راهنمای خرید دستگاه جوش

دستگاه‌های جوش به دو نوع جریان ثابت (CC) و ولتاژ ثابت (CV) دسته‌بندی می‌شوند. هر یک از این‌ها همانطور که از نام آن‌ها مشخص است جریان و یا ولتاژ را در مقدار مشخصی ثابت نگه می‌دارند و متغیر دیگری را برای عملیات جوشکاری بهینه، تغییر می‌دهند. در فرایند جوشکاری قوس الکتریکی با الکترود پوشش‌دار و جوشکاری تنگستن گاز از دستگاه جوش با جریان ثابت استفاده می‌شود. در فرایند جوشکاری گازی و پودری از دستگاه جوش ولتاژ ثابت استفاده می‌شود. استفاده از دستگاه‌های جریان ثابت و تغذیه‌کننده حساس به ولتاژ در این نوع فرایندها رایج است.

انواع مولدهای استفاده‌شده در فرایند جوشکاری

1- اینورتر: نسل جدید دستگاه‌های جوش، اینورترها هستند. برخی از این اینورترها تنها از جریان مستقیم استفاده کرده در حالی که برخی دیگر از هردو نوع جریان متناوب و مستقیم می‌توانند استفاده کنند. در اغلب کارگاه‌های آهنگری به خاطر وزن کم این مولدها و همچنین کیفیت جوشی که ارائه می‌کنند از این مولدها استفاده می‌شود.

در این دستگاه‌ها به جای هسته‌های آهنی از مدارهای الکترونیکی استفاده می‌شود به همین خاطر در زمان خرید باید به تناسب فطعات و همچنین قطعات یدکی و کیفیت آن‌ها توجه کرد و باید به ظرفیت کار دستگاه که بر روی دستگاه بر حسب درصد حک شده است دقت کرد.

2- ژنراتور: جریان مستقیم توسط ژنراتور تولید می‌شود. این ژنراتورها در دو نوع الکتریکی و احتراقی وجود دارند. ژنراتورهای الکتریکی در واقع مولد هستند زیرا در زمان جوشکاری جریان برق را بالا می‌برند. ژنراتور احتراقی نیز مانند ژنراتور الکتریکی است و تنها فرق آن‌ها با هم در سوخت گازوئیل یا بنزین مورد استفاده در آن‌ها است. ایراد مهم این نوع دستگاه‌ها آلودگی صوتی و زیست‌محیطی زیادی است که در پروژه‌های ساختمانی ایجاد می‌کنند.

3- موتور جوش: موتور جوش یک ژنراتور است که محور آن با استفاده از یک موتور الکتریکی به چرخش درمی‌آید و از این طریق جریان متناوب (AC) و مستقیم (DC) ایجاد می‌کند. موتور جوش ترکیبی از موتور و ژنراتور DC است که بر روی شاسی مناسبی نصب شده‌اند. موتور جوش در آمپراژهای متنوع خروجی در حالت سیار و ثابت طراحی و ساخته می‌شوند. سوکت‌های خروجی AC در موتور دیزل‌های جوش مدرن به کاربر این قابلیت را می‌دهند که علاوه بر جوشکاری بتواند سایر تجهیزات و لوازم را راه‌اندازی کند.

4- ترانسفورماتور: در بین دستگاه‌های جوش ساده‌ترین ترانسفورماتور است که جریان متناوب (AC) با شدت کم اما با ولتاژ بالا را به جریان الکتریکی شدت بالا و ولتاژ کم تبدیل می‌کند. این مولدها با استفاده از فیش صنعتی به برق شهری متصل می‌شوند و به وسیله 2 ترمینال خروجی از طریق کابل‌های با سر انبری جریان لازم را برای فرایند جوشکاری تولید می‌کنند.

ترانسفورماتورها از سیم‌پیچ اولیه و سیم‌پیچ ثانویه و هسته تشکیل شده‌اند. برای جوشکاری باید ولتاژ پایینی حدود 10 تا 50 ولت و با شدت جریان حدود 50 تا 400 آمپر تأمین شود که این کار توسط ترانسفورماتور انجام می‌شود.

سیستم کنترلی راکتورهای اشباع، تغییرات جریان را انجام می‌دهد و از سلف‌هایی تشکیل شده است که در خروجی هر فاز ترانسفورماتور اصلی قرار گرفته‌اند و دیگر جزء سازنده آن بویینی است که دور این سلف‌ها قرار گرفته است.

به وسیله یک عدد رئوستا ولتاژی به دو سر این بویین اعمال می‌شود که به وسیله آن جریان خروجی تغییر پیدا می‌کند. قطعات موجود در این سیستم آسیب‌پذیر نیستند. به همین خاطر این دستگاه‌ها استحکام به شدت بالایی دارند و حتی در شرایط جوی بد مستحکم و مقاوم هستند. برای مواردی که نیاز به آمپراژ بالایی باشد می‌توان چندین نوع از این دستگاه‌ها را با هم به صورت موازی متصل کرد و مقدار نیروی آمپراژ بالاتری تولید کرد.

5- دینام: دینام دستگاهی است برای تبدیل جریان الکتریکی متناوب (AC) شهری به برق مناسب جوشکاری. در واقع دینام یک مبدل برای جریان برق است و دستگاهی است که به وسیله حرکات دورانی جریان الکتریکی موردنیاز برای جوشکاری را ایجاد می‌کند.

6- رکتی‌فایر: رکتی‌فایر مولدهایی هستند که جریان متناوب (AC) 380 صنعتی و یا 220 ولت شهری ورودی را به جریان مستفیم (DC) برای جوشکاری تبدیل می‌کنند. جهت جریان در این مولدها به صورت یک‌طرفه می‌شود. جریان متناوب در کشور ایران فرکانس 50 هرتز را دارد. رکتی‌فایرها با برق 3 فاز کار می‌کنند و در عمل ترانسفورماتورهایی هستند که سیستم یک‌سوکننده جریان برق به آن‌ها اضافه شده است.

کاربردها و تفاوت‌های مولدها

رکتی‌فایر یا یک‌سوکننده در جوشکاری اسکلت‌های فلزی و کارهایی با حجم زیاد استفاده می‌شوند. در حالی که اینورترها در کارهای با جزئیات کم‌تر و سبک مخصوصا در تأسیسات مورد استفاده هستند چون در این کارها دستگاهی می‌خواهیم که به راحتی حمل شود و در عین حال قابلیت اتصال به الکترودهای سایز بالاتری را داشته باشد. علاوه بر این با سیستم برق تک‌فاز کار می‌کند که قابل استفاده برای مصارف خانگی و محدود است.

یک تفاوت دیگر مربوط به وزن دستگاه است. به طوری که دستگاه 200 آمپری رکتی‌فایر تقریبا 25 کیلوگرم است و دستگاه 200 آمپری اینورتر حدودا 8 کیلوگرم وزن دارد. از طرفی آمپراژ اینورترها از شبکه توزیع در جوشکاری مابین 18 تا 22 آمپر بوده و این در مورد رکتی‌فایرها گاهی متجاوز از 25 آمپر خواهد بود و باعث ایجاد نوسانات برق در خانه و تحریکات متعدد فیوزها خواهد شد.

معرفی دستگاه‌های اینورتر

اینوتر از دستگاه‌های نسل جدید جوشکاری محسوب می‌شود. این نوع دستگاه‌های جوش با وزن سبک و کیفیت جوشکاری مناسب در اکثر فعالیت‌های جوشکاری استفاده می‌شوند. منبع تغذیه این دستگاه جوش می‌تواند جریان بالایی در جوشکاری ایجاد کند. این دستگاه از چندین رکتی‌فایر و سوئیچ جامد استفاده کرده و جریان متناوب (AC) معادل 60 هرتز را به جریان مستقیم (DC) تغییر می‌دهد. دستگاه جوشکاری اینورتر بسیار سبک‌تر بوده و برق کم‌تری در مقایسه با دستگاه ترانسی مصرف می‌کند. دستگاه‌های جوشکاری قدیمی از یک ترانسفورماتور با هسته آهنی بزرگ استفاده می‌کند و شدت جریان برق متناوب کم با ولتاژ بالا را به شدت جریان بالای متناوب و ولتاژ پایین تغییر می‌دهد و بعد از آن از رکتی‌فایر AC به DC استفاده می‌کند اما دستگاه اینورتر اول کار رکتی‌فایر را به کار می‌گیرد و در ابتدا جریان AC را به DC تبدیل می‌کند. این جریان در زمان جوشکاری به سرعت روشن و به سرعت خاموش می‌شود و جریانی با فرکانس مستقیم بالا حدودا بین 10000 تا 20000 هرتز ایجاد می‌کند.

تفاوت عملیاتی دستگاه‌های اینورتر و جوش قدیمی در شیوه تغییر جریان متناوب (AC) به جریان مستقیم (DC) در خروجی است. تکنولوژی مدرن به کار رفته در دستگاه جوشکاری اینورتر هزینه تولید آن‌ها را در مقایسه با دستگاه‌های جوشکاری نسل قدیم بسیار پایین آورده و از این طریق موجب صرفه‌جویی زیاد در هزینه‌های تولید آن‌ها می‌شوند. همچنین دستگاه‌های اینورتر نسبت به دستگاه‌های جوش قدیم وزن کم‌تری دارند و در مقابل قدرت جوش بیش‌تر و یکنواخت‌تری از خود نشان می‌دهند. مزیت‌های قابل توجه این دستگاه‌های اینورتر عبارتند از: کیفیت جوشکاری بهتر، صرفه‌جویی در مصرف برق، قابلیت حمل، جوش‌های کافی، قوس‌های پایدار، تعادل در قدرت قوس و ولتاژ بدون بار بالا.

مزیت‌ها و عیوب اصلی اینورتر

اصلی‌ترین مزیت این دستگاه‌های جوش وزن پایین و کم‌حجم بودن آن‌ها است که موجب افزایش قابلیت حمل آن‌ها می‌شود به طوری که می‌توان آن‌ها را همانند یک کیف دستی جابجا کرد. در اینورترها از مبدل‌های کوچک‌تری نسبت به دستگاه‌های جوشکاری قدیمی استفاده می‌شود و همین امر موجب کاهش وزن آن‌ها و فشرده شدن آن‌ها و همچنین قابلیت حمل بیش‌تر می‌شود. این فشردگی حجم باعث تسهیل در استفاده آن‌ها در اماکن تنگ و باریک می‌شود، موردی که در دستگاه‌های جوش قدیمی با اشکال مواجه می‌شد.

اینورترها همچنین برای کار نیاز به توان کم‌تری دارند به شکلی که حتی با برق خانگی می‌توان از آن‌ها استفاده کرد. نیاز کم‌تر به برق این قابلیت را به دستگاه جوش می‌دهد که بتوان در هر مکان با اتصال پریز آن به برق شهری از آن استفاده کرد. در این اینورترها برخلاف دستگاه جوشکاری قدیمی نیازی به برق 3 فاز یا صنعتی نخواهد بود.

مصرف پایین‌تر انرژی الکتریکی یعنی صرفه‌جویی بیش‌تر در هزینه‌های انرژی و همچنین دستگاه‌های اینورتر در مقایسه با دستگاه‌های جوش در مواجهه با نوسانات برق راحت‌تر کار می‌کنند و این موجب راحتی و سرعت در فرایند جوشکاری مورد نظر می‌شود.

چون اینورتر جریان خروجی را به صورت منظم تولید می‌کند قابلیت تنظیم این جریان برای کاربر وجود دارد و کاربر توانایی تنظیم جریان خروجی را بر حسب قطعه کار و نوع عملیات جوشکاری مورد نظر خود دارد. مثلا بعضی اوقات دستگاه‌های جوشکاری میگ تنظیم درجه دو قدرت مناسبی تولید نمی‌کنند و درجه سه نیز بیش از حالت نرمال است. در چنین مواقعی اینورتر جوش یک دستگاه ارزشمند دیده می‌شود.

البته نمی‌توان به طور قاطع اینورترها را در جوشکاری بهترین و کامل‌ترین دستگاه‌های جوش نامید. اینورتر به کمک ابزارآلات پیشرفته موجود توانایی کار با ولتاژ پایین دارد. اما می‌توان ادعا کرد که اینورترهای جوش در مقایسه با دستگاه‌های ترانسی عملکرد ضعیف‌تری دارند و آسیب‌پذیرتر بوده و عمر کم‌تری دارند.

از طرفی دستگاه‌های جوشکاری قدیمی ساده‌تر هستند و در جوشکاری طولانی‌تر بیش‌تر مورد اعتماد هستند. می‌توان ادعا کرد که دستگاه‌های جوش قدیمی در استفاده طولانی‌مدت مقرون به صرفه‌تر هستند به این شرط که وزن، حجم و ظاهر مهم نباشد. انتخاب نوع و مدل وسیله جوشکاری بستگی به نوع عملیاتی دارد که مد نظر شما است.

با در نظر گرفتن این توضیحات باید گفت که اگر امکانات و ویژگی‌های مدنظر شما شامل قابلیت حمل مناسب و قابلیت کار با برق خانگی است و از نظر هزینه‌ها و مالی چندان اولویتی برای شما وجود ندارد در این صورت دستگاه‌های اینورتر جوشکاری گزینه مناسبی برای شما است. شاید این دستگاه‌ها گزینه خوبی برای انواع فعالیت‌های جوشکاری نباشند ولی قطعاً پیشرفت بزرگی در صنعت جوشکاری به حساب می‌آیند.

امروزه تکنولوژی IGBT یکی از تکنولوژی‌های مدرن در اینورتر جوشکاری به شمار می‌روند و اغلب سازندگان ابزارآلات برقی اینورترهای خود را به کمک آن‌ها بهینه‌سازی کرده‌اند.

ابعاد و توان دستگاه

با افزایش آمپراژ، وزن دستگاه جوش هم افزایش پیدا خواهد کرد. مثلا دستگاه 160 آمپری 4 کیوگرم، دستگاه 200 آمپری 8 کیلوگرم، دستگاه 250 آمپری 11 کیلوگرم و دستگاه 500 آمپری در حدود 55 کیلوگرم وزن دارند. هرچند دستگاه‌های پایین 100 آمپر هم در بازار موجود هستند که وزن پایینی دارند و البته کاربردهای آن‌ها محدودتر است.

میزان بازده یک دستگاه جوش از 160 آمپر شروع شده و افزایش می‌یابد. در کارهای سبک‌تر مانند جوشکاری تأسیساتی خانگی و یا نصب تابلوها و ... دستگاه 160 یا 200 آمپر پیشنهاد می‌شود و در کارهای پیشرفته‌تر و با وسعت بیش‌تر مانند ساخت و ساز اسکلت‌های فلزی، کارهای سنگین و ... از دستگاه‌های 3 فاز و بیش از 250 آمپر استفاده می‌شود.

الکترودهای مورد استفاده در دستگاه‌های جوشکاری

انواع الکترودهای اسیدی و قلیایی، الکترودهای طرح آهن، الکترودهای فولادی و ضدزنگ در دستگاه‌های جوش استفاده می‌شوند.

الکترودها:

• 6010 الکترود جوشکاری قوس نفوذی که در جوشکاری لوله‌های فشار بالا و همچنین در مخازن تحت فشار کاربرد دارد.
• 7018 الکترود جوشکاری قلیایی که حساس به رطوبت هستند بنابراین قبل از استفاده باید گرم شوند. این الکترودها در صنایع کشتی‌سازی و در لوله‌های پرفشار کاربرد گسترده دارند.
• 6013 الکترودهای جوشکاری مورد استفاده در اغلب فعالیت‌های آهنگری هستند و از این رو الکترود همه‌کاره نامیده می‌شوند.

قطر الکترودها:

• سایز 2.5 که عموما در آمپراژ 60 تا 90 استفاده می‌شوند و در جوشکاری لوله‌های گاز و آب خانگی با فشار پایین و در جوشکاری آهن 2 میلی‌متر و 3 میلی‌متر استفاده دارند.
• سایز 3.25 معروف به الکترود 3 که در فلزات 5 میلی‌متر به بالا استفاده می‌شوند. آمپراژ برای جوشکاری با این الکترودها روی جعبه آن‌ها درج می‌شود.
• الکترودهای جوش 4 و 5 کع در صنعت استفاده می‌شوند مثلا در ساخت اسکلت ساختمانی.

قیمت و خدمات

دستگاه‌های جوشکاری بازار گسترده‌ای دارند و اغلب سازندگان قطعات این دستگاه‌ها را پس از وارد کردن صرفا مونتاژ می‌کنند. آقای رضا گل‌باز، مدیر داخلی کمپانی جوش و برش پولاد در این زمینه می‌گوید: اکنون در بازار برندهای گوناگونی حضور دارند که نوع و کیفیت کالاهای آن‌ها یکسان نیست. بدون در نظر گرفتن دستگاه‌های ترانسفورماتور که در حال خارج شدن از دور هستند رقابت اصلی در بازار جوشکاری بین رکتی‌فایر و اینورتر وجود دارد. همچنین با توجه به آمپراژ تولیدی دستگاه‌های جوش و کیفیت و نوع دستگاه‌ها، قیمت دستگاه‌ها هم از 570 هزار تا 3 میلیون تومان متغیر است.  ضمنا اداره استاندارد قطعات واردشده را کاملا مورد بررسی قرار می‌دهد و پس از تأیید گواهی استانداردی می‌دهد.

ضمانت دستگاه‌های جوش توسط شرکت‌های مونتاژ قطعات آن‌ها انجام می‌گیرد و معمولا بین 6 ماه تا 1 سال است. میزان خرابی دستگاه جوش بسته به کیفیت ساخت آن متفاوت است به جز در مواقع سقوط از بلندی، آسیب در برد الکترونیکی دستگاه به دلیل نوسانات برق یا ورد آب به داخل آن. البته اینورترها دارای سیستم محافظ داخلی مناسبی هستند که به هنگام مواجهه با خطر به طور اتوماتیک خاموش می‌شوند.