دستگاههای جوشکاری الکتریکی بیش از یک قرن است که مورداستفاده قرار میگیرند و همانند هر فناوری دیگری، این دستگاهها نیز نسبت به دهه گذشته پیشرفت کردهاند.
اما اگر میخواهید گروه جوشکاران را به چالش بکشید، کافی است از آنها بپرسید که ” دستگاه اینورتر بهتر است یا ترانسفورماتور؟” پاسخ کوتاه به این پرسش میتواند “بستگی دارد” باشد، اما پاسخ طولانی منجر به یک بحث داغ در مورد مزایا، معایب، ویژگیها و کاربردهای خاص این تجهیزات خواهد شد.
ما در این مطلب، اطلاعات و دادههای ضروری در مورد دستگاههای جوش را گردآوری کردهایم تا دید بهتری از نحوه کار این دستگاهها برای انتخاب بهترین گزینه بر اساس نیازهای شما ارائه دهیم.
دستگاه جوش اینورتر چگونه کار میکند؟
اصل کار این دستگاه تبدیل جریان متناوب (AC) به ولتاژ خروجی کمتر و قابلاستفاده است. با استفاده از چند قطعه الکترونیکی میتوانیم برق 240 ولت AC را به خروجی 20 ولت DC تبدیل کنیم.
درحالیکه ترانسفورماتور سنتی اساساً به یک ترانسفورماتور بزرگ متکی است تا ولتاژ موردنیاز را کنترل کند، دستگاه جوش اینورتر میتواند با افزایش فرکانس منبع تغذیه از 50 هرتز به 20,000 تا 100,000 هرتز عمل کند.
این کار با استفاده از کلیدهای الکترونیکی که با سرعتی تا یک میلیونم ثانیه خاموش و روشن میشوند، ممکن است. بهاینترتیب، میتوانیم منبع تغذیه را قبل از ورود به ترانسفورماتور کنترل کنیم و اندازه ترانسفورماتور را به طور قابلتوجهی کاهش دهیم.
ویژگیها و مزایای دستگاه جوش اینورتر
از مزایا و ویژگیهای بارز دستگاه جوش اینورتر میتوان به موارد زیر اشاره نمود:
• بهرهوری فوقالعاده
دستگاه جوش اینورتر میتواند بهگونهای تنظیم شود که پروفیل و ضخامت جوش را مطابق با نیاز شما تنظیم کند. ظاهر جوش به طور قابلتوجهی بهبود مییابد و بهترین کیفیت جوشکاری را ارائه میدهد. مکانیزم مورداستفاده در دستگاه جوش اینورتر بسیار کارآمد است و حتی با کارکرد طولانیمدت خنک باقی میماند. این فناوری به حداقل مواد پرکننده نیاز دارد و تولید بهتر و کاهش ورود حرارت را نیز فراهم میکند.
• کارآمد و کممصرف
دستگاههای جوش اینورتر نهتنها از نظر مصرف برق بهینه هستند، بلکه اتصال آنها آسانتر و هزینه نهایی آن نیز کمتر است. در مقایسه با دستگاههای جوش ترانسفورماتور قدیمی، این مدلها در زمینه تولید گرما و مصرف انرژی، جایگزین فوقالعادهای به شمار میروند.
یک دستگاه جوش اینورتر خروجی قدرتی معادل ۹۳ درصد دارد، درحالیکه این میزان در دستگاههای جوش ترانسفورماتور تنها ۶۰ درصد است. فناوری اینورتر سبب کاهش اندازه ترانسفورماتور و به دنبال آن وزن کل دستگاه جوش میشود.
همچنین، این تکنولوژی باعث کاهش قابلتوجه اتلاف انرژی ناشی از هسته مغناطیسی دستگاه میگردد.
• تجهیزات خنککننده
دستگاه جوش اینورتر پیشرفته مجهز به یک فن خنککننده داخلی است. این فن به کاهش گرمای کارکرد و جلوگیری از تولید گرمای اضافی کمک میکند. خنککنندگی توسط فن، نهتنها تولید گرمای اضافی را کاهش میدهد، بلکه عمر مفید دستگاه را نیز افزایش میدهد.
• پایداری، استحکام و ولتاژ خروجی
دستگاههای جوشکاری ترانسفورماتوری سنتی از جریان متناوب استفاده میکنند و وسایل برقی نمیتوانند جریان و توان خروجی پیوستهای دریافت کنند. در این وضعیت، این نوع تجهیزات نیاز به چندین بار روشن و خاموششدن دارند، تقریباً 100-120 بار در هر ثانیه. در مقابل، دستگاه جوش اینورتر برای تولید گرما زمان زیادی نمیبرد.
این دستگاههای جوش، جریان پایینی را به طور مداوم در حین کار حفظ میکنند. این ویژگی به کاهش ناپایداری دما و ولتاژ کمک میکند؛ زیرا این دستگاهها دارای قابلیت ضد تداخل هستند. این تداخلها به دستگاه کمک میکنند تا تغییرات دما و نوسانات ولتاژ کمتری داشته باشند.
باتوجهبه اینکه دستگاه جوش ترانسفورماتوری از جریان متناوب استفاده میکند، قوس جوش مداوم و پایدار نیست و بهصورت پیوسته نمیسوزد. این امر منجر به افزایش زمان گرمشدن میشود که کاهش استحکام جوش را به دنبال دارد.
• فناوری IGBT
دستگاه جوش اینورتر به لطف فناوری ترانزیستور دوقطبی با گیت عایق (IGBT) بهسرعت قدرت لازم را به دست میآورد. این مدل دستگاه جوش اینورتر با سرعت بسیار بالایی کار میکند و در نهایت عملیات، انرژی بسیار کمی مصرف میکند.
• سبک و جمعوجور
به دلیل طراحی ساده، دستگاه جوش اینورتر تقریباً در همهجا قابلاستفاده است. این نوع دستگاه جوشکاری، نسبت به تجهیزات نوع ترانسفورماتور جمع و جورتر هستند و آنها را میتوان بهراحتی بهعنوان تجهیزات کمحجم در فضاهای کوچک نگهداری کرد.
معایب دستگاه جوش اینورتر
دستگاه جوش اینورتر نیز مانند همه دستگاهها در کنار مزایا و ویژگیهای متعددی که ارائه میکند دارای معایبی نیز میباشد که در ادامه به آنها اشاره خواهیم کرد:
• دوام کمتر در مقایسه با دستگاههای ترانسفورماتوری: بهطورکلی، دستگاههای جوش اینورتر به دلیل اتکا به قطعات الکترونیکی ظریف، در مقایسه با دستگاههای جوش ترانسفورمری که از اجزای سادهتر و مقاومتری ساخته شدهاند، از طول عمر کمتری برخوردار هستند. این امر بهویژه در شرایط کار سخت و استفاده مداوم میتواند مشهودتر باشد.
• هزینه بالای تعمیر و نگهداری: به دلیل پیچیدگی بیشتر ساختار داخلی، تعمیر و نگهداری دستگاههای جوش اینورتر به طور معمول هزینهبرتر از مدلهای ترانسفورمری است. در صورت بروز خرابی، یافتن قطعات یدکی و تعمیرکار متخصص نیز ممکن است دشوارتر باشد.
دستگاه جوش ترانسفورماتور چگونه کار میکند؟
دستگاه جوش ترانسفورماتور از جمله گزینههای سنتی و پرکاربرد در صنعت به شمار میرود که برای عملکرد به برق شهری نیاز دارد. این نوع دستگاه معمولاً در کارهای صنعتی با الکترود (سیم جوش) مورداستفاده قرار میگیرد و خروجی جریان آن بین ۲۵۰ تا ۶۰۰ آمپر در برق ۴۱۵ ولت متغیر است.
دستگاه جوش ترانسفورماتور این امکان را به جوشکار میدهد تا با تغییر فاصله هسته اولیه نسبت به هسته ثانویه، جریان خروجی را تنظیم کند. همچنین با استفاده از یک راکتور اشباع در مدار با خروجی جریان ثانویه، میتوان شانت مغناطیسی را داخل یا خارج از هسته ترانس حرکت داد تا ولتاژ خروجی را کنترل کرد. علاوه بر این، امکان تنظیم خروجی ولتاژ با اتصال به سرشاخهای مختلف سیمپیچ ثانویه وجود دارد.
یکی از مزایای اصلی دستگاه جوش ترانسفورماتور، مقرونبهصرفه بودن آن نسبت به سایر مدلها است.
ویژگیهای دستگاه جوش ترانسفورماتور
در دستگاههای جوشکاری ترانسفورماتوری از جریان متناوب (AC) استفاده میشود که منجر به پاشش ذرات مذاب شده و بر کیفیت جوش تأثیر منفی میگذارد.
راندمان ترانسفورماتور در حدود 80 درصد است، به این معنی که تقریبا 20 درصد از انرژی مصرفی صرف گرمکردن هسته ترانسفورماتور میشود. دستگاههای جوش ترانسفورماتوری بر اساس توان خروجی به سه دسته تقسیم میشوند:
• خانگی: توان خروجی تا 200 آمپر
• نیمهصنعتی و حرفهای: توان خروجی بین 200 تا 300 آمپر
• صنعتی و حرفهای: توان خروجی بالاتر از 300 آمپر
دستگاههای جوش خانگی از برق تکفاز 220 ولت استفاده می کنند. در حالی که دستگاه های صنعتی و حرفه ای از برق سه فاز 380 ولت تغذیه می شوند.
• قابلاعتماد
مهمترین جنبه قابلبحث در مورد دستگاه جوش، قابلیت اطمینان و دوام آن است. دستگاههای جوش ترانسفورماتور برای نزدیک به ۹ تا ۱۰ دهه تحت مطالعات جامع، تحقیقات و توسعه قرار گرفتهاند تا ماشینهای جوشکاری قابلاعتماد، بادوام و مستحکمی تولید کنند، درحالیکه دستگاههای جوش اینورتر در ۳ دهه گذشته موردتوجه قرار گرفتهاند.
دستگاههای جوش ترانسفورماتور در مقایسه با بهترین دستگاههای جوش اینورتر، از نظر قابلیت اطمینان و دوام، همچنان پیشتاز هستند. بااینحال، این فاصله در چند سال اخیر بهسرعت در حال کاهش است و کابوس اولیه مرتبط با دستگاههای جوش اینورتر در دهه ۱۹۹۰ دیگر برطرف شده است.
• محدودیتهای بالقوه
دستگاههای جوش ترانسفورماتور با وجود سادگی و دوام بالا، در مقایسه با دستگاههای جوش اینورتر که دارای ویژگیهای متعدد هستند، از نظر قابلیت اطمینان پایینتری دارند.
در صورت نگهداری مناسب، ترانسفورماتورها میتوانند طول عمر بالایی داشته باشند. اما باید توجه داشت که آنها نسبت به اینورترها، حجیمتر بوده و از امکانات کمتری برخوردارند.
بنابراین، انتخاب نهایی بر اساس نیاز شما صورت میگیرد. آیا به یک دستگاه جوش ترانسفورماتور قابلاعتماد نیاز دارید و یا وجود امکانات پیشرفته در دستگاه جوش اینورتر برایتان اولویت دارد. حتی میتوانید برای اطمینان بیشتر، یک دستگاه جوش اینورتر را بهعنوان دستگاه پشتیبان در کنار دستگاه جوش ترانسفورماتور خود داشته باشید.
• استهلاک پایین
عوامل محیطی متعددی میتوانند منجر به خرابی زودرس دستگاههای جوشکاری اینورتر شوند، از جمله آلودگی شدید هوا با رطوبت بالا و به همین دلیل تولیدکنندگان در حال تلاش برای توسعه دستگاههای جوشکاری اینورتر هستند که تحتتأثیر این مشکلات محیطی قرار نگیرند.
این دستگاهها بیشتر در معرض خرابی قرار دارند و در صورت خرابی دستگاه، عملیات روزانه تا زمان تعمیر آن متوقف خواهد شد. این امر میتواند پروژهها را به تأخیر انداخته و مستقیماً بر درآمد تأثیر بگذارد و همچنین علاقهمندان به جوشکاری نیز به طور مستقیم تحتتأثیر قرار خواهند گرفت.
دستگاه جوشکاری شما برای عملکرد روان کسبوکارتان حیاتی است. شما نیاز دارید تا میزان خرابی احتمالی دستگاه جوش را در نظر بگیرید. اگر شرایط محیطی بر دستگاه جوش شما تأثیرگذار است، بهتر است بهجای یک دستگاه چندمنظوره با قابلیتهای فراوان، یک انتخاب قابلاعتماد و بادوام را برگزینید. در چنین شرایطی، دستگاههای جوشکاری ترانسفورماتور بهترین گزینه هستند؛ زیرا بادوام، قابلاعتماد بوده و بهدفعات کمتری دچار خرابی میشوند.
کاربردها و دامنه استفاده از دستگاه جوش ترانسفورماتور
دستگاههای جوش ترانسفورماتور در طیف گستردهای از کاربردها، در هر جایی که نیاز به جوشکاری فلزات فوریتی باشد، مورداستفاده قرار میگیرند. برخی از مهمترین کاربردهای این دستگاهها عبارتاند از:
• لولهکشی و تعمیر خطوط لوله: از دستگاه جوش ترانسفورماتور برای اتصال و آببندی لولههای فلزی در سیستمهای لولهکشی، اعم از لولههای آب، فاضلاب، گرمایش و تهویهمطبوع استفاده میشود.
• جوشکاری سازههای فلزی در محل ساختوساز: از این دستگاهها برای اتصال و مونتاژ قطعات فلزی در اسکلتبندی ساختمانها، پلها، سولهها و سایر سازههای فلزی استفاده میشود.
• اتصال یا همپوشانی دو یا چند ورق فلزی: از دستگاه جوش ترانسفورماتور میتوان برای اتصال لبههای ورقهای فلزی مانند ورقهای فولادی، آلومینیومی و مسی به یکدیگر استفاده کرد. این امر در ساخت انواع مخازن، بدنه ماشینآلات، لوازمخانگی و قطعات صنعتی کاربرد دارد.
علاوه بر موارد ذکر شده، از دستگاه جوش ترانسفورماتور در صنایع مختلفی مانند خودروسازی، کشتیسازی، تولید ماشینآلات، تعمیرات و نگهداری و ساختوساز استفاده میشود.
مزایای دستگاه جوش ترانسفورماتور
از مزایای دستگاه جوش ترانسفورماتور میتوان به موارد زیر اشاره نمود:
• قیمت اولیه پایین
• نگهداری کم یا حداقلی
• هزینه عملیاتی پایین
• بسیار قابلاعتماد و مطمئن
معایب دستگاه جوش ترانسفورماتور
دستگاههای جوش ترانسفورماتور دارای معایبی نیز میباشند که در ادامه به توضیح آنها خواهیم پرداخت:
• اشکال در جرقهزنی: ایجاد جرقه اولیه در دستگاههای جوش ترانسفورماتور میتواند دشوار باشد بهخصوص در شرایط مرطوب یا زمانی که الکترودها کثیف یا فرسوده باشند. این امر میتواند باعث تأخیر در شروع جوشکاری و اتلاف وقت شود.
• حساسیت به افت ولتاژ: دستگاههای جوش ترانسفورماتور به نوسانات و افت ولتاژ شبکه برق حساس هستند. افت ولتاژ میتواند منجر به ناپایداری جریان جوشکاری، کاهش کیفیت جوش و حتی خاموششدن دستگاه شود.
بهترین دستگاه جوش برای شما کدام است؟
همانطور که گفتیم، دستگاههای جوشکاری اینورتر نسبت به دستگاههای جوشکاری ترانسفورماتور مزیتهایی دارند، اما این مزایا ممکن است برای شما کاربردی نباشند. انتخاب نهایی برای خرید دستگاه جوش بستگی به نیازهای شما دارد.
ما تمام جزئیات را برای کمک به شما درنظرگرفتن نیازهایتان و فهمیدن اینکه چه دستگاهی برای شما مناسبتر است، موردبحث قرار دادهایم.
در حال حاضر لیستی از تفاوتهای بین دستگاههای جوشکاری ترانسفورماتور و اینورتر را با درنظرگرفتن دوام، وزن، هزینه و بسیاری از عوامل دیگر گردآوری کردهایم.
1. استقامت و دوام
به دلیل داشتن سیکل کاری بالاتر، دستگاههای جوش ترانسفورمری توانایی انجام کارهای سنگین را نسبت به دستگاههای جوش اینورتر دارند. ازآنجاییکه اینورترها بهتازگی وارد عرصه جوشکاری شدهاند، قضاوت در مورد دوام آنها چندان واقعبینانه نیست.
در حال حاضر، دوام دستگاههای جوش ترانسفورماتور به دلیل استفادة گسترده و بلندمدت آنها در صنایع برای ارتقای عملکرد، کاملاً شناخته شده است. نکته قابلتوجه در مورد فناوری اینورتر، قابلیت جالب آن در ارائه ویژگیهای متعدد در یک دستگاه جوش کوچک و سبک است.
2. قیمت تمام شده دستگاه جوش
مقایسه قیمت بین دستگاه جوش اینورتر و ترانسفورماتور همچنان موضوعی قابلبحث است. در ابتدای امر، بسیاری از دستگاههای جوش ترانسفورماتور از نظر اقتصادی بهصرفهتر هستند.
بااینحال، در استفادة بلندمدت، اینورترها میتوانند باعث صرفهجویی قابلتوجهی در هزینه شوند. این صرفهجویی در طول زمان رخ میدهد. دستگاههای جوش اینورتر تقریباً 10 درصد مصرف برق را کاهش میدهند که در قبض برق شما تاثیرگذار است.
همچنین پایداری قوس بالاتر در اینورترها به معنای مصرف کمتر مواد مصرفی و گاز جوشکاری است. با اطمینان میتوان گفت که استفاده از دستگاههای جوش اینورتر در بلندمدت، سرمایة اولیة آن را جبران خواهد کرد.
3. وزن دستگاه جوش
دستگاههای جوشکاری اینورتر نسبت به دستگاههای جوشکاری ترانسفورماتور از وزن بسیار پایینتری برخوردار هستند. بهطورکلی، وزن یک دستگاه جوشکاری اینورتر تقریباً نصف وزن یک دستگاه جوشکاری ترانسفورماتور با توان خروجی مشابه است؛ بنابراین، اگر قرار است در یک فضای بزرگ و باثبات کار کنید، انتخاب دستگاه جوشکاری ترانسفورماتور مناسبتر است.
اما درصورتیکه نیاز به حملونقل دستگاه جوشکاری خود دارید یا در یک فضای محدود کار میکنید، انتخاب یک دستگاه جوشکاری اینورتر ایدهآل خواهد بود.
4. تحول و اثربخشی
همانطور که شاهد هستیم، ماشینهای جوشکاری ترانسفورماتوری در طی شش یا هفت دهه گذشته، مسیر قابلتوجهی را طی کردهاند. کیفیت بالای این دستگاهها همراه با قوس بسیار پایدار، بازدهی چشمگیری را به همراه دارد.
بااینحال، باید گفت که کارایی اکثر دستگاههای جوشکاری اینورتر، بهطورکلی دوبرابر ماشینهای جوشکاری ترانسفورماتوری است. این بدان معناست که برای دستیابی به سطوح مشابه ولتاژ، دستگاه جوشکاری اینورتر **نصف جریان (آمپراژ) **دستگاه ترانسفورماتوری را مصرف میکند.
یکی دیگر از مزایای قابلتوجه اینورترها، امکان بهرهبرداری با برق تکفاز خانگی است. بهعبارتدیگر، نیازی به خرید ژنراتور یا پریز برق سهفاز (220 ولت) نمیباشد.
دستگاههای جوشکاری اینورتر برای مدتزمان زیادی از جریان مستقیم (DC) استفاده میکردند. این امر منجر به ایجاد قوسی بسیار پایدارتر نسبت به دستگاههای ترانسفورماتوری DC معمولی میشد؛ بااینحال، درگذشته تنها گزینه برای جوشکاری AC، استفاده از دستگاههای ترانسفورماتوری بود.
خوشبختانه، در حال حاضر دستگاههای جوشکاری اینورتر قادرند به طور مؤثرتری از جریان مستقیم و غیرمستقیم استفاده کنند و قوسی بسیار پایدار ایجاد نمایند. این دلایل کافی است تا دستگاههای جوشکاری اینورتر را بهعنوان بهترین گزینه از نظر قدرت، پایداری و کارایی معرفی کنیم.
5. کیفیت جوشکاری
برای انتخاب درست یک دستگاه جوش، فراتر از شناخت انواع آن، درک کیفیت قوس و حوضچه مذاب ایجاد شده توسط آن نیز ضروری است. اگر عمدتاً با فولاد آرام (آهندار) کار میکنید، دستگاه جوش ترانسفورماتور انتخاب مناسبی برای شماست.
اما در دنیای ایدهآل جوشکاری، جایی که به دنبال حفاظت در تمامی حالات و برای انواع فلزات هستیم، اینورترها همچون نگینی درخشان عمل میکنند. اینورترها قابلیت برنامهریزی برای انجام هر نوع عملیاتی را دارند و نمونه بارز آن عملکرد فوقالعاده دستگاههای جوشکاری MIG و TIG مجهز به این تکنولوژی است.
با پیشرفت نرمافزار و ادغام آن با بخشهای الکترونیکی، قابلیتهای دستگاههای جوش به طور چشمگیری ارتقا یافته است. این امر حتی به یک جوشکار باتجربه متوسط امکان دستیابی به بهترین نتایج را میدهد.
در نهایت، هنگامی که نوآوری و کیفیت جوش در اولویت قرار دارند، دستگاه جوشکاری اینورتر برنده میدان است. بااینحال، برای کار با فولاد، دستگاه جوش ترانسفورماتور همچنان گزینهای عالی به شمار میرود.
6. توان ژنراتور برای دستگاههای جوش
ماشینهای جوشکاری اینورتر بهراحتی با ژنراتورهای جوشکاری قابلحمل کوچک قابل راهاندازی هستند. این ویژگی باعث کارایی بیشتر اینورتر جوشکاری میشود که اجرای آن برای دستگاه جوشکاری ترانسفورماتور با ژنراتور تقریباً غیرممکن است.
7. کارایی و بهرهوری
عملکرد و سهولت کار با دستگاه جوش اینورتر به طور قابلتوجهی بالاتر است. این موضوع را میتوان بهخوبی در جوشکاری قوس الکتریکی نشان داد، جایی که کاربر بهراحتی میتواند بدون مبارزه با قوس پایدار، کارکرده و بهترین نتایج را به دست آورد.
ولتاژ مدار باز بالاتر و ویژگیهایی مانند نیروی قوس، ضد چسبندگی و استارت گرم باعث پذیرش بیشتر دستگاه جوش اینورتر شده است. این را میتوان با یک دستگاه جوشکاری سنتی مقایسه کرد، درصورتیکه جوشکاری روی مواد نازک انجام شود، نوع اینورتر بهراحتی میتواند کار را انجام دهد.
با داشتن قوس پایدار و تنظیم آمپراژ بدون محدودیت در دستگاه جوش اینورتر، میتوان به میزان قابلتوجهی توان را کاهش داد.
سخن پایانی
در دو دهة گذشته، شاهد تحول چشمگیری در دستگاههای جوشکاری اینورتر بودهایم. این دستگاهها به طور مداوم در حال بهبود عملکرد و همچنین کاهش هزینه هستند. بااینحال، این به معنای کنارگذاشتن کامل جوشکارهای ترانسفورماتوری نیست، چرا که همچنان جایگاه مهمی در صنعت امروز دارند.
تصمیم نهایی برای انتخاب نوع دستگاه جوشکاری بر عهده کاربر است که باید با درنظرگرفتن عوامل متعددی مانند نوع کار، نیازهای جوشکاری، بودجه و قابلیت حمل دستگاه، تصمیمگیری کند.