دستگاه جوش (اینورتر جوشکاری)
دستگاه جوش
جوشکاری یک فرآیند بسیار مهم در صنعت به حساب میآید چون فرایندی است که باعث اتصال دو قطعه به یکدیگر و ساخت تجهیزات مهم صنعتی میشود. به همین دلیل تاکنون دستگاههای جوش مختلفی طراحی و ساخته شده است که هر کدام از آنها ویژگیهای خاصی دارند. ترانسفورماتور جوشکاری، رکتیفایر جوش، ژنراتور یا دینام جوش و اینورتر جوشکاری از جمله مهمترین دستگاههای جوش هستند.
ترانسفورماتور جوشکاری و رکتیفایر جوش جزء دستگاههای جوش اولیه و قدیمی به حساب میآیند. اما در حال حاضر با توجه به پیشرفت تکنولوژی، دستگاه جوشی به عنوان اینورتر جوشکاری ساخته شده است. دستگاه اینورتر در مقایسه با دیگر دستگاههای جوش وزن کمتر و مصرف برق پایینتری دارد.
در ادامه این مطلب توضیحات بیشتری درباره تعریف اینورتر جوشکاری، انواع اینورتر، شیوه عملکرد آن، ویژگیهایی دارد و هر آنچه که به شناخت بهتر این دستگاه کمک میکند بیان شده است. همچنین در انتها به بررسی محدوده قیمت دستگاه جوش ایرانی نیز پرداختهایم.
اینورتر جوشکاری چیست؟
اینورتر جوشکاری، یکی از دستگاههای ضروری برای انجام فرایند جوشکاری است. این دستگاه با تولید انرژی برق و حرارت بالا در سطح دو قطعه، ابتدا آنها ذوب میکند و سپس به یکدیگر میچسباند. با استفاده از این دستگاه میتوان فلزات مختلف را به یکدیگر متصل کرد. به همین دلیل اینورتر در صنایع مختلف کاربرد دارد. اتصال دربهای آهنی منازل و ادارات رایجترین کاربرد این دستگاه محسوب میشود.
درباره شیوه عملکرد این دستگاه باید گفت که منبع تغذیه اینورتر، وظیفه فراهم کردن جریان بالا جوشکاری را بر عهده دارد. معمولا در این دستگاه از طریق رکتیفایر و سوئیچ، جریان متناوب ۶۰ هرتز (AC) برق ورودی به جریان (DC) خروجی تبدیل میشود. از آنجایی که این دستگاه برای سطوح مختلف مورد استفاده قرار میگیرد میزان جریان خروجی و ولتاژ آن قابل تنظیم است.
لوازم جانبی اینورتر جوشکاری
کابل، انبر جوش و انبر اتصال سه قطعه جانبی مهم اینورتر جوشکاری هستند که هر کدام یک کار را انجام میدهند. به عنوان مثال انبر وظیفه نگه داشتن الکترود با شمارههای متفاوت را برعهده دارد. کابل نیز جریان را به انبر و در آخر به الکترود منتقل میکند.
انواع دستگاه جوش
معمولا جوشکاری یک روش برای اتصال سطوحی همچون فلز، سرامیک، پلیمر و کامپوزیت است. در واقع طی این روش ابتدا سطح ماده بر اثر دمای بالا ذوب میشود تا پس از سرد شدن، دو سطح دو ماده به یکدیگر متصل شوند. از آنجایی که هر ماده یا سطحی دارای یکسری ویژگیهای خاص است، دستگاه جوش نیز باید متناسب با ویژگیهای همان ماده باشد. به همین دلیل تاکنون انواع دستگاه جوش با قابلیتهای مختلف تولید شده است. موارد زیر جزء رایجترین و بهترین اینورتر جوشکاری موجود در بازار هستند:
اینورتر جوش تیگ یا آرگون TIG
روشهای مختلفی برای جوشکاری فلزات وجود دارد زیرا هر فلزی دارای یکسری ویژگیهای منحصربهفرد است. فولاد، فولاد ضد زنگ، کروم، آلومینیوم، آلیاژهای نیکل، منیزیم، مس، برنج، برنز و طلا از جمله فلزاتی هستند که به روش تیگ جوشکاری میشوند. اینورتر جوش تیگ یکی از انواع اینورترهای موجود در بازار است که بیشتر برای جوشکاری فولادهای پرآلیاژ و پرکربن کاربرد دارد.
اینورتر جوش میگ یا CO2
روش میگ (Metal Inert Gas) یا CO2 یک روش دیگر برای جوشکاری فلزات است. طی این روش گاز CO2 وظیفه جلوگیری از ورود اکسیژن در محل جوش را بر عهده دارد. سرعت بالای این روش باعث شده است تا در جوشکاری تجهیزات صنایع مختلف کاربرد داشته باشد. اینورتر جوش میگ نیز یکی از کاربردیترین انواع اینورترها محسوب میشود. این نوع از اینورتر بیشتر مناسب فلزاتی است که مقاومت جوش بالایی دارند.
اینورتر جوشکاری الکترود یا MMA
اینورتر جوشکاری الکترود یا MMA (Manual Metal Arc welding) نوعی اینورتر است که برای جوشکاری فلزات و آلیاژهای آهنی کاربرد دارد. در این نوع دستگاه یک لایه سیلیسی یا سیمانی در قسمت الکترودهای دستگاه وجود دارد تا از ورود اکسیژن به محل جوش و حوضچه مذاب پیشگیری کند.
طرز کار با دستگاه جوش چگونه است؟
قطعا برای تمام افرادی که قصد استفاده از این دستگاه را دارند، مهم است که بدانند طرز کار اینورتر چگونه است؟
- ابتدا باید دستگاه اینورتر را به برق متصل کرد.
- پس از آن باید انبر جوش را به جریان مثبت و انبر اتصال را به جریان منفی دستگاه اینورتر متصل نمود.
- سپس باید دستگاه را روشن کرد.
- پس از روشن کردن دستگاه باید بهترین الکترود مورد نیاز برای جوشکاری انتخاب کرد. معمولا قطر الکترود بر اساس سطح موردنظر انتخاب میشود.
- در این مرحله نوبت به تنظیم شدت جریان خروجی دستگاه است. البته باید گفت میزان جریان خروجی نیز بر اساس قطر الکترود تنظیم میشود. معمولا یک فرمول برای این کار در نظر میگیرند و باید قطر الکترود را ضربدر ۳۵ کرد تا بهترین میزان شدت جریان به دست آید. برای الکترود با قطر ۲.۵، شدت جریان در بازه۸۰ تا ۱۲۰ آمپر مناسب است.
کاربردهای اینورتر جوشکاری
به طور کلی اینورتر جوشکاری در صنایع مختلف کاربرد داردکه در ادامه به چند مورد از مهمترین آنها اشاره شده است:
- صنعت ساخت درب و پنجرههای آهنی
- صنایع ساخت کشتی و لوازم دریایی
- صنایع هوا فضا
- پروژههای عمرانی و ساختمانی
- ساخت ریلهای راه آهن
- صنایع تولید ماشین آلات صنعتی
- صنایع ماشین سازی
- ساخت ابزارآلات صنعتی
- کارخانههای پتروشیمی
- صنایع ساخت لولههای نفتی و گازی
- ساخت تجهیزات نیروگاههای برق
بهترین دستگاه جوش
همان طور که در بخشهای قبلی این مطلب به آن اشاره شد، اینورتر جزء تجهیزات پرکاربرد در صنایع و مشاغل مختلف است. در همین راستا برندهای مختلفی از لین دستگاه در بازار وجود دارد. برندهایی همچون آروا، رونیکس و صبا جزء برندهای مطرح این دستگاه هستند. در ادامه به ویژگیهای دستگاههای این سه برند اشاره شده است.
دستگاه جوش آروا
برند آروا «Arva» یک برند نام آشنا در زمینه تولید انواع اینورترهای جوشکاری است که حدود ۳۰ سال سابقه دارد. تمام دستگاههای تولید شده توسط این برند مطابق استانداردهای جهانی و بینالمللی هستند. اینورتر«Inverter» آروا مانند سایر دستگاههای جوش جریان برق متناوب شهر را به جریان برق مستقیم مینماید. از آنجایی که برای جوشکاری سطوح مختلف به مقدار جریان خروجی و ولتاژ متنوع نیاز است؛ این شرکت دستگاههای خود را با قابلیت تنظیم شدت جریان تولید کرده است. با توجه به اهمیت این دستگاه در صنایع مختلف اینورترهای شرکت آروا به سه نوع اینورترهای خانگی، اینورترهای نیمه صنعتی و اینورترهای صنعتی تقسیم میشوند.
انواع دستگاه جوش آروا
- اینورتر جوشکاری ۱۶۰ آمپر: این دستگاه جزء اینورترهای قابل حمل است و بیشتر در مصارف خانگی کاربرد دارد.
- اینورتر جوشکاری ۲۰۰ آمپر آروا: این مدل به دلیل قدرت بالا برای جوشکاری قطعات نیمه صنعتی کاربرد خوبی دارد. معمولا از این دستگاه بر جوشکاری فولاد ضد زنگ، فولاد آلیاژی و فولاد سخت کربندار استفاده میشود.
- اینورتر جوشکاری ۳۱۵ آمپر: این نوع از تکنولوژی lGBT برخوردار است. به دلیل داشتن تکنولوژی قطع کننده حفاظتی هنگام نوسانات برق دچار آسیب نمیشود.
دستگاه جوش رونیکس
برند رونیکس نیز یکی از برندهای مطرح در تولید دستگاههای جوشکاری به حساب میآید. به دلیل متفاوت بودن ویژگیهای فلزات مختلف، این برند دستگاههای جوش خود را با قابلیتهای متنوع تولید میکند. تمامی دستگاههای جوش رونیکس مطابق آخرین تکنولوژیهای روز دنیا ساخته میشوند.
انواع دستگاه جوش رونیکس
- اینورتر جوشکاری ۲۰۰ آمپر رونیکس: یکی از دستگاه جوش تولیدی این برند است. به دلیل وزن بالا دستگاه و سخت بودن جابهجایی آن بیشتر در کارگاههای صنعتی مورد استفاده قرار میگیرد.
- اینورتر جوشکاری ۲۵۰ آمپر رونیکس: مدل دیگری از اینورترهای محبوب برند رونیکس نوع ۲۵۰ آن است. چون دارای تکنولوژی Hot Start ایت تا هنگام نوسانات برق دچار آسیب نشود.
اینورتر جوشکاری صبا
شرکت صبا بیش از ۸ نوع دستگاه اینورتر با قابلیتهای متنوع تولید کرده است. هر یک از این دستگاهها دارای ویژگیهای خاصی هستند. موارد زیر مشخصات دستگاه جوش اینورتر ۲۰۰ آمپر صبا الکتریک ۲۰۰ TURBO است.
- خروجی واقعی این دستگاه ۲۰۰ آمپر است.
- دارای لوازم جانبی مانند کابل و انبر است.
- قابلیت جوشکاری هر نوع الکترود قلیایی و روتیلی دارد.
- قابلیت ذوب انواع الکترودها به جز الکترود سلولزی را دارد
- دارای صفحه نمایش دیجیتال برای نمایش آمپر خروجی دستگاه است.
- دارای دو ولوم برای تنظیم آمپر خروجی و نیز تنظیم Arc Force است.
- توانایی ذوب الکترودهایی که قطر ۳ و ۴ را دارد.
- وزن سبکی دارد که همین مسئله حمل و نقل آن را سادهتر کرده است.
- دارای تکنولوژی IGBT است.
- مصرف برق آن بهینه شده است.
- وزن و اندازه کوچکی دارد.
- جریان خروجی دستگاه یکنواخت و بسیار پایدار است.
- طراحی دستگاه بر اساس آخرین استانداردهای CE-ISO-IEC انجام شده است.
- دارای تکنولوژی کنترل نوسانات برق ورودی شبکه است.
- در صنایع مختلف جوشکاری، جوشکاری خانگی و جوشکاری کارگاهی کاربرد دارد
- مناسب صنایع فلزی، نفت، پتروشیمی، کشتی سازی، خودروسازی، سازه سیمان، فولاد و… است.
ویژگی های اینورتر جوشکاری
همانطور که در ابتدای متن به آن اشاره کردیم دستگاههای مختلفی برای جوشکاری وجود دارد. در حال اینورتر به دلیل ویژگیهای منحصربهفرد از محبوبیت بیشتری برخوردار است. موارد زیر مهمترین ویژگیهای این دستگاه نسبت به سایر دستگاهها محسوب میشود.
کاهش حجم و وزن دستگاه
فناوری جدید به کار برده شده برای تبدیل جریان برق AC به DC در دستگاههای جوش اینورتر باعث کاهش وزن آن شده است. چون قطعات الکتریکی امروزی معمولا با وزن کم و اما قدرت بالا تولید میشوند. وزن کم دستگاه باعث میشود تا جابهجایی آن سادهتر باشد.
راندمان بالا اینورتر
معمولا دستگاههای جوش قدیمی راندمان بالایی نداشتند و مس از مدت کوتاهی باید استراحت میکردند. اما با توجه به پیشرفت تکنولوژی، هر روز دستگاههای اینورتر با چرخه عملکرد بالاتری تولید میشود. در حال حاضر چرخه عملکرد دستگاههای اینورتر جدید حدود ۸۰-۹۰٪ است.
انعطافپذیری بالاتر
یکی دیگر از ویژگیهایی که باعث شده تا در حال حاضر اینورتر محبوبیت بیشتری داشته باشد؛ انعطاف پذیری بالای آن است. زیرا در این دستگاه مقدار دقیق جریان خروجی به وسیله ولومهای نصب دستگاه تنظیم میشود. به همین دلیل قابلیت انواع الکترود با این دستگاه وجود دارد.
کیفیت خروجی نهایی
هر سطحی دارای یک شدت جریان مخصوص به خود است. چنانچه شدت جریان از حد استاندارد کمتر یا بیشتر باشد. کیفیت اتصال نیز دچار مشکل میشود. دستگاههای قدیمی جوش قابلیت تنظیم شدت جریان را نداشتند. به همین دلیل عدم کنترل شدت جریان، پایین آمدن کیفیت نهایی کار را در پی داشت. اما در حال حاضر با توجه به قابلیت کنترل شدت جریان که در این دستگاه وجود دارد، معمولا کیفیت خروجی کار افزایش پیدا کرده است. چون جوشکاری مطابق شدت جریان مورد نیاز هر سطح انجام میشود.
افزایش سرعت کار
سرعت فرایند جوشکاری به سرعت ذوب الکترودها بستگی دارد. استفاده فناوریهای جدید در این دستگاه سبب افزایش سرعت کار آن شده است. چون در دستگاههای جوش جدید یا همان اینورترها، معمولا الکترودها با سرعت بالاتری به نقطه ذوب خود میرسند. در نتیجه فرایند جوشکاری با سرعت بیشتری طی میشود.
عدم قطع جریان در اینورتر
یک مشکل اساسی که در دستگاههای جوشکاری عادی و قدیمی وجود دارد، نوسانات ولتاژ و جریان است. این مسئله سبب کندی کار جوشکاری و پایین آمدن کیفیت کار میشود. چون دستگاه در حین جوشکاری دائنا دچار توقف میشود. سازندگان اینورتر به منظور جلوگیری از این اتفاق سعی کردند تا مشکل نوسانات جریان را در این دستگاه برطرف کنند. در اینورتر به دلیل فناوری پیچیده و جدیدی که دارد احتمال وقوع قطع شدن جریان صفر است تا از مشکلات بعدی آن جلوگیری کند.
افزایش بازدهی کار جوشکاری
یکی دیگر از ویژگیهایی که دستگاه اینورتر نسبت به سایر دستگاههای جوش دارد، کم مصرف بودن آن است. مصرف پایین و بهینه برق این دستگاه سبب بازدهی بیشتر و پایین آمدن هزینهها میشود. به همین دلیل اکثر کارخانهها به دلیل کاهش هزینههای برق، کیفیت بالای خروجی کار، هزینه پایین نگهداری اینورتر، ترجیح میدهند از این دستگاه برای جوشکاری قطعات خود استفاده کنند.
داشتن قدرت ژنراتور
یک ویژگی دیگر دستگاه جوش اینورتر میتوان به قابلیت استفاده از برق ژنراتور اشاره کرد. به عبارتی در محلهایی که امکان دسترسی به جریان برق وجود ندارد میتوان از ژنراتور قابلحمل کوچک استفاده کرد. معمولا دستگاههای قدیمی مانند ترانسفورمر چنین قابلیتی را ندارند. به همین دلیل استفاده از این دستگاه دیگر منسوخ شده است.
چرخه عملکرد
به مدت زمانی دستگاه میتواند بدون توقف کار کند چرخه عملکرد میگویند. به بیان سادهتر اگر چرخه یک دستگاه ۵۰ است. به ازای ۲۰ دقیقه بیوقفه کار کردن باید ۲۰ دقیقه دستگاه در حالت خاموش یا استراحت قرار بگیرد. قطعا هر چه درصد چرخه عملکرد بالاتر باشد، مدت زمان استراحت دستگاه کمتر است. دستگاههای قدیمی چرخه عملکرد بسیار پایینی دارند که این مورد باعث کاهش سرعت جوشکاری میشود. اما در ساخت اینورترها از تکنولوژی و قطعاتی استفاده شده تا میزان استراحت دستگاه در کمترین زمان ممکن باشد.
خروجی DC
دستگاههای جوشکاری ترانسفورماتور فقط دارای خروجی AC هستند که همین موضوع سبب محدودیت کار میشود. چون با این نوع از دستگاهها فقط میتوان الکترودهای محدودتر و کمتری را جوشکاری کرد. با اضافه شدن خروجی DC به اینورترها طیف الکترودهای جوشکاری نیز افزایش پیدا کرده است.
خرید دستگاه جوش
دستگاه جوش جزء دستگاههایی است که در صنایع مهم کاربرد دارد و ماندگاری و بالا بودن کیفیت جوش دو فلز یک مسئله بسیار مهم است. چون در صورتی که دو فلز به درستی به هم متصل نشوند، خسارتهای جبرانناپذیری رخ میدهد. در واقع باید گفت بخش مهمی از کیفیت اتصال دو قطعه به کیفیت دستگاه جوش اینورتر بستگی دارد. به بیان دیگر اینورتر جوشکاری زمانی میتواند کار خود را به درستی انجام دهد که قابلیتهای آن متناسب با سطح مورد نظر باشد. در نتیجه انتخاب و خرید اینورتر یک مسئله مهم و حساس است. معمولا هنگام انتخاب اینورتر باید به فاکتورهای زیر توجه کرد.
شدت جریان دستگاه جوش اینورتر
اولین نکته که در خرید اینورتر اهمیت دارد، میزان شدت جریان تولیدی دستگاه است. چون سطوح مختلف از نظر جنس و ضخامت سطح با یکدیگر تفاوت دارند. معمولا هر چه سطح ضخامت بیشتری داشته باشد، شدت جریان دستگاه باید بالاتر باشد. پس توان یک فاکتور مهم در خرید محسوب میشود. به همین دلیل شرکتهای سازنده اینورترها را بر اساس ماکزیمم قدرت در تامین جریان نامگذاری میکنند.
چرخه عملکرد (Duty Cycle) اینورتر جوش
استفاده طولانیمدت از دستگاههای جوش باعث آسیب دیدن آنها میشود. به همین دلیل شرکتهای سازنده برای اینورترها چرخههای کاری متفاوت تعیین میکنند. به عنوان مثال اگر چرخه عملکرد دستگاه ۵۰ است، دستگاه پس از یک ساعت کار کردن باید یک ساعت نیز استراحت کند. معمولا میزان چرخه اینورتر باید با توجه به وسعت کار انتخاب شود. مثلا برای کارخانههای بزرگ چرخه عملکرد ۵۰ مناسب نیست. بهترین چرخه برای صنایع و کارخانههای بزرگ اینورترهایی با چرخه عملکرد بالای ۷۰ است. چون هر چه چرخه عملکرد بیشتر باشد میزان استراحت دستگاه کمتر است.
نمایشگر دیجیتال
هنگام انتخاب دستگاه اینورتر، رابط کاربری نمایشگر دیجیتال آن نیز بسیار مهم است. چون در این نمایشگر متغیرهای اساسی مانند مقدار آمپر، تنظیم پالس، تغییر وضعیت جوش از الکترود به تیگ یا میگ و … نمایش داده میشود. همچنین تنظیم این متغیرها از طریق این نمایشگر صورت میگیرد.
وزن و اندازه دستگاه اینورتر
قطعا هر چه وزن دستگاه سبکتر و اندازه آن کوچکتر باشد، جابهجایی آن سادهتر است. به همین دلیل افرادی که به صورت سیار کار جوشکاری درب و پنجره را انجام میدهند، باید به وزن و اندازه آن توجه کنند.
قیمت دستگاه جوش
همانطور که در بخشهای قبلی این مطلب گفته شد، دستگاه جوش انواع مختلفی دارند و هر یک از آنها را بررسی کردیم. حال باید گفت که قیمت دستگاه جوش ایرانی و قیمت اینورتر جوشکاری به نوع اینورتر و ویژگیهای آن بستگی دارد. چرخه عملکرد دستگاه، توان، لوازم جانبی، میزان مصرف برق و… از جمله فاکتورهای مهمی هستند که محدوده قیمت اینورتر جوشکاری را مشخص میکنند. مثلا هر چه دستگاه چرخه عملکرد بیشتری داشته باشد، قیمت آن بالاتر است. در مقابل آن هر چه دستگاهاز نظر مصرف برق کم مصرفتر باشد، قیمت کمتری را برای خرید آن باید پرداخت کنید.