗ trợ tra cứu nhanh tốc độ đẩy dây và thông số chế độ hàn mà không cần tính toán đầy đủ. Phụ lục về Robot hàn MIG/MAG (trang 201) cung cấp tài liệu mở rộng về ứng dụng tự động hóa.


Điểm Nổi Bật và Cập Nhật

Tích Hợp Nội Dung Tự Động Hóa

Giáo trình dành riêng một phụ lục cho chủ đề Robot hàn MIG/MAG (trang 201), phản ánh xu hướng ứng dụng robot trong sản xuất công nghiệp hiện đại – nội dung ít xuất hiện trong các tài liệu nghề hàn truyền thống.

Hệ Thống Lập Trình Chế Độ Hàn Hiện Đại

Giáo trình đề cập đến tính năng lập trình tự động tối ưu của máy hàn thế hệ mới: người dùng chỉ cần nhập ba thông số (kim loại hàn, chiều dày vật hàn, vị trí hàn), máy tự động xác định chế độ hàn phù hợp. Chức năng lưu chế độ bằng mã số cũng được đề cập.

Ứng Dụng Thực Tiễn Ngành Công Nghiệp

Giáo trình liệt kê cụ thể các vật liệu có thể hàn bằng MIG/MAG: thép kết cấu, thép không gỉ, thép chịu nhiệt, hợp kim nhôm, Magiê, Niken, Đồng và hợp kim có áp lực hóa học mạnh với oxy. Đây là phạm vi ứng dụng rộng, gắn trực tiếp với ngành đóng tàu và bảo trì tàu biển – lĩnh vực chuyên môn của Trường Cao Đẳng Hàng Hải II.

Hệ Thống Bảng Tra Đầy Đủ

Từ Bảng 17.3 đến Bảng 17.17, giáo trình cung cấp bộ dữ liệu tra cứu hoàn chỉnh cho thép carbon và thép hợp kim thấp, bao gồm: chế độ hàn theo chiều dày, mật độ dòng điện theo đường kính dây, hằng số N theo đường kính dây hàn – giúp người học có thể xác định chế độ hàn mà không phụ thuộc hoàn toàn vào tính toán lý thuyết.


Đối Tượng Sử Dụng Giáo Trình

Sinh Viên Sử Dụng Chính

Giáo trình được thiết kế cho học sinh viên hệ cao đẳng nghề Hàn tại Trường Cao Đẳng Hàng Hải II. Do vị trí trong chương trình là mô đun chuyên môn bố trí sau các môn kỹ thuật cơ sở và MH8, MH9, MH11, người học cần có kiến thức nền về kỹ thuật điện cơ bản, vật liệu hàn và an toàn lao động trước khi sử dụng tài liệu này. Mô đun phù hợp với sinh viên đã hoàn thành các học kỳ đầu của chương trình.

Điều Kiện Tiên Quyết

  • Hoàn thành các môn học kỹ thuật cơ sở theo chương trình đào tạo.
  • Hoàn thành MH8, MH9 và MH11 theo kế hoạch học tập.

Giảng Viên và Cách Sử Dụng

Giảng viên có thể sử dụng hệ thống bảng tra và ví dụ tính toán mẫu (Ví dụ 1, Ví dụ 2) làm cơ sở cho các bài giảng lý thuyết và bài tập tính toán trên lớp. Bộ tiêu chí đánh giá ba giai đoạn được trình bày rõ trong phần "Yêu cầu đánh giá hoàn thành mô đun" (trang 5), có thể áp dụng trực tiếp vào thiết kế bài kiểm tra và phiếu đánh giá thực hành.

Tự Học và Tham Khảo

Người làm trong ngành hàn muốn cập nhật kiến thức về hàn MIG/MAG có thể sử dụng phần lý thuyết Bài 1 và hệ thống bảng tra làm tài liệu tra cứu. Tuy nhiên, phần thực hành (Bài 3–5) đòi hỏi thiết bị chuyên dụng và hướng dẫn trực tiếp, không thể thay thế bằng tự học.


Câu Hỏi Thường Gặp

1. Giáo trình này phù hợp với ai?

Tài liệu hướng đến học sinh viên hệ cao đẳng nghề Hàn, cụ thể là những người đã hoàn thành các môn học kỹ thuật cơ sở và các môn MH8, MH9, MH11 theo chương trình của Trường Cao Đẳng Hàng Hải II. Người đã có kinh nghiệm thực hành hàn tay (hồ quang thủ công) có thể tiếp cận nhanh hơn do phần lớn khái niệm nền (hồ quang, điện áp, mối hàn) đã quen thuộc.

2. Cần kiến thức nền nào để học?

Người học cần nắm được các khái niệm cơ bản về điện (điện áp, cường độ dòng điện, cực tính), vật liệu kim loại (thép carbon, thép hợp kim thấp), và quy trình an toàn lao động trong môi trường hàn. Phần tính toán chế độ hàn (Bài 1, mục 4 và 5) yêu cầu khả năng sử dụng công thức và đọc biểu đồ kỹ thuật.

3. Điểm khác biệt so với các tài liệu hàn thông thường?

Giáo trình kết hợp ba yếu tố ít gặp cùng lúc trong tài liệu nghề hàn tiếng Việt: (a) hệ thống công thức tính toán chế độ hàn đầy đủ với hằng số thực nghiệm (A = 0,0156 với CO₂, thép ít cacbon); (b) bảng tra phân loại theo nhiều tiêu chí (loại dòng điện, cực hàn, đường kính dây); (c) phụ lục về robot hàn MIG/MAG phản ánh xu hướng tự động hóa. Nội dung về năm nhóm nguy cơ an toàn lao động trong hàn hồ quang cũng được trình bày có hệ thống hơn so với nhiều giáo trình nghề thông thường.

4. Làm sao để tự học hiệu quả?

Nên đọc Bài 1 theo trình tự: nguyên lý → cấu tạo → chuyển dịch kim loại → thông số chế độ hàn → kỹ thuật hàn → an toàn → tính toán. Hệ thống bảng tra (17.3–17.17) và hai ví dụ tính toán mẫu nên được luyện tập bằng cách thay đổi giá trị đầu vào (chiều dày S, đường kính dây d) để hiểu mối quan hệ giữa các thông số. Phần thực hành Bài 3–5 chỉ có ý nghĩa khi tiếp cận kết hợp với thiết bị thực tế.

5. Có tài liệu bổ trợ nào kèm theo?

Giáo trình liệt kê danh mục tài liệu tham khảo tại trang 200, bao gồm các nguồn tài liệu công nghệ hàn trong và ngoài nước mà nhóm biên soạn đã tham khảo trong quá trình xây dựng nội dung. Phụ lục về Robot hàn MIG/MAG (trang 201) là tài liệu mở rộng không bắt buộc nhưng hỗ trợ người học hiểu định hướng ứng dụng của công nghệ hàn trong sản xuất hiện đại.


Kết Luận

Mô đun Hàn MIG/MAG Cơ Bản (MĐ 16) cung cấp nền tảng lý thuyết và kỹ năng thực hành cần thiết để người học làm việc được với phương pháp hàn GMAW – một trong những phương pháp hàn phổ biến nhất trong công nghiệp hiện đại. Cấu trúc từ Bài 1 (lý thuyết nền) đến Bài 2 (vận hành thiết bị) rồi Bài 3–5 (thực hành theo vị trí hàn tăng dần độ phức tạp) tạo lộ trình học tập có hệ thống.

Để tiếp tục phát triển sau mô đun này, người học có thể tham khảo các mô đun nâng cao về hàn MIG/MAG với vật liệu đặc biệt (thép không gỉ, nhôm), hoặc nghiên cứu thêm về tự động hóa quy trình hàn thông qua phụ lục Robot hàn MIG/MAG được đính kèm trong giáo trình.


Giáo trình lưu hành nội bộ – Trường Cao Đẳng Hàng Hải II, TP.HCM, 2021.