Từ trước đến nay trong công tác đào tạo nghề hàn, để gá kẹp phôi hàn và định vị phôi hàn cho học sinh luyện tập, thường sử dụng vít đai ốc để tạo lực kẹp chặt phôi hàn cho học sinh luyện tập.

Tuy nhiên cách làm này lại tồn tại rất nhiều nhược điểm, ảnh hưởng lớn đến công tác giảng dạy của giáo viên và việc luyện tập của học sinh như: chưa linh hoạt gá được phôi ở tất cả các vị trí hàn trong không gian; chưa linh hoạt được khi kẹp các dạng liên kết đặc biệt là liên kết góc có kích thước bề rộng tấm phôi hẹp; lực kẹp phôi (lực xiết của các bu lông) không được duy trì đủ mạnh nên mất an toàn lao động vì phôi có thể bị rơi khi học sinh đang hàn; bu lông xiết chặt phôi hàn nhanh bị hỏng nên trong thời gian ngắn phải thay thế cả tay gá, đặc biệt với cách làm cũ này sẽ khó tự động hóa quá trình gá phôi hàn.

Là giáo viên trực tiếp giảng dạy tại trường cao đẳng nghề cơ điện xây dựng Việt Xô, thầy giáo Phạm Hoài Nam và các đồng nghiệp, đã nghiên cứu, tìm tòi để mong muốn có một giải pháp khắc phục những hạn chế trong việc sử dụng vít đai ốc để tạo lực kẹp chặt phôi hàn. Sau nhiều ngày đêm trăn trở, thầy và đồng nghiệp đã tìm ra giải pháp chế tạo ra “thiết bị gá kẹp phôi hàn sử dụng khí nén”, giải pháp ra đời đã khắc phục được hầu hết những nhược điểm của các giải pháp cũ. Ngoài ra thiết bị này còn có khả năng tự động hóa rất cao, nên giảm thiểu đáng kể sức lao động của người học trong quá trình làm việc và luyện tập nâng cao tay nghề của người học. Đồng thời, giúp ích rất nhiều cho giáo viên trong việc truyền tải lý thuyết và kỹ năng đến đối tượng học sinh.

Nguyên lý hoạt động của Thiết bị gá kẹp phôi hàn sử dụng khí nén là dùng lực đẩy piston do áp lực khí nén tạo ra trong xi lanh khí nén để làm lực kẹp phôi hàn hoặc lực đẩy tay ga phôi hàn lên cao hoặc xuống thấp tùy nhu cầu sử dụng thực tế. Khi sử dụng nguồn điện 220v cho động cơ hoạt động, động cơ nối với bơm của máy nén khí tạo ra khí nén đi qua van 1 chiều vào bình chứa khí nén. Khí nén được đưa qua bộ lọc bụi và nước để tạo ra khí nén sạch đi đến 2 van đảo chiều qua 2 nhánh dây 1 và 2. Van đảo chiều có tác dụng đảo chiều khí nén ngược nhau vào van tiết lưu và xi lanh, từ đó làm cho piston di chuyển ngược chiều, đi lên hoặc xuống đối với cơ cấu chấp hành đẩy phôi hàn lên cao, hay xuống thấp hoặc sang trái, sang phải để kẹp phôi hoặc nhả phôi hàn. Để đảm bảo điều kiện làm việc của thiết bị gá kẹp phôi hàn sử dụng khí nén cần: máy nén khí có thể tạo ra khí nén với áp suất từ 0,5Mpa trở lên; ống dẫn dây khí đảm bảo chắc kín; các phần tử khí nén đảm bảo đúng thông số kỹ thuật; nguồn điện xoay chiều một pha.

Sau khi hoàn thành thiết bị, nhóm tác giả đã đưa thiết bị vào kiểm nghiệm thực tế tại xưởng của trường Cao đẳng nghề cơ điện xây dựng Việt Xô. Hầu hết học sinh khi sử dụng thiết bị đều nhận xét đây là thiết bị gá kẹp phôi mang tính ứng dụng cao và hiện đại, mang lại hứng thú khi học và giảm đáng kể sức lao động trong quá trình gá kẹp phôi hàn có khối lượng nặng.

Trong quá trình thực nghiệm cũng dễ dàng nhận thấy những ưu điểm nổi trội mà thiết bị này mang lại:

Thứ nhất về mặt kinh tế: thiết bị giúp tiết kiệm thời gian khi gá phôi hàn vì thiết bị gá kẹp phôi hàn sử dụng khí nén tự động kẹp phôi hàn; Thiết bị này có thể tự động nâng hạ và xoay phôi hàn nên tiết kiệm thời gian nâng hạ và xoay phôi hàn so với giải pháp cũ phải thực hiện bằng tay trong quá trình làm việc; giá thành chế tạo rẻ so với nhập khẩu thiết bị gá phôi hàn từ nước ngoài.

Thứ hai về mặt xã hội: trong quá trình luyện tập, công việc gá hàn cũng đóng một vài trò quan trọng trong việc hình thành kỹ năng của người học. Tuy nhiên việc gá hàn từ trước đến nay chỉ dừng lại ở những dụng cụ thiết bị thô sơ, tuy vẫn có thể gá phôi chắc chắn nhưng sau một thời gian những thiết bị thô sơ này lại gây khó khăn trong quá trình gá hàn do rất nhanh hỏng phần gá kẹp và bu lông khó vặn. Thiết bị gá kẹp phôi hàn sử dụng khí nén ra đời không những đáp ứng được việc gá hàn chắc chắn trong quá trình luyện tập mà nó còn giảm thiểu đáng kể sự năng nhọc trong quá trình luyện tập cải thiện đáng kể điều kiện học tập của người học từ đó gây hứng thú cho người học giúp học sinh nhanh hình thành kỹ năng hàn. Đặc biệt thiết bị này ra đời với công sức của các thầy cô giáo nhà trường đã một lần nữa góp phần động viên, tạo tiền đề nghiên cứu khoa học và sáng tạo cho thầy cô và các em trong nhà trường.

Thứ ba, về mặt môi trường: đây là thiết bị khi sử dụng không tạo ra khí thải gây ô nhiễm môi trường vì vậy nó hoàn toàn an toàn với môi trường.

Có thể khẳng định rằng, thiết bị gá kẹp phôi hàn sử dụng khí nén là thiết bị gá kẹp phôi hàn hiện đại dùng để gá kẹp phôi hàn ứng dụng trong giảng dạy các Mô Đun chuyên môn nghề hàn tại các trường dạy nghề. Đây cũng là thiết bị lần đầu tiên thực hiện trong tỉnh Ninh Bình với tính ứng dụng rất cao và đã được thực tế kiểm nghiệm.

Phạm Đào