GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: KỸ THUẬT HÀN VÀ CẮT CƠ BẢN (MÃ MÔ ĐUN: MECW56179)
Tổng quan về giáo trình (250-300 từ)
Giáo trình mô đun Kỹ thuật hàn và cắt cơ bản (Mã mô đun: MECW56179) là tài liệu giảng dạy và học tập chuyên môn nghề thuộc chương trình đào tạo Trung cấp nghề Lặn thi công, được ban hành kèm theo Quyết định số 217/QĐ-CĐDK ngày 01 tháng 03 năm 2022 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Dầu khí (Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam). Trong cấu trúc khung chương trình đào tạo gồm 59 tín chỉ (1425 giờ), mô đun MECW56179 có khối lượng 6 tín chỉ với thời lượng 165 giờ. Môn học được bố trí giảng dạy ở giai đoạn giữa khóa học, sau các môn học cơ sở như Kỹ thuật nguội (MECM52126), An toàn vệ sinh lao động (SAEN52001), Vật lý lặn (DIVO52001) và trước mô đun Kỹ thuật làm việc dưới nước (DIVO55107) cùng Thực tập sản xuất (DIVO56208).
Mục tiêu học tập của giáo trình được xác định theo ba nhóm chuẩn đầu ra:
- Kiến thức (A1): Nắm vững bản chất hồ quang hàn; hiểu rõ nguyên lý cấu tạo, vận hành của máy hàn điện xoay chiều (AC), một chiều (DC); quy trình hàn kết cấu thép tấm giáp mối và hàn góc ở các vị trí hàn bằng (1G), hàn ngang (2F); quy chuẩn an toàn phòng chống cháy nổ khi hàn - cắt bằng ngọn lửa oxy - khí cháy, hồ quang khí nén; tính toán các thông số chế độ hàn phù hợp với chiều dày và kiểu liên kết.
- Kỹ năng (B1, B2): Vận hành thành thạo thiết bị hàn AC/DC; thực hiện đường hàn thẳng, liên kết giáp mối không vát cạnh, giáp mối vát cạnh chữ V (1G) và liên kết góc (2F) đạt yêu cầu kỹ thuật; cắt kim loại bằng mỏ cắt oxy - khí cháy cầm tay, máy cắt tự động, hồ quang khí nén và hồ quang hàn.
- Năng lực tự chủ và trách nhiệm (C1): Tuân thủ quy định an toàn, vệ sinh công nghiệp; bảo quản thiết bị, dụng cụ tại xưởng; rèn luyện tác phong làm việc chính xác, cẩn thận.
Cấu trúc giáo trình gồm 9 bài học thực hành kết hợp lý thuyết, tiếp cận theo trình tự logic công nghệ từ an toàn, thiết bị, gây duy trì hồ quang đến hoàn thiện các liên kết hàn định hình. Giáo trình được biên soạn bởi tập thể giảng viên Khoa Cơ khí Động lực (Trần Thanh Ngọc, An Đình Quân, Nguyễn Công Khai), đóng vai trò thiết lập nền tảng kỹ thuật thao tác trên cạn trước khi học viên chuyển tiếp sang học kỹ thuật hàn và cắt kim loại dưới nước.
Nội dung kiến thức cốt lõi (500-600 từ)
Các chương/chủ đề chính
Nội dung giáo trình gồm 9 bài học chuyên môn:
- Bài 1: Nội quy và an toàn thực tập xưởng (3 giờ): Phổ biến 13 điều nội quy xưởng; kỹ thuật an toàn phòng chống điện giật, bức xạ hồ quang, cháy nổ; an toàn đối với máy sinh khí axetylen, đất đèn, bình khí oxy và van giảm áp.
- Bài 2: Khái niệm thiết bị, dụng cụ hàn và kỹ thuật sử dụng (32 giờ): Cấu tạo, nguyên lý máy hàn AC (loại bộ tự cảm kết hợp, cuộn dây di động, lõi từ di động) và máy hàn DC (chỉnh lưu 1 pha, chỉnh lưu 3 pha, máy phát một chiều cực từ rời); kỹ thuật đấu dây cực tính thuận (DC-) và cực tính nghịch (DC+); tiêu chuẩn kính lọc ánh sáng và cáp hàn.
- Bài 3: Kỹ thuật gây và duy trì hồ quang hàn (10 giờ): Lý thuyết phát sinh hồ quang; quy trình gây hồ quang bằng phương pháp ma sát và phương pháp mổ thẳng; cách hiệu chỉnh khoảng cách hồ quang từ $2 \div 4\text{ mm}$; xử lý que hàn bị dính và hồ quang bị thổi lệch.
- Bài 4: Kỹ thuật hàn đường thẳng (16 giờ): Phương pháp dao động que hàn, góc độ nghiêng que ($70^\circ \div 80^\circ$); kỹ thuật bắt đầu, nối mối hàn và kết thúc đường hàn (điền đầy bể hàn).
- Bài 5: Kỹ thuật cắt kim loại bằng hồ quang khí nén và hồ quang hàn (16 giờ): Nguyên lý và thao tác cắt kim loại bằng hồ quang điện và ngọn lửa oxy - khí cháy.
- Bài 6: Kỹ thuật hàn bằng giáp mối không vát cạnh (16 giờ): Chuẩn bị phôi, kỹ thuật hàn đính, thực hiện mối hàn giáp mối trên mặt phẳng.
- Bài 7: Kỹ thuật hàn bằng giáp mối vát cạnh V (32 giờ): Kỹ thuật hàn giáp mối tấm thép vị trí bằng 1G nhiều lớp (lớp lót, lớp đầy, lớp phủ); phương pháp kiểm tra chất lượng và xử lý khuyết tật.
- Bài 8: Kỹ thuật hàn góc bằng (16 giờ): Tính toán chế độ hàn, định vị phôi chữ T, kỹ thuật đi đường hàn góc vị trí bằng.
- Bài 9: Kỹ thuật hàn góc ngang (32 giờ): Kỹ thuật phân bố đường hàn nhiều lớp ở vị trí 2F theo thứ tự 1-2-3-4-5-6; phương pháp kiểm tra kích thước mối hàn bằng dưỡng đo chuyên dụng.
Tiến trình học tập mô đun MECW56179:
[An toàn xưởng & Thiết bị (Bài 1-2)]
[Gây hồ quang & Hàn đường thẳng (Bài 3-4)]
[Cắt kim loại hồ quang / oxy-khí cháy (Bài 5)]
[Hàn giáp mối không vát & vát cạnh V 1G (Bài 6-7)]
[Hàn góc bằng & góc ngang 2F (Bài 8-9)]
Kiến thức nền tảng được xây dựng
Giáo trình xây dựng cơ sở lý thuyết nhiệt - điện thông qua các nguyên lý và công thức thực nghiệm:
- Hiện tượng phát nhiệt ngắn mạch: Dựa trên định luật Jun-Lenx ($Q = 0{,}24 R I^2 t$), giải thích cơ chế bứt phá điện tử ở bề mặt catốt khi chạm que hàn vào vật hàn để hình thành cột hồ quang.
- Đặc tính tĩnh V-A của hồ quang: Mô tả 3 vùng đặc trưng (vùng I điện áp giảm, vùng II điện áp không đổi, vùng III điện áp tăng). Điện áp cột hồ quang được tính theo công thức:
$$U_{ab} = a + b \cdot L_{hq}$$
(Trong đó: hệ số $a = 15 \div 20\text{ V}$ đối với que hàn nóng chảy; $b = 15{,}7\text{ V/cm}$; $L_{hq}$ là chiều dài cột hồ quang).
- Công thức xác định chế độ hàn:
- Đường kính que hàn ($d$): $d = \frac{S}{2} + 1$ (với $S$ là chiều dày vật hàn tính bằng mm).
- Cường độ dòng điện hàn ($I_h$): $I_h = (\beta + \alpha d) d$ (với các hệ số thực nghiệm $\beta = 20$, $\alpha = 6$).
- Nguyên lý chuyển đổi cực tính máy hàn DC:
- Đấu nghịch (DC+): Kìm hàn nối cực dương, dây mát nối cực âm; nhiệt độ tập trung lớn ở vật hàn, tạo độ ngấu sâu (dùng cho vật hàn dày).
- Đấu thuận (DC-): Kìm hàn nối cực âm, dây mát nối cực dương; tạo độ ngấu nông (dùng cho vật hàn mỏng).
Kỹ năng phát triển
- Kỹ năng kỹ thuật (Technical skills): Cài đặt và vận hành các dòng máy hàn AC lõi từ di động, máy hàn DC chỉnh lưu 3 pha; căn chỉnh áp suất chai oxy, máy sinh khí axetylen; thao tác cắt bằng mỏ cắt khí và mỏ cắt hồ quang khí nén.
- Kỹ năng phân tích (Analytical skills): Nhận diện các dạng khuyết tật mối hàn, phân tích nguyên nhân và đề ra biện pháp khắc phục đối với: ngậm xỉ, hàn không ngấu, rỗ khí, cháy chân, cháy thủng, chồng mép.
- Kỹ năng thực hành (Practical competencies): Chuẩn bị phôi hàn (vạch dấu, cắt, làm sạch bề mặt); thực hiện gá đính liên kết tấm; duy trì góc que hàn $70^\circ \div 80^\circ$; điều khiển dao động ngang của que hàn; nối mối hàn và kết thúc hồ quang theo đường xoắn ốc để điền đầy lõm co ngót ở đuôi mối hàn.
Phương pháp giảng dạy và học tập (300-350 từ)
Giáo trình được thiết kế theo tỷ trọng thực hành chiếm ưu thế, phân bổ trong tổng số 165 giờ học:
- Lý thuyết: 14 giờ.
- Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, bài tập: 145 giờ.
- Kiểm tra: 6 giờ (1 giờ lý thuyết, 5 giờ thực hành).
| Bài học |
Tổng số giờ |
Lý thuyết (giờ) |
Thực hành / Bài tập (giờ) |
Kiểm tra (giờ) |
| Bài 1: Nội quy và an toàn thực tập xưởng |
3 |
2 |
1 |
0 |
| Bài 2: Thiết bị, dụng cụ hàn và kỹ thuật sử dụng |
32 |
3 |
29 |
0 |
| Bài 3: Kỹ thuật gây và duy trì hồ quang hàn |
10 |
2 |
8 |
0 |
| Bài 4: Kỹ thuật hàn đường thẳng |
16 |
1 |
14 |
1 (TH) |
| Bài 5: Kỹ thuật cắt kim loại hồ quang khí nén & hàn |
16 |
1 |
14 |
1 (TH) |
| Bài 6: Kỹ thuật hàn bằng giáp mối không vát cạnh |
16 |
1 |
15 |
0 |
| Bài 7: Kỹ thuật hàn bằng giáp mối vát cạnh V (1G) |
32 |
2 |
29 |
1 (TH) |
| Bài 8: Kỹ thuật hàn góc bằng |
16 |
1 |
14 |
1 (TH) |
| Bài 9: Kỹ thuật hàn góc ngang (2F) |
32 |
2 |
29 |
1 (TH) |
| Kiểm tra kết thúc mô đun |
2 |
0 |
0 |
2 (TH) |
| Tổng cộng |
165 |
14 |
145 |
6 |
- Phương pháp đối với giảng viên: Áp dụng phương pháp dạy học tích cực; sử dụng diễn giảng ngắn gọn, nêu vấn đề, hướng dẫn sinh viên nghiên cứu tài liệu kỹ thuật; tổ chức phân chia nhóm nhỏ (8-10 sinh viên) để thảo luận các tình huống sai hỏng mối hàn; hướng dẫn thao tác mẫu và giám sát chặt chẽ quá trình thực hành xưởng.
- Phương pháp đối với người học: Đọc trước bài giảng trước khi lên lớp; thực hiện bài tập cá nhân theo phiếu hướng dẫn công nghệ; tham gia thảo luận nhóm; tuân thủ nghiêm ngặt 13 điều nội quy xưởng và quy tắc bảo hộ lao động. Người học phải tham dự tối thiểu 70% thời lượng lý thuyết (vắng quá 30% phải học lại mô đun).
- Phương pháp đánh giá: Thực hiện theo Thông tư số 09/2017/TT-BLĐTBXH ngày 13/3/2017 của Bộ Lao động - Thương binh và Xã hội:
- Điểm đánh giá quá trình (Trọng số 40%): Gồm điểm kiểm tra thường xuyên (hỏi miệng/thực hành sau 27 giờ) và điểm kiểm tra định kỳ (bài kiểm tra thực hành sau 140 giờ).
- Điểm thi kết thúc môn học (Trọng số 60%): Bài kiểm tra thực hành tay nghề sau 165 giờ.
- Chấm theo thang điểm 10 (làm tròn đến 1 chữ số thập phân) và quy đổi sang thang điểm 4 theo quy chế đào tạo tín chỉ.
Điểm nổi bật và cập nhật (250-300 từ)
Nội dung giáo trình phản ánh các tiêu chuẩn kỹ thuật thực tế và quy định hiện hành trong công nghiệp cơ khí - dầu khí:
- Chuẩn hóa thông số an toàn lao động: Giáo trình đưa ra bảng phân loại kính lọc sáng bảo hộ theo dải dòng điện hàn và phương pháp gia công:
| Số kính hàn |
Ứng dụng gia công |
| 6 ÷ 7 |
Hàn và cắt bằng khí mức nhiệt trung bình; hàn hồ quang dòng điện $\le 30\text{ A}$ |
| 8 ÷ 9 |
Hàn và cắt bằng khí mức nhiệt trung bình; hàn hồ quang dòng điện $30\text{ A} \div 100\text{ A}$ |
| 10 ÷ 12 |
Hàn và cắt bằng hồ quang dòng điện $100\text{ A} \div 300\text{ A}$ |
| 13 ÷ 14 |
Hàn và cắt bằng hồ quang dòng điện $> 300\text{ A}$ |
- Quy chuẩn kỹ thuật mạng cáp điện: Đưa ra bảng tra cứu chọn tiết diện dây cáp hàn ($38\text{ mm}^2 \div 150\text{ mm}^2$) tương ứng với cường độ dòng điện ($100\text{ A} \div 450\text{ A}$) và khoảng cách chiều dài dây ($25\text{ m}$, $50\text{ m}$, $75\text{ m}$).
- Quy chuẩn vận hành thiết bị tạo khí và bình chứa: Quy định chi tiết điều kiện làm việc an toàn của máy sinh khí axetylen (khoảng cách tối thiểu 10m so với nguồn lửa; mức nước bình dập lửa tạt lại phải ngang vòi kiểm tra; kiểm tra rò rỉ khớp nối bằng nước xà phòng hàng tuần); quy định vận hành chai oxy (cách ly dầu mỡ, đặt cách ngọn lửa trần tối thiểu 5m).
- Tích hợp tài liệu tham khảo chuyên ngành: Giáo trình được xây dựng trên cơ sở kế thừa tiêu chuẩn hàn quốc tế AWS D1.1, Chương trình đào tạo Chuyên gia hàn Quốc tế (2010), cùng các tài liệu chuyên khảo: Kỹ thuật hàn (Trương Công Đạt), Công nghệ hàn điện nóng chảy (Ngô Lê Thông), Thực hành hàn từ căn bản đến nâng cao (Trần Văn Niên) và Hàn cắt kim loại (I.Ixô-Cô-Lốp).
Đối tượng sử dụng giáo trình (200-250 từ)
- Sinh viên và học viên:
- Học viên trình độ Trung cấp nghề Lặn thi công tại Trường Cao đẳng Dầu khí (đây là môn học bắt buộc thuộc khối mô đun chuyên môn ngành nghề).
- Học viên, sinh viên trình độ Trung cấp và Cao đẳng thuộc các ngành: Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí (SCTBCBDK), Kỹ thuật Cắt gọt kim loại (CGKL) và các ngành cơ khí chế tạo liên quan.
- Điều kiện tiên quyết (Prerequisites): Người học cần hoàn thành các môn học chung và môn học cơ sở bắt buộc trong chương trình khung, bao gồm: An toàn vệ sinh lao động (SAEN52001), Kỹ thuật nguội (MECM52126), Vật lý lặn (DIVO52001), Sinh lý lặn (DIVO56002).
- Giảng viên chuyên ngành: Giảng viên thuộc Khoa Cơ khí Động lực và bộ môn Lặn thi công sử dụng làm giáo án giảng dạy lý thuyết 14 giờ, tổ chức hướng dẫn 145 giờ thực hành tại xưởng hàn, biên soạn phiếu thực hành, lập tiêu chí kiểm tra và đánh giá kết quả học tập theo chuẩn đầu ra (A1-A6, B1-B4, C1-C2).
- Mục đích tự học và tra cứu: Thợ kỹ thuật cơ khí, học viên tự tra cứu bảng thông số chế độ hàn ($I_h, d$), quy trình đấu dây máy hàn DC, kỹ thuật kiểm tra và phân tích khuyết tật mối hàn 1G, 2F.
Câu hỏi thường gặp (250-300 từ)
1. Giáo trình này phù hợp với đối tượng đào tạo nào?
Giáo trình được biên soạn chính thức cho học viên trình độ Trung cấp nghề Lặn thi công. Ngoài ra, tài liệu được áp dụng cho sinh viên các hệ đào tạo Cao đẳng/Trung cấp ngành Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí và Cắt gọt kim loại tại Trường Cao đẳng Dầu khí.
2. Cần chuẩn bị những kiến thức nền tảng nào trước khi học mô đun này?
Người học cần hoàn thành môn An toàn vệ sinh lao động (SAEN52001) để nắm các quy định an toàn phân xưởng; môn Kỹ thuật nguội (MECM52126) để thành thạo kỹ năng vạch dấu, cưa, đục, giũa phôi; và môn Vật lý lặn (DIVO52001) về các kiến thức điện - nhiệt cơ bản.
3. Điểm khác biệt của giáo trình so với các tài liệu hàn cơ khí đại trà?
Giáo trình có thời lượng thực hành chiếm tới 87,8% (145/165 giờ), tập trung rèn luyện các kỹ năng thao tác hàn và cắt hồ quang tay trên mặt phẳng và mối hàn góc (1G, 2F). Đây là mô đun tiền đề trực tiếp để học viên chuyển tiếp sang học mô đun chuyên sâu Kỹ thuật làm việc dưới nước (DIVO55107) và hàn cắt dưới nước.
4. Phương pháp tự học giáo trình như thế nào để đạt hiệu quả?
Người học cần đọc trước nội dung lý thuyết từng bài; nắm vững các công thức tính dòng điện hàn ($I_h$), đường kính que hàn ($d$); thảo luận nhóm 8-10 người về nguyên nhân gây khuyết tật mối hàn; ghi chép nhật ký thực hành và tuân thủ nghiêm ngặt 13 điều nội quy xưởng.
5. Giáo trình có những tài liệu bổ trợ nào đi kèm?
Đi kèm giáo trình là hệ thống danh mục hình ảnh sơ đồ nguyên lý máy hàn AC/DC, bản vẽ chi tiết các mối hàn 1G và 2F, phiếu học tập, phiếu hướng dẫn quy trình thực hành, cùng danh mục tài liệu tham khảo tiêu chuẩn như AWS D1.1 và các giáo trình của Ngô Lê Thông, Trương Công Đạt.
Kết luận (150 từ)
Giáo trình mô đun Kỹ thuật hàn và cắt cơ bản (Mã mô đun: MECW56179) cung cấp toàn diện hệ thống kiến thức lý thuyết về thiết bị hàn AC/DC, an toàn khí cháy và quy trình kỹ thuật hàn - cắt hồ quang tay. Với kết cấu 9 bài học và thời lượng 145 giờ thực hành trên tổng số 165 giờ, giáo trình định hình kỹ năng thao tác chuẩn xác đối với các liên kết thép tấm giáp mối 1G và liên kết góc 2F.
Lộ trình học tập đề xuất:
- Tiếp cận nội quy an toàn xưởng và nguyên lý thiết bị máy hàn (Bài 1 - Bài 2).
- Luyện tập kỹ năng gây - duy trì hồ quang và hàn đường thẳng (Bài 3 - Bài 4).
- Thao tác kỹ thuật cắt kim loại bằng oxy - khí cháy và hồ quang khí nén (Bài 5).
- Gia công hoàn thiện liên kết giáp mối 1G và liên kết góc 2F (Bài 6 - Bài 9).
- Chuyển tiếp sang mô đun Kỹ thuật làm việc dưới nước (DIVO55107) và Thực tập sản xuất (DIVO56208).
Người học và giảng viên có thể tham khảo bổ sung các tài liệu chuyên ngành: Công nghệ hàn điện nóng chảy (Ngô Lê Thông), Kỹ thuật hàn (Trương Công Đạt) và tiêu chuẩn kết cấu thép AWS D1.1 để mở rộng kiến thức chuyên môn.
