lịch sử phát triển ngành hàn

Lịch Sử Ngành Hàn: Hình Thành & Phát Triển Như Thế Nào? Leave a comment

Hàn là một kỹ thuật kết nối các vật liệu, thường là kim loại, bằng cách sử dụng nhiệt, áp lực hoặc cả hai. Ngành hàn đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của nền công nghiệp hiện đại, từ việc chế tạo máy móc, thiết bị đến xây dựng các công trình lớn.

Theo số liệu từ Hiệp hội Hàn Mỹ (AWS), ngành công nghiệp hàn đóng góp khoảng 400 tỷ đô la vào nền kinh tế toàn cầu mỗi năm.

Kỹ thuật hàn kim loại đã xuất hiện từ rất sớm trong lịch sử nhân loại, cách đây 4000 năm trước TCN với hai kỹ thuật chính: Hàn rèn và hàn vảy. Tới thời điểm cuối thế kỷ 18 và đầu thế kỷ 19, hàn đánh dấu những bước ngoặt phát triển mới với sự xuất hiện của kỹ thuật hàn hồ quang (1801), hàn khí (1903).

Đến thế kỷ 20, nhiều phương pháp hàn mới được ra đời hơn, bao gồm hàn hồ quang tay, hàn hồ quang tungsten khí trơ, hàn hồ quang kim loại khí. Các kỹ thuật hàn này góp phần nâng cao năng suất, chất lượng sản phẩm hàn.

Trong tương lai, ngành hàn có khả năng phát triển mạnh mẽ với nhiều cơ hội như sự hình thành các ngành công nghiệp mới, nhu cầu về sản phẩm hàn chất lượng và xu hướng tự động hóa. Đồng thời đối mặt với các thách thức như: cạnh tranh việc làm với robot, công nghệ phát triển liên tục và xu hướng vật liệu mới.

Để hiểu rõ hơn về lịch sử hình thành và phát triển ngành hàn, cùng khám phá qua bài viết sau nhé!

lịch sử phát triển ngành hàn
Lịch sử phát triển ngành hàn

Thời Kỳ Sơ Khai Của Hàn

Từ thời kỳ sơ khai – khoảng 4000 năm trước Công nguyên, lửa được xem là nguồn năng lượng chính được sử dụng trong kỹ thuật hàn, trong đó có hàn rèn. Cho tới thời điểm 2500 – 3400 năm TCN, kỹ thuật hàn vảy xuất hiện ở Mesopotamia và Ai Cập cổ đại, thường được dùng sản xuất đồ trang sức, đồ kim hoàn.

1. Thời kỳ cổ đại

Kỹ thuật hàn đã xuất hiện từ rất sớm trong lịch sử loài người. Bằng chứng sớm nhất về hàn được tìm thấy ở Trung Đông và châu u, với các đồ vật bằng vàng được hàn từ khoảng 4000 năm trước Công nguyên.

Trong thời kỳ này, phương pháp hàn nguyên thủy như hàn rèn (forge welding) đã được sử dụng. Hàn rèn là quá trình gia nhiệt các kim loại cho đến khi nóng đỏ, sau đó dùng búa để đập chúng lại với nhau.

Vào khoảng 2500 – 3400 năm TCN, ở Mesopotamia và Ai Cập cổ đại, hàn vảy cứng (brazing) và hàn vảy mềm (soldering) được phát minh và ứng dụng hàn đồ trang sức, đồ kim hoàn.

2. Thời kỳ Trung Cổ và Phục Hưng

Trong suốt thời kỳ Trung Cổ và Phục Hưng, kỹ thuật hàn rèn tiếp tục được sử dụng và cải tiến. Các thợ rèn tài ba như Benvenuto Cellini (1500 -1571) đã tạo ra những tác phẩm nghệ thuật và vũ khí tinh xảo bằng cách hàn các mảnh kim loại với nhau. Tuy nhiên, phương pháp này đòi hỏi sự khéo léo và kinh nghiệm cao của người thợ và chỉ phù hợp với quy mô sản xuất nhỏ.

Thời Kỳ Cách Mạng Công Nghiệp Cuối Thế Kỷ 18, Đầu Thế Kỷ 19

Cuộc Cách mạng Công nghiệp vào cuối thế kỷ 18 và đầu thế kỷ 19 đã mang lại những thay đổi lớn trong ngành hàn với sự ra đời của kỹ thuật hàn hồ quang và hàn khí.

1. Hàn hồ quang

Vào năm 1801, Humphry Davy – một nhà hóa học người Anh, đã phát hiện ra hiện tượng hồ quang điện. Tuy nhiên, phải mất gần một thế kỷ sau, kỹ thuật hàn hồ quang mới được phát triển và ứng dụng rộng rãi.

Năm 1881, Auguste de Méritens đã sử dụng hàn hồ quang để hàn các tấm pin mặt trời bằng chì. Đây được coi là ứng dụng thực tế đầu tiên của hàn hồ quang.

Hàn hồ quang sử dụng dòng điện để tạo ra nhiệt độ cao, làm nóng chảy kim loại và tạo thành mối hàn.

Hàn hồ quang có khả năng hàn nhanh, hiệu quả và tạo ra mối hàn chắc chắn. Tuy nhiên, phương pháp này đòi hỏi người thợ phải có kỹ năng cao và tuân thủ nghiêm ngặt các biện pháp an toàn do làm việc với dòng điện mạnh.

lich su nganh han 3
Hàn hồ quang

2. Hàn khí

Song song với sự phát triển của hàn hồ quang, hàn khí cũng dần trở nên phổ biến. Năm 1903, hai nhà phát minh người Pháp là Edmond Fouché và Charles Picard đã chế tạo thành công mỏ hàn khí oxy-acetylene đầu tiên.

Loại mỏ hàn này sử dụng sự đốt cháy của khí acetylene trong môi trường giàu oxy để tạo ra nhiệt độ cao, lên đến 3500°C. Hàn khí oxy-acetylene nhanh chóng được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp, đặc biệt là trong lĩnh vực sửa chữa và bảo dưỡng.

Tóm lại, tiến bộ công nghệ hàn luôn song hành với sự phát triển của các cuộc cách mạng công nghiệp.

lich su nganh han 4
Quá trình hàn khí

Tiến Bộ Công Nghệ Hàn Trong Thế Kỷ 20

Thế kỷ 20 đánh dấu những bước tiến vượt bậc trong công nghệ hàn, với sự ra đời và phát triển của nhiều phương pháp hàn mới như hàn hồ quang tay, hàn hồ quang tungsten khí trơ, hàn hồ quang kim loại khí. Những tiến bộ này giúp nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm, đã góp phần quan trọng vào sự phát triển của nhiều ngành công nghiệp như đóng tàu, ô tô, xây dựng và cơ khí.

1. Hàn hồ quang tay (SMAW)

Hàn hồ quang tay (hàn que) là một trong những phương pháp hàn phổ biến nhất trong thế kỷ 20.

Năm 1907, kỹ sư người Thụy Điển Oscar Kjellberg phát minh ra que hàn bọc, đánh dấu một bước tiến quan trọng trong ngành hàn. Lớp thuốc bọc giúp bảo vệ mối hàn khỏi sự oxy hóa và nhiễm bẩn, đồng thời tạo ra một lớp xỉ dễ loại bỏ sau khi hàn. Ngày nay, hơn 50% các ứng dụng hàn trong công nghiệp vẫn sử dụng phương pháp SMAW.

Hàn hồ quang tay (SMAW)
Hàn hồ quang tay (SMAW)

2. Hàn hồ quang tungsten khí trơ (GTAW)

Hàn TIG (hàn hồ quang tungsten khí trơ) là một phát triển quan trọng khác trong lịch sử ngành hàn. Quy trình hàn TIG được phát minh vào những năm 1930 bởi Russell Meredith tại Northrop Aircraft Company.

Phương pháp này sử dụng một điện cực không tiêu hao làm bằng tungsten và một lớp khí bảo vệ, thường là argon hoặc heli, để tạo ra mối hàn chất lượng cao trên các vật liệu như nhôm, magiê và thép không gỉ.

Hàn TIG chiếm khoảng 10 % thị phần trong ngành công nghiệp hàn.

Hàn hồ quang tungsten khí trơ (GTAW)
Hàn hồ quang tungsten khí trơ (GTAW)

3. Hàn hồ quang kim loại khí (GMAW)

Hàn MIG (hàn hồ quang kim loại khí) là một bước tiến đáng kể trong lịch sử ngành hàn. Quy trình này được phát minh vào cuối những năm vào năm 1941 bởi Meredith và trở nên phổ biến hơn nhờ Lyubavskii và Novoshilov.

Hàn MIG sử dụng một cuộn dây hàn liên tục làm điện cực tiêu hao và một lớp khí bảo vệ, thường là hỗn hợp của argon và carbon dioxide. Ưu điểm của phương pháp này là tốc độ hàn nhanh và khả năng tự động hóa cao.

Hàn MIG chiếm khoảng 30% thị phần trong ngành công nghiệp hàn.

4. Các tiến bộ khác

Bên cạnh đó, nhiều quy trình hàn chuyên biệt cũng được phát triển để đáp ứng nhu cầu của từng ngành công nghiệp. Chẳng hạn, trong ngành đóng tàu, hàn hồ quang chìm (SAW) được sử dụng rộng rãi để hàn các tấm thép dày. Theo Tổ chức Hàn Thế giới (IIW), hàn chiếm khoảng 20-25% tổng chi phí đóng mới một con tàu.

Sự phát triển của công nghệ hàn cũng đi kèm với việc nâng cao tiêu chuẩn đào tạo và chứng nhận cho thợ hàn. Các tổ chức như Hiệp hội Hàn Mỹ (AWS) đã đưa ra các chứng chỉ như Certified Welding Inspector (CWI) và Certified Welder (CW) để đảm bảo chất lượng và an toàn trong ngành hàn.

Tóm lại, thế kỷ 20 đã chứng kiến những bước tiến đáng kể trong công nghệ hàn, từ hàn hồ quang tay đến hàn TIG, MIG và nhiều quy trình chuyên biệt khác. Những tiến bộ này đã góp phần thúc đẩy sự phát triển của nhiều ngành công nghiệp quan trọng và đặt nền móng cho những đổi mới trong tương lai của ngành hàn.

Thách Thức Cơ Hội Ngành Hàn Trong Tương Lai

Sự phát triển của các ngành công nghiệp mới, nhu cầu về các sản phẩm hàn chất lượng cao và xu hướng tự động hóa là những cơ hội lớn cho sự tăng trưởng của ngành hàn. Tuy nhiên, sự cạnh tranh của robot hàn, sự thay đổi nhanh chóng của công nghệ và yêu cầu về kỹ năng mới cũng đặt ra nhiều thách thức cho ngành.

1. Cơ hội

Sự phát triển của các ngành công nghiệp mới như năng lượng tái tạo, hàng không vũ trụ, y tế đang tạo ra nhu cầu lớn về dịch vụ và nhân lực hàn chuyên nghiệp.

Ví dụ, theo IRENA, công suất lắp đặt năng lượng tái tạo toàn cầu dự kiến tăng từ 2,799 GW năm 2020 lên 4,800 GW vào năm 2030.
Đồng thời, nhu cầu về các sản phẩm và kết cấu hàn chất lượng cao đang gia tăng, đặc biệt trong lĩnh vực xây dựng và cơ sở hạ tầng. Theo IIW, quy mô thị trường xây dựng cầu toàn cầu ước tính đạt 908 tỷ USD năm 2019 và dự kiến tăng lên 1.212,6 tỷ USD vào năm 2027.

Xu hướng tự động hóa và sử dụng robot hàn cũng đang mở ra cơ hội phát triển các dịch vụ hàn chuyên biệt, tối ưu hóa quy trình sản xuất và nâng cao chất lượng sản phẩm.

lich su nganh han 7
Robot hàn

2. Thách thức

Sự cạnh tranh từ robot hàn và tự động hóa đang đặt ra thách thức về việc làm cho công nhân hàn truyền thống. Theo IFR, số lượng robot hàn công nghiệp toàn cầu tăng từ 66,000 đơn vị năm 2015 lên 108,000 đơn vị năm 2020.

Công nghệ hàn đang thay đổi nhanh chóng với sự ra đời của các kỹ thuật hàn tiên tiến như hàn laser, hàn tia điện tử, hàn ma sát khuấy (FSW), đòi hỏi người thợ hàn phải liên tục cập nhật kiến thức và kỹ năng.

Hơn nữa, xu hướng sử dụng vật liệu mới như hợp kim nhẹ, composite, vật liệu nano yêu cầu ngành hàn phải thay đổi, thích ứng nhanh về mặt quy trình, thiết bị và kiến thức chuyên môn.

Những Câu Hỏi Liên Quan Tới Ngành Hàn

1. Để nắm bắt được cơ hội và vượt qua thách thức trong tương lai, ngành hàn Việt Nam cần có giải pháp gì?

Để nắm bắt cơ hội và vượt qua thách thức, ngành hàn Việt Nam cần tập trung vào:

  • Đầu tư nghiên cứu và phát triển công nghệ hàn tiên tiến.
  • Nâng cao chất lượng đào tạo, cập nhật chương trình giảng dạy phù hợp với yêu cầu của thị trường lao động.
  • Thúc đẩy hợp tác quốc tế trong nghiên cứu, chuyển giao công nghệ và đào tạo nhân lực.
  • Chuyển đổi số và ứng dụng các công nghệ mới như dữ liệu lớn, điện toán đám mây, thực tế ảo/tăng cường (VR/AR) để tối ưu hóa quy trình sản xuất.
  • Phát triển các dịch vụ hàn chuyên biệt, đáp ứng nhu cầu đa dạng của khách hàng.

2. Ngành hàn đóng vai trò như thế nào trong ngành công nghiệp ô tô?

Trong ngành công nghiệp ô tô, hàn được sử dụng rộng rãi để lắp ráp khung xe, thân xe và các bộ phận khác. Một chiếc ô tô trung bình chứa khoảng 4000 điểm hàn, chiếm gần 50% tổng số liên kết trong xe. Các quy trình hàn phổ biến trong ngành ô tô bao gồm hàn điểm chống (RSW), hàn MIG/MAG và hàn laser.

3. Hàn chiếm bao nhiêu phần trăm chi phí trong ngành đóng tàu?

Theo Tổ chức Hàn Thế giới (IIW), hàn chiếm khoảng 20-25% tổng chi phí đóng mới một con tàu.

4. Những tiêu chuẩn và chứng nhận quan trọng nào được áp dụng trong ngành hàn?

Những tiêu chuẩn và chứng nhận được áp dụng trong ngành hàn gồm:

  • Tiêu chuẩn AWS D1.1 về hàn kết cấu thép của Hiệp hội Hàn Mỹ (AWS).
  • Tiêu chuẩn ASME IX về trình độ thợ hàn của Hội Kỹ sư Cơ khí Hoa Kỳ (ASME)
  • Chứng nhận Certified Welding Inspector (CWI) của AWS.
  • Chứng nhận Certified Welder (CW) của AWS.
  • Chứng nhận EN 287 và ISO 9606 của châu Âu.

5. Những vật liệu hàn tiên tiến nào đang được nghiên cứu và ứng dụng?

Một số vật liệu hàn tiên tiến đang được nghiên cứu và ứng dụng bao gồm:

  • Hợp kim nhẹ như hợp kim nhôm-lithium (Al-Li).
  • Vật liệu composite nền kim loại và nền polyme.
  • Vật liệu nano với các hạt cực nhỏ có kích thước nano mét.

6. Những kỹ năng và kiến thức nào sẽ cần thiết cho thợ hàn trong tương lai?

Ngoài các kỹ năng hàn truyền thống, thợ hàn trong tương lai cần phải thành thạo:

  • Vận hành và bảo trì hệ thống hàn tự động, robot hàn.
  • Sử dụng công nghệ in 3D kim loại.
  • Kiến thức về vật liệu hàn tiên tiến như hợp kim nhẹ, composite, vật liệu nano.
  • Sử dụng phần mềm mô phỏng và tối ưu hóa quy trình hàn.
  • Kỹ năng làm việc với các công nghệ số và trí tuệ nhân tạo.

7. Ngành hàn đóng vai trò gì trong xã hội hiện đại?

Ngành hàn đóng vai trò vô cùng quan trọng trong nhiều lĩnh vực của đời sống xã hội như công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ, nghệ thuật.

  • Công nghiệp: Hàn được sử dụng để chế tạo, sửa chữa, lắp ráp các thiết bị, máy móc, phương tiện giao thông, công trình xây dựng,…
  • Nông nghiệp: Kỹ thuật hàn được ứng dụng trong sản xuất máy móc, dụng cụ nông nghiệp, hệ thống tưới tiêu.
  • Dịch vụ: Hàn được sử dụng trong sửa chữa điện tử, đồ gia dụng, trang thiết bị y tế,…
  • Nghệ thuật: Kỹ thuật hàn được sử dụng để tạo ra các tác phẩm nghệ thuật độc đáo từ kim loại.

8. Nên mua thiết bị hàn ở đâu chất lượng, giá tốt?

Công ty Cổ phần Công nghệ và Thiết bị Công nghiệp VEGA (Vegatec) tự hào là một địa chỉ uy tín để mua các thiết bị hàn chất lượng với giá cả hợp lý. Tại đây có đa dạng các dạng máy hàn kim loại gồm máy hàn thổi than, máy hàn CO2/ Mig/ Mag, máy hàn Tig/ máy hàn que

Ưu điểm nổi bật:

  • Hàng bán ra cam kết chính hãng, nói không với hàng giả, hàng kém chất lượng.
  • Đội ngũ nhân viên kỹ thuật giàu kinh nghiệm, sẵn sàng tư vấn và hỗ trợ khách hàng trong quá trình lựa chọn, sử dụng và bảo trì thiết bị.
  • Hỗ trợ bảo hành theo chính sách của hãng.
  • Vận chuyển và lắp đặt máy tận nơi.

Ngoài các thiết bị hàn, cắt plasma, Vegatec còn cung cấp nhiều loại máy móc, thiết bị gia công cơ khí khác. Liên hệ để biết thêm chi tiết!

Trả lời