TÀI LIỆU THƯ MỤC HỌC THUẬT: GIÁO TRÌNH HÀN MIG/MAG NÂNG CAO (MÃ MÔ ĐUN: HAN19MĐ10)

Tổng quan về giáo trình

Giáo trình môn học Hàn MIG/MAG nâng cao (Mã số mô đun: HAN19MĐ10) là tài liệu đào tạo chuyên môn thuộc chương trình đào tạo trình độ Cao đẳng nghề Hàn, do Khoa Cơ khí Động lực – Trường Cao đẳng Dầu khí (thuộc Tập đoàn Dầu khí Việt Nam) tổ chức biên soạn dưới sự chỉ đạo của Ban Giám hiệu nhà trường. Giáo trình do Giáo viên An Đình Quân làm Chủ biên cùng Giáo viên Trần Nam An tham gia biên soạn, được ban hành chính thức theo Quyết định số 196/QĐ-CĐDK ngày 25 tháng 03 năm 2020 tại Thành phố Vũng Tàu và được lưu hành nội bộ phục vụ công tác giảng dạy, học tập.

Trong khung chương trình đào tạo hệ Cao đẳng nghề Hàn (tổng khối lượng 98 tín chỉ, 2500 giờ), mô đun HAN19MĐ10 có khối lượng 3 tín chỉ với tổng thời lượng 90 giờ (gồm 10 giờ lý thuyết, 77 giờ thực hành/thảo luận và 3 giờ kiểm tra). Môn học thuộc nhóm các mô đun chuyên môn nghề (nhóm II.2), được bố trí giảng dạy sau khi sinh viên đã hoàn thành hoặc học song song với các môn học/mô đun cơ sở và chuyên môn từ HAN19MĐ01 đến HAN19MĐ09.

Mục tiêu đào tạo của giáo trình hướng tới việc trang bị cho người học ba chuẩn đầu ra chính:

  • Kiến thức (A1): Lựa chọn chế độ hàn phù hợp với kiểu liên kết, chiều dày, tính chất vật liệu và vị trí hàn; lập quy trình công nghệ hàn MIG/MAG ở các vị trí không gian nâng cao.
  • Kỹ năng (B1): Chuẩn bị đầy đủ thiết bị, dụng cụ, phôi hàn theo kích thước bản vẽ; thực hiện thao tác hàn mối hàn giáp mối thép tấm cacbon thấp tại vị trí 2G (hàn ngang) và 3G (hàn đứng) đảm bảo độ ngấu, đúng kích thước hình học, không xuất hiện các khuyết tật như rỗ khí, cháy cạnh, vón cục hay chảy xệ.
  • Năng lực tự chủ và trách nhiệm (C1): Tuân thủ quy định an toàn lao động và vệ sinh công nghiệp; hình thành tác phong tỉ mỉ, trung thực, kỷ luật lao động và trách nhiệm với sản phẩm kỹ thuật.

Cấu trúc giáo trình tiếp cận theo mô hình đào tạo nghề tích hợp thực hành trực tiếp trên phôi thép tấm tiêu chuẩn, gắn liền với các yêu cầu kỹ thuật sản xuất trong ngành công nghiệp cơ khí và dầu khí.

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Giáo trình tập trung vào 2 bài học thực hành chuyên sâu và 1 phụ lục kỹ thuật an toàn:

  1. Bài 1: Hàn thép cacbon thấp – Vị trí hàn (2G):

    • Hướng dẫn chuẩn bị thiết bị hàn MIG/MAG đồng bộ, dụng cụ cơ khí (búa nguội, thước lá, mỏ lết, kìm cắt dây), khí bảo vệ $\text{CO}_2$ và dây hàn $\text{ER70S-2}$ hoặc $\text{E70S-6}$ ($\Phi 1.2\text{ mm}$).
    • Kỹ thuật gia công phôi thép tấm kích thước $(10 \times 100 \times 250)\text{ mm}$, vát mép $30^\circ$, mép cùn $2 \div 2.5\text{ mm}$, để khe hở đáy $3\text{ mm}$ và hàn đính tạo góc bù biến dạng ngược $3^\circ$.
    • Thiết lập chế độ hàn: Dòng điện hàn $100 \div 180\text{ A}$, điện áp hồ quang $18 \div 24\text{ V}$, lưu lượng khí bảo vệ $15 \div 20\text{ lít/phút}$, tầm với điện cực $10 \div 14\text{ mm}$, chu kỳ hàn 4T, chiều dài hồ quang $2 \div 3\text{ mm}$.
    • Kỹ thuật thực hiện liên kết giáp mối vát mép vị trí ngang theo 3 giai đoạn: Hàn lớp lót (dòng $100 \div 120\text{ A}$, duy trì lỗ thâm nhập hồ quang - keyhole, đường hàn mặt sau rộng $5\text{ mm}$, cao $1 \div 1.5\text{ mm}$); Hàn lớp đầy (2 đường hàn, dòng $150 \div 180\text{ A}$, cách bề mặt vật hàn $1.5 \div 2\text{ mm}$); Hàn lớp phủ bề mặt (3 đường hàn liên tiếp phủ kín mép vát).
    • Kiểm tra ngoại quan (VT) và quy trình nhận diện, phòng ngừa các khuyết tật: nứt, rỗ khí, không ngấu, cháy chân, bắn tóe, cháy thủng.

  2. Bài 2: Hàn thép cacbon thấp – Vị trí hàn (3G):

    • Triển khai kỹ thuật hàn giáp mối đứng theo chiều từ dưới lên trên (vertical up), góc mỏ hàn nghiêng $80^\circ$ so với trục đường hàn và vuông góc $90^\circ$ với mặt phẳng phôi.
    • Thiết lập thông số công nghệ: Dòng điện lớp lót $100 \div 120\text{ A}$, tầm với điện cực $10 \div 15\text{ mm}$; lớp đầy và lớp phủ sử dụng dòng $150 \div 180\text{ A}$, tầm với điện cực $8 \div 10\text{ mm}$.
    • Kỹ thuật dao động mỏ hàn hình răng cưa hoặc bán nguyệt có thời gian dừng tại hai biên mép vát để chống chảy xệ kim loại lỏng và chống khuyết tật cháy chân mép; thực hiện lớp phủ với 2 đường hàn liên kết.

  3. Phụ lục Kỹ thuật an toàn cho hàn điện - hàn hơi:

    • Cung cấp văn bản quy chuẩn gồm 11 mục với 93 điều khoản chi tiết về an toàn lao động, kiểm định thiết bị áp lực, bình khí $\text{O}_2 / \text{C}_2\text{H}_2$, mặt nạ phòng độc kiểu PS-1 và quy trình hàn trong môi trường bồn bể kín, kho xăng dầu.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

  • Nguyên lý hồ quang và luyện kim hàn trong môi trường khí bảo vệ: Bản chất quá trình truyền kim loại nóng chảy, vai trò bảo vệ của khí hoạt tính ($\text{CO}_2$), phản ứng khử oxy của hợp kim trong dây hàn ($\text{ER70S-2}$, $\text{E70S-6}$).
  • Cơ chế hình thành và phân loại khuyết tật nhiệt luyện: Phân biệt nứt nóng (xuất hiện trong quá trình kết tinh khi nhiệt độ trên $1000^\circ\text{C}$) và nứt nguội (xuất hiện dưới $1000^\circ\text{C}$ sau vài giờ hoặc vài ngày); các dạng nứt đuôi lửa (crater crack), nứt vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ), nứt tiết diện mối hàn (throat crack), nứt dưới đường hàn (underbead crack), nứt chân mối hàn (root crack).
  • Hệ quy chuẩn và tiêu chuẩn quốc tế tham chiếu: Các nguyên lý đánh giá chất lượng được đối chiếu theo ASME Section IX (Welding and Brazing Qualifications), AWS D1.1 (Structural Welding Code - Steel), AWS Volume 1 (Welding Science & Technology) và tài liệu kiểm định mối hàn TWI (The Welding Institute).

Kỹ năng phát triển

  • Kỹ năng kỹ thuật thao tác: Cắt phôi bằng thiết bị Oxy-Gas bán tự động; vát mép, mài vát và chỉnh mép cùn; điều chỉnh chính xác thông số trên máy hàn MIG/MAG đồng bộ; kiểm soát bể hàn lỏng và duy trì khoảng cách hồ quang ngắn $2 \div 3\text{ mm}$ ở tư thế 2G và 3G.
  • Kỹ năng phân tích và kiểm soát chất lượng: Kỹ thuật mài nối que bằng đá mài dày $3\text{ mm}$; khả năng quan sát và phân tích nguyên nhân gây lỗi (do dòng điện quá cao, sai góc mỏ hàn, ẩm vật liệu hàn hoặc lưu lượng khí không đủ); đề xuất biện pháp xử lý triệt để khuyết tật.
  • Kỹ năng thực hành an toàn phân xưởng: Quy trình kiểm tra rò rỉ van giảm áp, nối đất an toàn cho máy hàn di động, vận hành hệ thống hút khói cục bộ theo tiêu chuẩn thể tích không khí $2000\text{ m}^3$ cho $1\text{ kg}$ mỏ hàn.

Phương pháp giảng dạy và học tập

Phương pháp sư phạm tích hợp

Chương trình áp dụng phương pháp dạy học tích cực trong giáo dục nghề nghiệp kỹ thuật:

  • Người dạy: Thực hiện thuyết trình ngắn nêu vấn đề, thao tác làm mẫu trực quan (demonstration) từng công đoạn từ chuẩn bị phôi, gá đính đến kỹ thuật dao động mỏ hàn; giám sát thường xuyên, uốn nắn tư thế thao tác và rút kinh nghiệm trực tiếp cho từng học viên.
  • Người học: Nghiên cứu bài học trước khi đến xưởng; quan sát quy trình mẫu của giảng viên, trực tiếp thực hành thao tác trên máy, ghi chép nhật ký thông số và tự đánh giá sản phẩm sau mỗi đường hàn.

Tổ chức thực hành và bài tập tình huống

  • Phân chia nhóm nhỏ từ 2 đến 4 học viên, mỗi nhóm được trang bị 02 máy hàn MIG/MAG đồng bộ. Các thành viên luân phiên thực hiện bài tập cá nhân, theo dõi chéo và hỗ trợ kiểm tra thông số.
  • Giải quyết các tình huống kỹ thuật thực tế thông qua hệ thống câu hỏi thảo luận cuối mỗi bài (như phân tích ưu điểm phương pháp MIG/MAG, so sánh độ ngấu giữa MIG và MAG, biện pháp khắc phục cháy chân mép và rỗ khí trong liên kết không gian).

Phương pháp kiểm tra và đánh giá

Quy trình đánh giá được thực hiện theo Quy chế đào tạo Cao đẳng hệ chính quy (Thông tư số 09/2017/TT-BLĐTBXH của Bộ Lao động - Thương binh và Xã hội) với cơ cấu trọng số:

  • Điểm kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1): Thực hiện sau 15 giờ thực hành; đánh giá kỹ năng chuẩn bị thiết bị, phôi hàn và thao tác lớp lót (Chuẩn A1, A2, A3, B1, B2, B3, C1, C2).
  • Điểm kiểm tra định kỳ (Hệ số 2): Thực hiện sau 45 giờ học; kiểm tra toàn diện bài thực hành hàn liên kết 2G (Chuẩn A4, B4, C3). Trọng số điểm quá trình (thường xuyên và định kỳ) chiếm 40% tổng điểm mô đun.
  • Điểm thi kết thúc mô đun (60%): Bài kiểm tra thực hành độc lập sau 90 giờ học; người học thực hiện hoàn chỉnh liên kết hàn 3G theo bản vẽ kỹ thuật, đánh giá toàn diện các chuẩn đầu ra A1-A5, B1-B5, C1-C3. Điểm số tính theo thang điểm 10 (làm tròn 1 chữ số thập phân) và quy đổi sang điểm chữ/thang điểm 4.

Quy định kỷ luật và tự học

Sinh viên bắt buộc tham dự tối thiểu 100% thời lượng các buổi thực hành tại xưởng. Quy định của nhà trường nêu rõ: nếu học viên vắng quá 1% số tiết thực hành sẽ không đủ điều kiện dự thi và phải học lại mô đun.

Điểm nổi bật và cập nhật

  1. Tính kế thừa thực tiễn từ ngành Dầu khí: Giáo trình được hoàn thiện dựa trên chương trình đào tạo chuyên môn được triển khai liên tục tại Trường Cao đẳng Dầu khí từ năm 2005 đến nay, chuẩn hóa theo yêu cầu thực tế thi công kết cấu kim loại của các nhà thầu cơ khí, giàn khoan và đường ống dẫn dầu khí.
  2. Chuẩn hóa thông số công nghệ theo dây chuyền hàn bán tự động: Cung cấp bảng tra cứu thông số đồng bộ tương ứng với đường kính dây hàn từ $0.6\text{ mm}$ đến $2.0\text{ mm}$ (dải dòng hàn từ $35\text{ A}$ đến $600\text{ A}$, dải điện áp $18\text{ V} \div 40\text{ V}$), thiết lập quy trình kiểm soát chu kỳ hàn 4T chuyên nghiệp.
  3. Liên kết với hệ tiêu chuẩn chất lượng quốc tế: Toàn bộ nội dung phân tích dạng khuyết tật, cấu trúc nứt tế vi/thô đại và phương pháp kiểm tra không phá hủy (NDT: Siêu âm, Từ tính, Chụp phóng xạ) được xây dựng bám sát khung tài liệu tham khảo quốc tế: Welding science & Technology (AWS 2006), Welding and Brazing Qualifications (ASME Section IX 2007), Welding Structure Steel (AWS D1.1 2008) và giáo trình kiểm định của Viện Hàn Quốc tế TWI.
  4. Quy chuẩn an toàn lao động chi tiết cho môi trường nguy hiểm cao: Phần phụ lục 93 điều quy định cụ thể các quy tắc an toàn đặc thù như kỹ thuật cách điện khi hàn trong thùng thép kín, quy trình kiểm soát nồng độ khí cháy nổ tại kho xăng dầu, kỹ thuật xử lý ngọn lửa thổi lùi và tiêu chuẩn vận hành bình chứa áp suất $\text{CO}_2, \text{O}_2, \text{C}_2\text{H}_2$.

Đối tượng sử dụng giáo trình

  • Sinh viên chuyên ngành: Sinh viên đang theo học trình độ Cao đẳng nghề Hàn tại các trường cao đẳng, cao đẳng nghề kỹ thuật công nghiệp.
  • Điều kiện tiên quyết (Prerequisites): Người học cần hoàn thành khối kiến thức cơ sở gồm: Vẽ kỹ thuật 1 (CK19MH01), Vật liệu cơ khí (CK19MH04), Dung sai (CK19MH05), An toàn – vệ sinh lao động (ATMT19MH01); cùng các mô đun chuyên môn thực hành: Chế tạo phôi hàn (HAN19MĐ01), Gá lắp kết cấu hàn (HAN19MĐ02), Hàn hồ quang tay cơ bản/nâng cao (HAN19MĐ03, HAN19MĐ04) và Hàn MIG/MAG cơ bản (HAN19MĐ05).
  • Giảng viên và kỹ thuật viên: Dùng làm tài liệu chuẩn để xây dựng giáo án tích hợp, phân bổ định mức vật tư tiêu hao (thép tấm, dây hàn $\Phi 1.2\text{ mm}$, khí $\text{CO}_2$), lập bảng tiêu chí chấm điểm (rubric) kiểm tra tay nghề theo tiêu chuẩn công nghiệp.
  • Kỹ sư và thợ hàn tự học/tham khảo: Kỹ thuật viên bảo trì cơ khí tại các nhà máy chế tạo, thợ hàn cần tài liệu chuẩn để ôn luyện nâng cao bậc thợ hoặc thi lấy chứng chỉ tay nghề vị trí 2G, 3G theo chuẩn ASME/AWS.

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với đối tượng nào?

Tài liệu được biên soạn cho sinh viên hệ Cao đẳng nghề Hàn (chương trình 3 năm, 98 tín chỉ) và kỹ thuật viên cơ khí có nhu cầu nâng cao tay nghề hàn MIG/MAG ở các vị trí không gian phức tạp.

2. Cần chuẩn bị kiến thức nền tảng nào trước khi học mô đun này?

Học viên bắt buộc phải nắm vững kỹ thuật an toàn lao động, đọc hiểu bản vẽ kết cấu cơ khí, công nghệ chế tạo phôi/vát mép và đã hoàn thành mô đun Hàn MIG/MAG cơ bản (HAN19MĐ05) cùng các kỹ năng hàn hồ quang tay căn bản.

3. Điểm khác biệt về nội dung so với mô đun MIG/MAG cơ bản là gì?

Mô đun nâng cao tập trung hoàn toàn vào kỹ thuật hàn giáp mối vát mép thép tấm dày $10\text{ mm}$ ở hai vị trí không gian khó: 2G (hàn ngang) và 3G (hàn đứng leo), yêu cầu kỹ thuật phân chia nhiều lớp hàn (lớp lót, lớp đầy, lớp phủ) và kiểm soát lỗ thâm nhập hồ quang để đạt độ ngấu mặt sau không khuyết tật.

4. Làm sao để học tập và đạt kết quả thực hành tốt nhất?

Học viên cần đọc kỹ hướng dẫn thông số trước buổi học, nắm vững kỹ thuật mài nối que bằng đá mài $3\text{ mm}$, kiểm soát góc nghiêng mỏ hàn $80^\circ \div 90^\circ$, giữ khoảng cách hồ quang ngắn $2 \div 3\text{ mm}$ và đảm bảo tham gia $100%$ các buổi rèn luyện kỹ năng tại xưởng hàn.

5. Giáo trình có những tài liệu bổ trợ và tiêu chuẩn tham khảo nào?

Nội dung giáo trình được đối chiếu cùng hệ thống 9 tài liệu tham khảo uy tín gồm: Giáo trình công nghệ hàn (Nguyễn Thúc Hà, Bùi Văn Hạnh), Công nghệ hàn điện nóng chảy (Ngô Lê Thông), giáo trình đào tạo Chuyên gia hàn quốc tế của Trung tâm Việt – Đức, các sổ tay cẩm nang hàn của Lincoln Electric và các bộ tiêu chuẩn quốc tế AWS D1.1, ASME Section IX, TWI.

Kết luận

Giáo trình Hàn MIG/MAG nâng cao (HAN19MĐ10) của Trường Cao đẳng Dầu khí là tài liệu đào tạo chuyên môn đạt chuẩn kỹ thuật, định lượng rõ ràng các thông số công nghệ và chuẩn mực an toàn trong công tác hàn thép kết cấu.

Hoàn thành môn học này là điều kiện bắt buộc giúp sinh viên hoàn thiện kỹ năng thực hành để chuyển tiếp sang các học phần chuyên sâu tiếp theo trong chương trình: Hàn FCAW nâng cao (HAN19MĐ11), Hàn TIG nâng cao (HAN19MĐ12), Hàn ống (HAN19MĐ13), Kiểm tra và đánh giá chất lượng mối hàn theo tiêu chuẩn quốc tế (HAN19MH02), chuẩn bị đầy đủ năng lực cho kỳ Thực tập sản xuất (HAN19MĐ16) và Khóa luận tốt nghiệp (HAN19MĐ17). Người học có thể tra cứu và khai thác bổ sung các nguồn học liệu từ hệ thống thư viện trường và các tiêu chuẩn tham chiếu ASME/AWS được trích dẫn trong giáo trình.