GIÁO TRÌNH MĐ 14: THỰC TẬP KỸ THUẬT – NGHỀ CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO VỎ TÀU THỦY

Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Thực tập kỹ thuật (Mã mô đun: MĐ 14) là tài liệu đào tạo chuyên môn thuộc Khoa Cơ khí, Trường Cao đẳng Hàng hải II, do giảng viên Lê Xuân biên soạn cho hệ đào tạo Trung cấp nghề Công nghệ chế tạo vỏ tàu thủy. Trong cấu trúc chương trình đào tạo, mô đun này được bố trí giảng dạy trong năm thứ nhất, ngay sau mô đun Sử dụng thiết bị thường dùng trong đóng tàu. Đây là mô đun cơ sở nghề bắt buộc, có tổng thời lượng 90 giờ, bao gồm 18 giờ lý thuyết, 66 giờ thực hành/thí nghiệm/thảo luận và 6 giờ kiểm tra đánh giá.

Mục tiêu học tập của giáo trình hướng đến việc trang bị cho người học các kiến thức và kỹ năng thực hành nền tảng:

  • Trình bày được nguyên lý hoạt động, cấu tạo của thiết bị cắt hơi, máy cắt tôn cơ – thủy lực, máy cắt nhiệt tự động và bán tự động.
  • Vận hành an toàn các thiết bị cắt ngọn lửa khí, cắt tôn tấm có chiều dày theo quy định và gia công các biên dạng từ đơn giản đến phức tạp.
  • Sử dụng thành thạo các loại dụng cụ đo kiểm, dụng cụ lấy dấu và dụng cụ cầm tay phục vụ sửa chữa, đóng mới vỏ tàu thủy.
  • Gia công chế tạo sản phẩm từ kim loại tấm có chiều dày từ 0,3 mm đến 2 mm bằng các phương pháp: cắt, nắn, uốn, gò bẻ mép, gấp mép, sấn bậc, banh và chun; đồng thời định hình kỹ năng gò các sản phẩm kim loại tấm dày từ 2 mm đến 10 mm.
  • Tuân thủ các quy định an toàn lao động, vệ sinh công nghiệp và quy chuẩn an toàn bình chịu áp lực.

Cấu trúc tài liệu được thiết kế theo tỷ lệ phân bổ thời gian thực hành chiếm 73,3% (66/90 giờ), chia đều thành ba phần chính: Cắt tôn vỏ tàu (30 giờ), Nguội kỹ thuật (30 giờ) và Kỹ thuật Gò tôn (30 giờ). Điểm đặc thù của giáo trình là việc kết hợp đồng bộ giữa lý thuyết công nghệ, quy trình hướng dẫn từng bước (Step-by-step), thông số chế độ cắt gọt và bảng phân tích sai hỏng – nguyên nhân – biện pháp khắc phục cho từng bài tập ứng dụng cụ thể.

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Nội dung giáo trình được triển khai qua ba phần lớn với 21 bài học chuyên đề:

                      MĐ 14: THỰC TẬP KỸ THUẬT (90 Giờ)
                                      |
       +------------------------------+------------------------------+
       |                              |                              |
PHẦN I: CẮT TÔN VỎ TÀU        PHẦN II: NGUỘI KỸ THUẬT        PHẦN III: KỸ THUẬT GÒ TÔN
       (30 Giờ)                       (30 Giờ)                       (30 Giờ)
  - Cắt hơi bằng tay             - Dụng cụ đo kiểm, đồ nghề     - Dụng cụ lấy dấu & kiểm tra
  - Máy cắt cơ - thủy lực        - Vạch dấu phẳng & khối        - Cắt tôn bằng kéo cầm tay
  - Cắt nhiệt bán tự động        - Đục, giũa, cưa kim loại      - Nắn phẳng thép tấm, thanh, hình
  - Cắt nhiệt tự động            - Khoan kim loại (d5-d30)      - Chế tạo dưỡng phẳng
                                 - Tán đinh (chìm, bán cầu)     - Gò banh, gò gấp mép
                                                                - Gò sấn bậc, gò chun, gò thúc
  • Phần I: Cắt tôn vỏ tàu (30 giờ):
    • Bài 1: Cắt hơi – cắt khí bằng tay (7 giờ): Cấu tạo cụm van giảm áp, mỏ cắt, ống dẫn khí; kỹ thuật điều chỉnh ngọn lửa, kỹ thuật cắt đường thẳng, đường cong, cắt thép hình (L, U, V, tròn).
    • Bài 2: Cắt tôn trên máy cắt cơ – thủy lực (7 giờ): Nguyên lý vận hành, thao tác căn chỉnh cữ chặn và cắt phôi vỏ tàu.
    • Bài 3 & Bài 4: Cắt tôn trên máy cắt nhiệt bán tự động và tự động (mỗi bài 8 giờ): Quy tắc an toàn thiết bị, nhập dữ liệu, điều chỉnh mỏ cắt và thiết lập thông số vận hành tự động.
  • Phần II: Nguội kỹ thuật (30 giờ):
    • Bài 1 & 2: Dụng cụ đo kiểm và đồ nghề (4 giờ): Kỹ thuật dùng thước lá, thước cuộn, thước cặp, dưỡng, dụng cụ vạch dấu.
    • Bài 3: Vạch dấu trên mặt phẳng và trên khối (4 giờ): Kỹ thuật xác định lượng dư gia công, định vị đường bao kết cấu.
    • Bài 4, 5, 6: Đục, Giũa, Cưa kim loại (14 giờ): Kỹ thuật đục rãnh/mặt phẳng, giũa mặt phẳng/mặt cong/mặt vuông góc, cưa mạch thép hình và ống kim loại.
    • Bài 7: Khoan kim loại (4 giờ): Vận hành máy khoan bàn, gia công lỗ suốt và lỗ lửng có đường kính từ $\phi 5\text{ mm}$ đến $\phi 30\text{ mm}$.
    • Bài 8: Tán đinh (4 giờ): Phương pháp tính kích thước đinh tán, gia công tán đinh đầu chìm và đầu bán cầu.
  • Phần III: Kỹ thuật Gò tôn (30 giờ):
    • Bài 1 & 2: Dụng cụ và cắt tôn mỏng bằng kéo (4 giờ): Thao tác kéo tay với tấm thép có chiều dày $\le 1{,}2\text{ mm}$.
    • Bài 3 & 4: Nắn kim loại và chế tạo dưỡng phẳng (6 giờ): Xử lý biến dạng mép tấm, biến dạng giữa tấm; nắn thép hình; chế tạo dưỡng phẳng lấy dấu.
    • Bài 5 đến Bài 9: Kỹ thuật gò định hình (20 giờ): Thực hành gò banh, gò gấp mép, gò sấn bậc/sấn gân, gò chun và gò thúc trên tôn thép mỏng và tôn đen $S = 1{,}8\text{ mm}$.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình xây dựng hệ thống nguyên lý kỹ thuật gia công kim loại:

  1. Nguyên lý cắt kim loại bằng khí: Quá trình đốt nóng kim loại đến nhiệt độ cháy bằng hỗn hợp khí oxy – axêtylen ($O_2 - C_2H_2$), sau đó sử dụng dòng oxy kỹ thuật áp lực cao để oxy hóa sắt thành oxit sắt ($Fe_3O_4, Fe_2O_3$) và thổi xỉ ra khỏi rãnh cắt. Thiết lập các điều kiện để kim loại cắt được bằng khí: nhiệt độ chảy của kim loại phải cao hơn nhiệt độ cháy trong oxy; nhiệt độ chảy của oxit kim loại phải thấp hơn nhiệt độ chảy của kim loại đó; nhiệt sinh ra do phản ứng cháy đủ để duy trì quá trình liên tục; tính dẫn nhiệt không quá cao và oxit có tính chảy loãng tốt.
  2. Quy chuẩn an toàn bình áp lực: Tuân thủ Quy phạm kỹ thuật an toàn các bình chứa áp lực QPVN 2-1975. Thiết lập các giới hạn áp suất dư trong bình khí axetylen theo nhiệt độ (từ dưới $0^\circ\text{C}$ đến $35^\circ\text{C}$ tương ứng áp suất tối thiểu từ $0{,}5$ đến $3{,}0\text{ kg/cm}^2$), khoảng cách an toàn giữa chai khí cháy và nguồn nhiệt ($\ge 5\text{ m}$), khoảng cách chai khí tới vị trí làm việc ($\ge 10\text{ m}$).
  3. Cơ sở biến dạng dẻo và tính toán phôi: Ứng dụng công thức tính toán bán kính phôi tròn để gò chun chi tiết hình trụ: $$R_P = \sqrt{r^2 + 2rh}$$ (trong đó: $r$ là bán kính đáy ca trụ, $h$ là chiều cao ca trụ, $R_P$ là bán kính phôi phẳng khai triển).
  4. Quy trình nhiệt luyện phục hồi tính dẻo: Ứng dụng công nghệ ủ phôi kim loại trên lò rèn trong nguyên công gò chun nhằm khử ứng suất dư, phục hồi tổ chức kim loại và ngăn ngừa nứt mép.

Kỹ năng phát triển

Tài liệu tập trung rèn luyện các nhóm kỹ năng nghề nghiệp:

  • Kỹ năng kỹ thuật (Technical Skills): Thao tác mồi lửa, điều chỉnh ngọn lửa trung hòa, duy trì góc nghiêng mỏ cắt ($80^\circ - 90^\circ$ khi bắt đầu, $10^\circ - 20^\circ$ khi dịch chuyển); vận hành máy mài hai đá, máy khoan bàn, máy bẻ mí $90^\circ$, kéo cắt tôn có lưỡi cắt trái/phải; thao tác đục, giũa, tán đinh, gò sấn gân.
  • Kỹ năng phân tích và đo kiểm (Analytical Skills): Phân tích bản vẽ chi tiết; sử dụng thước lá, thước cặp, dưỡng phẳng, êke vuông; kiểm tra độ phẳng, độ tròn, độ vuông góc và dung sai kích thước ($\pm 0{,}5\text{ mm}$ đến $\pm 1\text{ mm}$). Nhận định các dạng sai hỏng (cháy mép, cắt không đứt, phôi cong vênh, hụt kích thước, đinh tán bị nứt, mối gấp mí lỏng) để xác định nguyên nhân và đưa ra giải pháp sửa chữa.
  • Năng lực gia công thực tế (Practical Competencies): Hoàn thiện các sản phẩm cơ khí hoàn chỉnh theo kích thước bản vẽ: Chi tiết dưỡng búa, Giá chặn sách, Mối ghép bẻ mí, Mối sấn gân thẳng, Viền chỉ kim loại, Bản lề lá lắp ghép hai vế, Ca trụ gò chun đáy phẳng thành đứng.

Phương pháp giảng dạy và học tập

Tiếp cận sư phạm (Pedagogical Approach)

Giáo trình áp dụng mô hình giảng dạy tích hợp theo năng lực thực hiện. Mỗi bài học được cấu trúc thống nhất theo 4 giai đoạn sư phạm:

  1. Chuẩn bị: Đọc bản vẽ, chuẩn bị phôi liệu (thép tấm CT3, tôn đen $S = 1{,}8\text{ mm}$, tôn mỏng $0{,}7 - 0{,}8\text{ mm}$), trang bị bảo hộ lao động (quần áo vải bạt, kính hàn, găng tay, giày da lộn), kiểm tra tình trạng máy móc và áp suất bình khí.
  2. Thao tác mẫu và hướng dẫn nguyên công: Hướng dẫn tư thế làm việc, vị trí cầm dụng cụ, điểm đặt lực, hướng dịch chuyển và thông số công nghệ.
  3. Thực hành luyện tập: Người học thực hiện gia công phôi theo trình tự các bước hướng dẫn trong phiếu nguyên công.
  4. Kiểm tra và đánh giá: Đo kiểm sản phẩm hoàn thiện, đối chiếu dung sai bản vẽ, tổng kết sai hỏng và vệ sinh công nghiệp (5S).

Bài tập thực hành và sản phẩm ứng dụng

Các bài thực hành được thiết kế bám sát thực tế sản xuất chi tiết vỏ tàu:

  • Bài tập cắt hơi: Cắt thép tấm CT3 kích thước $200 \times 400 \times 6\text{ mm}$ theo đường thẳng và đường cong tự do (thời gian thực hiện: 5 giờ/bài).
  • Bài tập nguội – gò liên hoàn: Chế tạo Giá chặn sách từ tôn $0{,}8 \times 100 \times 250\text{ mm}$ thông qua các bước vạch dấu, cắt bằng kéo/đục, uốn chân ngoài trên ê-tô $90^\circ$, uốn chân trong trên đe phẳng và giũa cạnh hoàn thiện.
  • Bài tập chi tiết lắp ghép: Gia công Bản lề lá từ tôn $0{,}8 \times 60 \times 56\text{ mm}$ và chốt thép CT3 $\phi 3 \times 70\text{ mm}$, thực hiện qua 6 bước: vạch dấu compa $R3$, bẻ mí $90^\circ$, cuốn ôm lõi thép, rà khít hai vế, tán đinh mũ và khoan lỗ bắt vít.
  • Bài tập gò biến dạng phức tạp: Gia công Ca trụ tròn từ tôn đen $S = 1{,}8\text{ mm}$ qua chuỗi nguyên công: cắt phôi $\phi 200\text{ mm}$, tạo đáy $\phi 90\text{ mm}$, chia phôi lên $12 - 16$ múi, gò chun trên đe trụ, ủ phục hồi dẻo trên lò rèn, chun lớp 2 xen kẽ múi, là phẳng và cắt phẳng miệng ca bằng đài vạch.
STT Tên bài tập ứng dụng Vật liệu & Kích thước phôi Kỹ năng gia công tích hợp Yêu cầu kỹ thuật chính
1 Cắt tấm thép bằng khí Thép tấm CT3 $200 \times 400 \times 6\text{ mm}$ Cắt hơi bằng tay theo đường thẳng và cong Đường cắt đứt hoàn toàn, thẳng đều, không dính xỉ
2 Chế tạo Dưỡng phẳng Tôn tấm $0{,}8 \times 60 \times 220\text{ mm}$ Vạch dấu mũi vạch, cắt kéo, giũa mép Vạch dấu sắc nét, chuyển tiếp cung tròn nhẵn, dung sai $\pm 0{,}5\text{ mm}$
3 Chế tạo Giá chặn sách Tôn tấm $0{,}8 \times 100 \times 250\text{ mm}$ Đục phôi, cắt kéo, uốn góc $90^\circ$, giũa Góc uốn đạt $90^\circ$, không nứt mép, đường giũa phẳng
4 Ghép mí kim loại Tôn tấm $0{,}7 \times 120 \times 100\text{ mm}$ Cắt kéo, bẻ mí $90^\circ$, gò ghép mí trên đe Mối ghép chặt, không tuột mí, mép thẳng, dung sai $\pm 1\text{ mm}$
5 Chế tạo Bản lề lá Tôn $0{,}8 \times 60 \times 56\text{ mm}$ + Thép $\phi 3\text{ mm}$ Bẻ mí tròn, ráp 2 vế, khoan bàn, tán đinh Hai vế đóng mở êm, mũ đinh tròn đều, lỗ khoan không bavia
6 Gò Ca trụ (Gò chun) Tôn đen $S = 1{,}8\text{ mm}$, $\phi 200\text{ mm}$ Chia múi, gò chun đe trụ, ủ lò rèn, là nhẵn Thành và đáy vuông góc, tròn đều, không rách nứt mép

Phương pháp đánh giá kết quả

Quy trình đánh giá được thực hiện theo ba tiêu chí định lượng:

  1. Kiến thức chuyên môn: Đánh giá thông qua vấn đáp hoặc bài kiểm tra viết về cấu tạo thiết bị, chế độ công nghệ cắt hơi, nguyên lý biến dạng dẻo và quy tắc an toàn khí nén.
  2. Kỹ năng thực hành: Đánh giá trực tiếp qua quan sát thao tác chuẩn và đo kiểm sản phẩm theo các tiêu chí: độ chính xác kích thước theo bản vẽ, độ vuông góc, độ phẳng bề mặt, độ sạch xỉ, mức độ biến dạng phôi.
  3. Thái độ và an toàn nghề nghiệp: Chấp hành quy định bảo hộ cá nhân, trật tự nơi làm việc, an toàn phòng chống cháy nổ, bảo quản thiết bị và vệ sinh phân xưởng sau ca làm việc.

Điểm nổi bật và tính thực tiễn của tài liệu

Giáo trình mang tính chuẩn hóa cao về mặt định lượng kỹ thuật, thể hiện qua các bảng tra cứu thông số phục vụ trực tiếp cho quá trình thực hành:

  • Bảng chế độ cắt hơi theo chiều dày kim loại:
    • Chiều dày $3 - 10\text{ mm}$: Khoảng cách đầu mỏ cắt đến bề mặt $h = 2 - 3\text{ mm}$;
    • Chiều dày $10 - 25\text{ mm}$: Khoảng cách $h = 3 - 4\text{ mm}$;
    • Chiều dày $25 - 50\text{ mm}$: Khoảng cách $h = 3 - 5\text{ mm}$;
    • Áp lực khí oxy cắt: $3 - 4\text{ kg/cm}^2$ (cho tôn dày $5 - 20\text{ mm}$), tăng dần lên $7 - 9\text{ kg/cm}^2$ (cho tôn dày $60 - 100\text{ mm}$).
    • Tốc độ di chuyển mỏ cắt duy trì trong khoảng $75 - 556\text{ mm/phút}$.
  KHOẢNG CÁCH MỎ CẮT (h = l + 2 mm)         ÁP LỰC KHÍ OXY CẮT THEO CHIỀU DÀY
  
   Mỏ cắt                                    Tôn 5-20mm:   [3 - 4 kg/cm²]
    | |                                      Tôn 20-40mm:  [4 - 5 kg/cm²]
    | |                                      Tôn 40-60mm:  [5 - 6 kg/cm²]
    |v|  --> [Nhân ngọn lửa: l]              Tôn 60-100mm: [7 - 9 kg/cm²]
   =====                                     
    |    --> [Khoảng cách h: 2-10 mm]        GÓC NGHIÊNG MỎ CẮT:
  --------------------- [Mặt tấm kim loại]   - Bắt đầu: 80° - 90°
  /////////////////////                      - Di chuyển: 10° - 20° (nghiêng ngược hướng cắt)
  --------------------- [Đáy tấm kim loại]   - Kết thúc: 0° (thẳng đứng)
  • Quy phạm an toàn công nghiệp đặc thù ngành tàu thủy: Tài liệu biên soạn chi tiết các tình huống xử lý khẩn cấp khi làm việc trong không gian kín của vỏ tàu (yêu cầu châm lửa ngoài đưa vào, thông gió cưỡng bức, giới hạn ca làm việc không quá 20 phút ở nhiệt độ $40 - 50^\circ\text{C}$); quy định xử lý an toàn bình khí nén; kỹ thuật thử kín mối nối bằng bọt xà phòng; quy trình sơ cấp cứu khi bị ngạt khí, bỏng nhiệt, điện giật và ngừng hô hấp.
  • Hệ thống bảng lỗi kỹ thuật chi tiết: Tất cả các bài thực hành gia công từ cắt tôn, uốn dũa, gò mí đến gò chun đều có bảng liệt kê chi tiết các dạng hư hỏng thường gặp, phân tích nguyên nhân kỹ thuật do thao tác và đưa ra biện pháp khắc phục tương ứng.

Đối tượng sử dụng giáo trình

  1. Học sinh, sinh viên ngành Công nghệ chế tạo vỏ tàu thủy:
    • Sử dụng cho hệ Trung cấp nghề và Cao đẳng nghề trong năm thứ nhất.
    • Điều kiện tiên quyết (Prerequisites): Đã học xong mô đun Sử dụng thiết bị thường dùng trong đóng tàu, nắm vững kiến thức cơ bản về an toàn điện và vẽ kỹ thuật cơ khí.
  2. Giảng viên và giáo viên hướng dẫn xưởng cơ khí:
    • Sử dụng làm giáo án khung để tổ chức phân phối 90 giờ giảng dạy.
    • Làm tài liệu cơ sở để chuẩn bị phôi liệu, thiết bị trạm hàn/cắt hơi, dụng cụ gò nguội và thiết lập tiêu chí đánh giá kỹ năng nghề.
  3. Kỹ thuật viên, công nhân gia công cơ khí vỏ tàu:
    • Dùng làm tài liệu tham khảo tra cứu quy trình công nghệ cắt nhiệt, công thức khai triển phôi gò gập, bảng áp lực khí nén và biện pháp an toàn trong các xưởng đóng mới, sửa chữa tàu thủy.

Câu hỏi thường gặp về giáo trình

1. Giáo trình này đào tạo cho cấp độ nào và nghề gì?
Giáo trình được biên soạn chuyên biệt cho hệ đào tạo Trung cấp nghề thuộc nghề Công nghệ chế tạo vỏ tàu thủy, Khoa Cơ khí, Trường Cao đẳng Hàng hải II.

2. Học viên cần có kiến thức nền tảng nào trước khi học mô đun này?
Người học cần hoàn thành mô đun Sử dụng thiết bị thường dùng trong đóng tàu, nắm được nguyên lý an toàn lao động cơ bản và kỹ năng đọc bản vẽ gia công cơ khí.

3. Tỷ lệ thời gian giữa lý thuyết và thực hành được phân bổ như thế nào?
Mô đun có tổng thời lượng 90 giờ, trong đó lý thuyết chiếm 18 giờ (20%), thực hành và thảo luận bài tập chiếm 66 giờ (73,3%), kiểm tra định kỳ chiếm 6 giờ (6,7%).

4. Giáo trình trang bị những kỹ năng gia công kim loại tấm nào?
Giáo trình bao gồm trọn vẹn 3 nhóm kỹ năng: Cắt tôn vỏ tàu (cắt khí bằng tay, cắt nhiệt bán tự động, cắt tự động, cắt cơ thủy lực); Nguội kỹ thuật (vạch dấu, đục, giũa, cưa, khoan $\phi 5 - \phi 30\text{ mm}$, tán đinh); Kỹ thuật Gò tôn (nắn phẳng, chế tạo dưỡng, gò banh, gò gấp mép, gò sấn bậc, gò chun, gò thúc trên tôn mỏng và tôn dày đến $10\text{ mm}$).

5. Các tiêu chuẩn an toàn nào được trích dẫn bắt buộc trong giáo trình?
Giáo trình trích dẫn và yêu cầu áp dụng trực tiếp Quy phạm kỹ thuật an toàn các bình chứa áp lực QPVN 2-1975, các quy định kiểm tra bình chứa khí oxy/axêtylen, tiêu chuẩn khoảng cách an toàn và quy trình sơ cứu tai nạn lao động trong xưởng đóng tàu.

Kết luận

Giáo trình Thực tập kỹ thuật (MĐ 14) của Trường Cao đẳng Hàng hải II là tài liệu đào tạo chuyên môn cung cấp hệ thống kiến thức thực nghiệm và quy trình thao tác chuẩn xác trong lĩnh vực gia công kết cấu vỏ tàu thủy. Với phương pháp tiếp cận mô đun hóa tích hợp thực hành tỷ lệ cao, tài liệu dẫn dắt người học qua lộ trình tuần tự từ cắt kim loại bằng nhiệt/cơ khí, gia công nguội cơ sở đến các kỹ thuật gò định hình biến dạng dẻo phức tạp. Hệ thống bảng chế độ công nghệ, công thức khai triển phôi và chỉ dẫn an toàn theo quy chuẩn QPVN 2-1975 tạo nền tảng vững chắc cho người học trong việc hình thành kỹ năng tay nghề và đáp ứng các tiêu chuẩn sản xuất công nghiệp ngành đóng tàu.