انتخاب دستگاه جوشکاری با قوس الکتریکی مناسب

جوشکاری با قوس الکتریکی یا جوشکاری قوسی (Arc Welding) تکنیکی است که برای ایجاد اتصالی ماندگار بین قطعات فلزی مورد استفاده قرار می گیرد. دستگاه‌های جوشکاری با قوس الکتریکی، گرمایی قابل توجه و محلی را با ایجاد یک قوس الکتریکی، بین قطعه‌ای که می‌خواهیم جوشکاری شود و یک الکترود، ایجاد می‌کنند. وجود دمای بسیار بالای قوس الکتریکی این امکان را ایجاد می‌کند که به طور مثال، لبه‌های جوشکاری، ذوب شده و با فلزی پُر کننده (filler) ادغام و ترکیب شوند. این فلز ممکن است به شکل میله یا سیم باشد. بسته به نوع کاری که می‌خواهید انجام دهید، ممکن است همیشه نیاز به این فلز پُر کننده نباشد.

سه تکنولوژی اصلی برای دستگاه‌های جوشکاری قوسی وجود دارد:

٭ دستگاه‌های جوشکاری MMA (دستگاه‌های جوشکاری قوسی فلز پوشش‌دار).

٭ دستگاه‌های جوشکاری MIG/MAG (دستگاه‌های جوشکاری قوسی با گاز محافظ).

٭ دستگاه‌های جوشکاری TIG (جوشکاری تنگستن گاز خنثی).

دستگاه جوشکاری MMA چیست؟

دستگاه جوشکاری MMA، که به آن جوشکاری پوشش‌دار یا جوش برق نیز گفته می‌شود، یک ترانسفورمر الکتریکی است که سطح بالایی از جریان الکتریکی را به عنوان خروجی ارائه می‌کند. خروجی دستگاه شامل یک کابل زمین (گراند) است که به قطعه‌ای متصل می‌شود که می‌خواهیم جوشکاری کنیم و یک کابل مجهز به نگهدارنده الکترود دارد.

زمانی که الکترود را نزدیک به قطعه‌ای کنید که می‌خواهید جوشکاری کنید، یک اتصال کوتاه و یک قوس الکتریکی با دمای بالا ایجاد می‌شود که به صورت محلی قطعه و همچنین الکترود را ذوب می‌کند. این الکترود از یک هسته‌ی فلزی تشکیل شده است که دارای فلز پُر کننده برای جوشکاری و یک روکش است؛ که این روکش لایه‌ی محافظتی در برابر اکسیداسیون را شکل می‌دهد. این لایه‌ی محافظتی که به آن slag گفته می‌شود، بعد از خنک شدن جوشکاری باید برداشته شود. در نتیجه الکترودها موادی مصرفی هستند که ترکیبات و قطر آن‌ها باید سازگار با نوع جوشکاری انتخاب شود.

سختی‌ها و مشکلات اصلی جوشکاری قوسی عبارتند از:

• مشکل پرایمینگ: اگر در ابتدای جوشکاری، الکترود بیش از حد به قطعاتی که می‌خواهیم جوشکاری کنیم نزدیک شود، قوس الکتریکی شکل نمی‌گیرد و الکترود به قطعه می‌چسبد و منجر به یک اتصال کوتاه مستقیم می‌شود.
• یک مشکل دیگر این است که حفظ فاصله‌ی مناسب بین میله و قطعه‌ای که می‌خواهیم جوشکاری کنیم ساده نیست: به دلیل ذوب شدن میله، جوشکار باید به شکل پیوسته، موقعیت خود را تنظیم کند.

به دستگاه‌های جوشکاری ترانسفورمر shunts هم گفته می‌شود. دستگاه‌های جوشکاری MMA دارای اینورتر، نسخه جدیدتری از این تکنولوژی هستند و از یک ترانسفورمر الکترونیکی استفاده می‌کنند که به شکل پیوسته، قدرت خروجی را تنظیم می‌کند. دستگاه‌های جوشکاری دارای اینورتر، فضای کمتری را اشغال می‌کنند و سبک‌تر هستند و همچنین کیفیت جوشکاری بهتری را ارائه می‌کنند؛ به لطف تنظیم دقیق قدرت. این دستگاه‌ها عموما دارای یک تجهیز ایمنی هستند که قبل از چسبیدن الکترود به قطعه، جریان را قطع می‌کند.

یک دستگاه جوش برق، بیشتر مناسب انجام کارها و پروژه‌های کوچک است (همچون تعمیرات و غیره) تا تولیدات انبوه:

• جا به جایی این دستگاه‌ها ساده‌تر است چون نیازمند محفظه‌ی گاز نیستند.
• توزیع ذرات کمتری در فضای خارجی دارد – با تغییر میله و فلز پُرکننده، می‌توان از این تکنولوژی برای جوشکاری اکثر فلزات استفاده کرد.
• به لطف طول بلند میله، می‌توان جاهایی که دسترسی به آن‌ها سخت است را جوشکاری کرد.
• ارزان‌ترین تکنولوژی دستگاه‌های جوشکاری است.

دستگاه جوش برق GYS

 نکات اصلی دستگاه جوشکاری MMA:

٭ جوشکاری دستی.

٭ تکنولوژی اینورتر.

٭ الکترود‌های پوشش‌دار.

٭ مناسب تعمیرات جزئی.

دستگاه جوشکاری MIG/MAG چیست؟

دستگاه جوشکاری با گاز محافظ (یا GMAW یا MIG/MAG) نیز دستگاه جوشکاری قوسی به حساب می‌آید اما به جای الکترود پوشش‌دار، از یک سیم پیچ استفاده می‌شود که در فرآیند جوشکاری، این سیم‌پیچ با مشعل جوشکاری از هم باز می‌شود. برای محافظت از جوشکاری در برابر اکسیداسیون که توسط هوای محیط ایجاد می‌شود، به جای روکش الکترود، از گاز استفاده می‌شود که در محل جوشکاری توسط مشعل جوشکاری آزاد می‌گردد.

به جوشکاری با گاز محافظ، جوشکاری میگ / مَگ (MIG/MAG) هم گفته می‌شود و این دو دسته عبارتند از:

• میگ یا MIG (فلز گاز خنثی) از گازهای خنثی همچون آرگون یا هلیوم استفاده می‌کند. مناسب جوشکاری فولاد ضد زنگ، آلیاژهای سبک و فلزات غیر آهنی است.
• مَگ یا MAG (فلز گاز فعال) از ترکیبی از آرگون و کربن دی اکسید یا آرگون و اکسیژن استفاده می‌کند که با جوشکاری واکنش نشان داده و کیفیت جوشکاری را بهبود می‌بخشد. این روش فقط برای فولاد کربنی استفاده می‌شود.

اگر از گاز مناسب استفاده نمایید، جوشکاری با گاز محافظ می‌تواند برای تمام انواع فلزات رایج، قابل استفاده باشد.

دستگاه‌های جوشکاری با گاز محافظ، کیفیت جوشکاری بهتری نسبت به دستگاه‌های جوش برق (MMA) دارند. با این دستگاه‌ها می‌توان ورق‌های نازک‌تری را جوشکاری کرد و برای تولید انبوه، اتوماسیون و استفاده با ربات‌ها مناسب‌تر هستند. همچنین یادگیری جوشکاری با گاز محافظ ساده‌تر از سایر تکنیک‌هاست.

همچنین می‌توان از یک دستگاه جوشکاری MIG، بدون گاز استفاده کرد. برای انجام این کار، کافی است سیم جامد را با سیمی پُرکننده جایگزین کنید که دارای پودری است که در فرآیند جوشکاری بخار می‌شود تا گاز خنثی مورد نظر را تولید کند تا از جوشکاری در برابر اکسیداسیون محافظت کند.

جوشکاری MIG امکان جوشکاری تمیزتری را فراهم می‌کند و سیم جامد ارزان‌تر از سیم پُرکننده است؛ از طرفی در جوشکاری بدون گاز، دیگر نیازی نیست که محفظه‌ی گاز را نیز مدیریت کنید، حساسیت کمتری در برابر ذرات دارد و در نتیجه مناسب‌تر برای جوشکاری در محیط خارجی است. همچنین نفوذ بهتری را برای جوشکاری در متریال ضخیم فراهم می‌آورد.

دستگاه جوشکاری با گاز محافظ Aro

 نکات اصلی دستگاه جوشکاری MIG/MAG:

٭ دستگاه جوشکاری نیمه اتوماتیک.

٭ گاز خنثی (بی‌اثر).

٭ گاز فعال.

٭ سیم پیچ.

٭ سیم جامد.

٭ مفتول تو پودری.

بیشتر بخوانید: انتخاب گیربکس کاهنده‌ی مناسب

بیشتر بخوانید: انتخاب AGV مناسب

دستگاه جوشکاری تیگ چیست؟

دستگاه‌های جوشکاری تیگ (TIG) از گاز خنثی، یک الکترود غیر قابل ذوب و یک فلز پُرکننده استفاده می‌کنند. در بعضی موارد، این نوع جوشکاری را می‌توان بدون فلز پرکننده انجام داد. از دستگاه‌های جوشکاری تیگ برای جوشکاری لایه‌های نازک استفاده می‌شود.

این جوشکاری ممکن است به شکل دستی انجام شود (فرد جوشکار میله‌ی فلزی جانبی را در دست می‌گیرد) یا به شکل نیمه اتوماتیک انجام دهد (دستگاه مجهز به یک قرقره برای فلز پرکننده است). از این فرآیند عموما برای فلزات غیرآهنی استفاده می شود، همچون تیتانیوم یا آلومینیوم. اگر نیاز به فلز پُرکننده باشد، این فلز غیر پوشش‌دار است، چون از محل جوشکاری توسط گاز خنثی در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی محافظت می‌شود. این نوع جوشکاری، روشی بسیار محبوب و رایج است چون به کمک این روش، می‌توان به نتایج بسیار با کیفیتی دست پیدا کرد، به خصوص زمانی که بخواهید در فضای کم و ورقات فلزی نازک را جوشکاری کنید.

مشعل جوشکاری تیگ، نیازمند خنک‌کننده است. اگر شدت جوشکاری پایین باشد، میزان خنک‌سازی ارائه شده توسط گاز کافی است اما اگر شدت جوشکاری بالا باشد، نیازمند است که از مشعلی استفاده کنید که مجهز به خنک‌کننده‌ی مایع است.

الکترود استفاده شده می‌تواند از جنس تنگستن یا آلیاژ تنگستن باشد که بستگی به فلزی دارد که جوشکاری می‌کنید. الکترود به کار رفته، غیر قابل ذوب است و با قطعه‌ی نهایی ترکیب نمی‌شود (یعنی با فلز پرکننده در جوشکاری ترکیب نمی‌شود) اما همچنان این الکترود دچار استهلاک می‌شود و باید در بازه‌های منظم زمانی، آن را تیز کرد، چون کیفیت قوس الکتریکی ایجاد شده، به شکل سر این الکترود بستگی دارد.

دستگاه جوشکاری تیگ REHM

 نکات اصلی جوشکاری TIG:

٭ جوشکاری نیمه اتوماتیک.

٭ الکترود غیر قابل ذوب تنگستن.

٭ جوشکاری با کیفیت بسیار بالا.

٭ گاز خنثی.

٭ تیتانیوم.

٭ ورق فلز نازک.

چطور یک دستگاه جوشکاری انتخاب کنیم؟

متاسفانه یک فرآیند جوشکاری و یک دستگاه جوشکاری وجود ندارد که برای تمام کاربردها مناسب باشد. در هنگام انتخاب و خرید دستگاه جوشکاری، باید سوالات مناسب را مطرح کنید و مزایا و معایب هر تکنیک را با کاربرد و نحوه استفاده خود از تجهیزات، مورد نظر قرار دهید.

در ادامه معیارهای اصلی که باید مورد نظر قرار دهید را با هم بررسی می‌کنیم:

استفاده:

متریال و مواد:

با یک دستگاه جوشکاری MMA با تغییر میله، می‌توان اکثر فلزات را جوشکاری کرد، اما جوشکاری آلومینیوم با این تکنیک سخت است و نیازمند مهارت بسیاری است. دستگاه جوشکاری MIG/MAG می‌تواند تمام فلزات رایج را جوشکاری کند اما برای فولاد کربنی نیاز است که گاز محافظ را تعویض کنید. دستگاه جوشکاری TIG می‌تواند تمام فلزات را با گاز محافظ یکسان جوشکاری کند که این شامل تیتانیوم هم می‌شود.

ضخامت:

فرقی نمی‌کند از کدام تکنیک یا فرآیند استفاده کنیم، هر چقدر متریالی که قرار است جوشکاری شود ضخیم‌تر باشد، به جریان بیشتری نیاز است. در نتیجه باید دستگاهی انتخاب کنید که بتواند سطح جریان مورد نیاز شما را تامین کند.

منبع تغذیه:

یک دستگاه جوشکاری تک ‌فاز می‌تواند حداکثر جریان ۲۰۰ آمپر را تامین کند در حالتی که یک دستگاه جوشکاری سه ‌فاز می‌تواند بین ۴۰۰ تا ۶۰۰ آمپر را فراهم کند.

چرخه کار:

چرخه‌ی کار (Duty Cycle) پارامتر و عامل بسیار مهمی در انتخاب یک دستگاه جوشکاری است، چون نشان‌دهنده‌ی توانایی دستگاه برای کار کردن در مدت طولانی‌تر یا کوتاه‌تر، بدون نیاز به توقف کار برای خنک شدن دستگاه است. چرخه‌ی کار به شکل درصدی بیان می‌شود و مرتبط با زمان پیوسته‌ای است که دستگاه جوشکاری را در بازه‌های ده دقیقه‌ای استفاده، بیان می‌کند. چرخه‌ی کار برای یک یا چند مقدار جریان جوشکاری ارائه می‌شود. هر چقدر جریان جوشکاری بالاتر باشد، دستگاه جوشکاری سریع‌تر داغ می‌کند و چرخه‌ی کار کمتر می‌شود.

مثال: اگر چرخه‌ی کار در ۱۰۰ آمپر ۷۰ درصد باشد، به این معناست که وقتی دستگاه روی ۱۰۰ آمپر کار کند، می‌تواند برای ۷ دقیقه به طول پیوسته کار کند و بعد باید سه دقیقه به آن استراحت داد تا خنک شود و سپس دوباره می‌توان از آن استفاده کرد.

یک دستگاه جوشکاری قوسی با فلز پوشش‌دار Oerlikon

 جمع‌بندی معیارهای انتخاب دستگاه‌های جوشکاری

٭ نوع جوشکاری.

٭ متریالی که قرار است جوشکاری شود.

٭ ضخامت جوشکاری.

٭ چرخه‌ی کار.

٭ تک ‌فاز یا سه ‌فاز.

بیشتر بخوانید: انتخاب دستگاه جوشکاری لیزری

بیشتر بخوانید: انتخاب ماشین فرز مناسب

بیشتر بخوانید: انتخاب ولو (شیر صنعتی) مناسب