ماشین مخصوص جوشکاری چیست؟
مقدمه
جوشکاری یک تجارت در حال تقاضا است که می تواند حرفه شما باشد. اما جوشکاری همچنین مهارتی است که می توانید از آن برای کارهای روزمره مانند ایجاد هنر باغ یا تزئینات استفاده کنید. حتی می توانید از آن برای بهبود شغل فعلی خود به ویژه در کشاورزی یا صنایع خودرو استفاده کنید. جوشکاری بسته به نوع جوشکاری و ماشین جوشکاری که می خواهید یاد بگیرید، امکانات بی حد و حصر دارد.
چهار نوع اصلی جوشکاری وجود دارد
- MIG : جوشکاری قوس فلزی گاز (GMAW)
- TIG : جوشکاری قوس تنگستن گاز (GTAW)
- استیک : جوشکاری فلزی محافظ فلزی (SMAW)
- هسته شار : جوشکاری قوس هسته ای شار (FCAW)
ما در اینجا هر نوع جوشکاری عمیق تر فرو می رویم.
MIG : جوشکاری قوس فلزی گاز (GMAW)
جوشکاری MIG در صنعت خودرو برای ترمیم اگزوز ماشین استفاده می شود و همچنین در ایجاد خانه ها و ساختمان ها مورد استفاده قرار می گیرد. این یکی از متداول ترین انواع جوشکاری است. این نوعی جوشکاری قوسی است که از سیم پیوسته ای به نام الکترود استفاده می کند. شما همچنین از یک گاز محافظ استفاده خواهید کرد که از طریق تفنگ جوش عبور می کند و از آلودگی محافظت می کند.
TIG : جوشکاری قوس تنگستن گاز (GTAW)
جوشکاری TIG از قوس الکتریکی مانند MIG نیز استفاده می کند. هنگام کار با جوشکاری TIG، از الکترود ساخته شده از تنگستن استفاده می کنید. تنگستن یکی از سخت ترین مواد فلزی است. این حل نمی شود و نمی سوزد. جوشکاری می تواند از طریق فرایند معروف به همجوشی انجام شود که از فلز پرکننده استفاده می کند یا استفاده نمی کند. TIG همچنین از یک گاز خارجی مانند آرگون یا هلیوم استفاده می کند.
استیک : جوشکاری فلزی محافظ فلزی (SMAW)
آیا می خواهید جوشکاری خود را انجام دهید؟ یک نکته مثبت در مورد جوشکاری Stick قابل حمل بودن آن است. جوشکاری استیک در ساخت، نگهداری و تعمیر، خطوط لوله زیر آب و ساخت صنعتی استفاده می شود.
برای این نوع جوشکاری، شما از یک جوشکاری محافظ فلزی استفاده می کنید یا بیشتر به جوش Stick معروف است. شما از یک الکترود مصرفی و محافظت شده یا چوب استفاده خواهید کرد. این چوب با حرارت دادن با قوس بین الکترود فلزی پوشیده شده و قطعه کار فلزات پایه، نرم و ترکیب می شود. همانطور که چوب ذوب می شود، پوشش محافظ آن نیز ذوب می شود و منطقه جوش را از اکسیژن و گازهای دیگر که در هوا هستند محافظت می کند.
جوش هسته ای : جوشکاری قوس هسته ای شار (FCAW)
جوشکاری قوس هسته ای شار مانند جوشکاری MIG است زیرا هر دو از سیم پیوسته و منبع تغذیه استفاده می کنند. شما یک الکترود پیوسته را با یک فلز پایه ترکیب خواهید کرد. الکترود یک لوله توخالی پر از شار است که از طریق تفنگ جوش و به استخر جوش خورانده می شود. هنگام جوشکاری در فضای باز، یک محافظ شار محافظت در برابر عناصر آب و هوایی را ارائه می دهد. این نوع جوشکاری برای جوشکاری فلزات ضخیم تر مورد استفاده قرار می گیرد و در صنایع ماشینکاری مورد استفاده قرار می گیرد.
دستگاه جوش لیزری
جوشکاری لیزری به علت گرمای ورودی اندک، دقت و کنترل پذیری بالا، تکنیکی شناخته شده و بسیار مفید برای اتصال انواع فلزات، بویژه ورق های نازک فولادی به شمار می رود. طرح اتصال های مختلف نظیر جوشکاری لب به لب (Butt welding)، روی هم (Overlapp welding) و… نیاز به تجهیزات ویژه ای علاوه بر چشمه لیزر و سامانه های اپتیکی انتقال و تمرکز باریکه لیزر دارند. بنابراین لازم است برای تامین قید و قرار (Jig & Fixtuer) مورد نیاز در جوشکاری لیزری قطعات مختلف، ماشین های مخصوصی فراهم گردد تا بتوانند اتصال مورد نظر را با سرعت و کیفیت مناسب تامین نمایند.
از این رو در بسیاری از فرآیندهای صنعتی و خطوط تولید نوین، لازم است ماشین جوشکاری قطعات با استفاده از لیزر فراهم شود که یکی از محصولات این شرکت است.
دستگاههای مخصوص جوشکاری لیزری
از دستگاه جوش لیزری برای جوش دادن انواع آلیاژهای تیتانیوم، نیکل، فولادها، آلومینیوم، مس، کروم، نایوبیوم، طلا، نقره و بسیاری دیگر از فلزات استفاده می شود. از جوشکاری لیزری برای جوش دادن دو نوع فلز مختلف مانند: مس- نیکل، نایوبیوم- تیتانیوم و مس – فولاد نیز می توان استفاده کرد.
جوشکاری لیزری در شکل ها و جنس های مختلف:
- جوشکاری لیزری هم جنس و ناهمجنس انواع آلیاژهای آهن. جوشکاری لیزری آلیاژهای تیتانیوم
- دستگاه جوش لیزر ظریف خطی: این دستگاه جوش ظریف، با اندازه کوچک خود عملکرد با کیفیت بالایی دارد. دستگاه جوش برای جوش لیزری صفحاتی با ضخامت کمتر از یک میلیمتر مناسب است. از این دستگاه برای جوش به صورت خط مستقیم یا جوش به صورت کمان می توان استفاده کرد. این دستگاه در صنایع دارویی، صنایع الکترونیک، باتری سازی، ساخت ابزارآلات و صنایع دیگر قابل استفاده است.
- دستگاه جوشکاری لیزری پیشرفته که ممکن است از چشمه های لیزر پالسی Nd:YAG یا لیزر پیوسته فیبر استفاده نماید.
از این دستگاه جوش لیزر، به طور وسیعی در موارد زیر استفاده می شود:
- جوشکاری برای پر کردن حفره ها در تعمیر تجهیزات حساس و ساخت زیورآلات
- جوشکاری نقطه ای برآمده در ساخت زیورآلات برای نگه داشتن نگین
- تعمیر و جوشکاری اتصالات زیورآلات و زنجیرهای طلا
- جوشکاری در مواردی که اثر حرارتی بر منطقه کوچکی باید اعمال شود مثل بوردهای الکترونیک
- جوشکاری در مواردی که نقطه جوش باید اندازه مشخصی داشته باشد
- جوش دقیق و صاف بدون نیاز به فرآیند های ماشینکاری پس از جوشکاری
- جوشکاری غیر هم جنس دو نوع فلز
دستگاه جوشکاری ترانسفورماتور
از دستگاه جوش ترانسفورماتوری به عنوان سادهترین نوع این ابزار صنعتی یاد میشود. از ترانسفورماتور برای افزایش و یا کاهش ولتاژ استفاده خواهد شد. در دستگاه جوشکاری انواع کاهنده آن مورد توجه قرار میگیرد. در فرآیند جوشکاری به ولتاژ پایین و شدت جریان بالا نیاز است. میزان ولتاژ حدود ۱۰ تا ۵۰ ولت در نظر گرفته میشود و شدت جریان الکتریکی حدود ۵۰ تا ۴۰۰ آمپر است. یعنی با استفاده از آنها جریان متناوب و یا همان AC با شدت کم و ولتاژ بالا، به جریان الکتریکی با شدت بالا و ولتاژ پایین تبدیل خواهد شد. این امر سبب میشود تا ایمنی دستگاه نیز بیشتر شود، چرا که خطر برق گرفتگی با کاهش ولتاژ، کمتر خواهد شد.
در ساختار ترانسفورماتور از دو سیم پیچ اولیه و ثانویه استفاده شده است. زمانی که دستگاه توسط فیش به جریان متناوب برق شهری میشود، برق ابتدا وارد سیم پیچ اولیه خواهد شد. این امر سبب ایجاد یک میدان مغناطیسی میشود که بر روی سیم پیچ ثانویه تاثیر گذار است. به این ترتیب شدت و ولتاژ جریان ورودی برای جوشکاری تغییر خواهد کرد. ترانسفورماتورهایی که در این دستگاه وجود دارند، به صورت ساده و پیچیده طراحی خواهند شد. در انواع ساده آن با استفاده از باتری ماشین نیز میتوان از آنها استفاده نمود و در انواع پیچیده از فناوریهایی نظیر IGBT و یا کنترلرهای کامپیوتری CNC استفاده شده است.
بررسی دستگاه جوشکاری رکتی فایر
دستگاه جوشکاری رکتی فایر، مبدلهایی هستند که میتوانند جریانهای متناوب با شدت ۳۸۰ و یا ۲۲۰ ولت را به جریان مستقیم DC تبدیل کرده تا انرژی لازم برای جوشکاری فراهم شود. اینورتر جوشکاری به طور کلی به جریان برق سه فاز نیاز دارند. برای این منظور فیش مخصوصی برای آنها طراحی شده است. جوشکاری با این دستگاه از طریق الکترودهای مختلف انجام خواهد شد و باید گفت که جوشکاری از کیفیت بسیار بالایی برخوردار خواهد بود. از این دستگاه بیشتر برای پروژههای سنگین و صنعتی استفاده خواهد شد. وزن زیادی داشته و جابهجایی آن مشکل است. همچنین باید بدانید که این نوع از دستگاههای جوش نسبت به انواع دیگر گرانتر هستند. رکتیفایرها در شرایط سخت و زمانی که به برق شهری دسترسی وجود ندارد، میتوانند بسیار کاربردی باشند.
به طور کلی میتوان گفت رکتی فایر به دو دسته نیم موج و موج کامل تقسیم میشود. در نوع نیم موج، جریان الکتریکی تنها از یک قطب منفی و یا مثبت عبور خواهد کرد، این در حالی است که در رکتیفایر موج کامل، جریان الکتریکی از هر دو قطب مثبت و منفی گذر خواهد کرد. یکی از قطعات مهم در رکتیفایر، دیود است. در انواع نیم موج دستگاه تنها دارای یک تا دو دیود است، در صورتیکه در رکتیفایر موج کامل، تعداد دیودها به چهار عدد میرسد.
دستگاه جوشکاری ژنراتور الکتریکی
در این نوع از دستگاهها از مولدهایی به نام دینام جوشکاری استفاده خواهد شد. بوسیله آنها جریان الکتریکی مستقیم برای جوشکاری ایجاد میشود. جوش و اتصال فلزات از کیفیت خوبی برخوردار است، اما باید گفت که این دستگاهها حجم و وزن زیادی داشته و در عین حال هزینه تعمیر و نگهداری آنها نیز بالا است. به همین دلیل کمتر مورد توجه قرار گرفتهاند.
ژنراتورهای احتراقی نیز عملکردی مانند ژنراتورهای الکتریکی دارند و مهمترین تفاوت، به سوخت آنها باز میگردد. همانطور که از نام آنها میتوان حدس زد، انرژی آنها از طریق سوختهایی نظیر بنزین و گازوئیل تامین خواهد شد. از آنها در پروژهها ساختمانی و شهری استفاده نخواهد شد. وزن زیادی داشته و سر و صدای بسیار زیادی تولید میکنند. این در حالی است که دستگاههای جوش پیشرفتهایی وجود که با کمترین میزان آلودگی و در سریعترین زمان ممکن، جوشکاری با کیفیتی را به شما تحویل خواهند داد که از آن جمله میتوان به دستگاه جوش اینورتر اشاره کرد.
در دستگاه جوش اینورتر از چه تکنولوژی استفاده میشود؟
در دستگاه نقطه جوش اینورتری از تکنولوژی ماسفت MOSFET و IGBT استفاده میشود. کلیه مبدلهای الکتریکی دارای قطعهایی به نام سوییچ قدرتی هستند. عملکرد همه مبدلهایی الکتریکی به این سوییچها بستگی خواهد داشت. از جمله پرکاربردترین آنها میتوان به ماسفت MOSFET و IGBT اشاره کرد. از لحاظ ساختاری باید گفت که IGBT ساختار پیچیدهتری نسبت به ماسفت دارد. به همین دلیل انتظار میرود، تعمیر آن کمی سختتر باشد.
دستگاه جوش ماسفت چه ویژگیهایی دارد؟
- آنها به راحتی تعمیر خواهند شد.
- قطعات آنها در دسترس بوده و از قیمت کمتری نیز برخوردار هستند.
- وزن بیشتری دارند.
- تعداد قطعات بیشتری در آنها بکار برده شده است.
- هزینه تولید آنها بالا است.
- دستگاه جوش IGBT چه ویژگیهایی دارد؟
- کیفیت جوش در آنها بهتر بوده و بیشتر نفوذ میکنند.
- مصرف بهینه انرژی
- دستگاه از حجم و وزن کمتری برخوردار است.
در صنعت به سه روش جوشکاری انجام می گیرد
- جوشکاری با دستگاه جوش الکترود دستی
- جوشکاری با دستگاه جوش زیر پودری
- جوشکاری با دستگاه جوش با سیم
انواع دستگاه جوش و کاربرد آنها
جوشکاری با دستگاه جوش الکترود به چهار گروه تقسیم می گردد:
۱. جوشکاری با ترانس های قدیمی
امروزه از این دستگاه جوشکاری بخاطر مصرف برق بالا، بزرگ بودن و وزن زیاد دستگاه، استفاده نمی شود.
۲. جوشکاری با دستگاه جوش مجهز به مولد یا دینام جوشکاری
هزینه بالای نگهداری و تعمیر و همچنین وزن بالای این دستگاه جوشکاری از آن استفاده نمی شود.
۳. جوشکاری با دستگاه جوش رکتی فایر
دستگاه های که جریان های متناوب دویست و بیست ولت شهری و سیصد و هشتاد ولت را به جریان مستقیم تغییر می دهد، دستگاه جوش رکتی فایر نام دارد. لازم به ذکر است دستگاه جوش رکتی فایر مانند دستگاه های ترانسفورماتور است که سیستم یکسو شونده ی جریان الکتریسیته دارد. دستگاه رکتی فایر به کمک فیش های مخصوصی جریان برق سه فاز را دریافت می کند. در دستگاه های رکتی فایر تغییر مقدار جریان توسط پتانسیومتر انجام می گردد، همچنین دستگاه رکتی فایر دارای یک کلید گردشی می باشد که در تغییر مقدار جریان دخیل می باشد. یک صفحه نمایش بر روی دستگاه تعبیه شده که برای نشان دادن مقدار خروجی آمپر می باشد. کلید گردشی دستگاه رکتی فایر دارای دو درجه می باشد. SMAW جهت جوشکار و GTAW به منظور جوشکاری. بعضی از دستگاه های رکتی فایر برای ایجاد قوس پایدار و راحتی در جوشکاری یک کلید انتخاب جریان بر طبق نوع الکترود دارند.
مزایای جوشکاری با دستگاه جوش رکتی فایر
- امکان جوشکاری با الکترود های مختلف
- کیفیت بالا در جوشکاری
- قابلیت کار با دستگاه جوش رکتی فایر در مواقع ای که برق شهری در دسترس نمی باشد.
۴. جوشکاری با دستگاه جوش اینورتر
جدید ترین نسل دستگاه های جوش، دستگاه های جوش اینورتر هستند. این دستگاه جوش دارای دو مدل می باشد؛ دستگاه هایی که با دو جریان AC یا متناوب و جریان DC یا مستقیم کار میکنند و دستگاه هایی که فقط با جریان مستقیم برق کار می کنند. دستگاه جوشکاری اینورتر دارای منبع تغذیه ای است که به کمک یک نرم افزار کامپیوتری، جریان های بالای خروجی و ولتاژ را که در جوشکاری ایجاد می شود را تنظیم و کنترل می کند.
تفاوت میان دستگاه جوش اینورتر با انواع دستگاه جوش قدیمی
بارز ترین فرق در بین دستگاه اینورتر با دستگاه های نسل قدیم در روش تبدیل کردن جریان های متناوب یا AC به جریان مستقیم یا DC خروجی است.
دستگاه های نسل قدیمی جوشکاری از یک دستگاه تقویت ولتاژ با هسته ی آهنی بزرگ برای تغییر دادن مقدار جریان پایین با ولتاژ بالا به جریان بالای متناوب با ولتاژ پایین، کمک می گرفتند. و بعد از آن جریان متناوب را به کمک رکتی فایر به جریان مستقیم تبدیل می کردند.
اما در دستگاه های جوش اینورتر قضیه متفاوت است. این دستگاه جوشکاری از ابتدا جریان ورودی AC یا متناوب را به وسیله یک رکتی فایر به جریان مستقیم یا DC تبدیل می کند. توجه داشته باشید که این جریان حاصل شده، فرکانس بالایی در حدوده ده هزار تا بیست هزار هرتز ایجاد می کند. به همین جهت باید مدارهای الکترونیکی جایگزین هسته آهنی در دستگاه جوش اینورتر شده اند. به همین خاطر در هنگام خرید دستگاه جوش اینورتر باید دقت لازم را نسبت به کیفیت لوازم یدکی و قطعه های آن داشته باشید.
دستگاه های اینورتر در مقابل دستگاه های جوش قدیمی، به خاطر تکنولوژی بکار برده شده در آنها هزینه ساخت کمتری دارند و همچنین این دستگاه ها قدرت جوش بهتر و قوی تری نسبت به دستگاه های قدیمی دارند و می توان از انواع الکترود ها در آنها استفاده کرد. به دلیل این مزایا در سال های اخیر خرید این دستگاه های جوش توسط جوشکاران بیشتر شده است.
تفاوت دستگاه جوش رکتی فایر با دستگاه جوش اینورتر
تفاوت وزن
دستگاه های جوش رکتی فایر با توجه به میزان آمپر آنها نسب به دستگاه های جوش اینورتر با همان آمپر، سه برابر وزن دارند.
تفاوت در آمپر دریافتی
در دستگاه های جوش اینورتر میزان آمپر دریافتی دستگاه در حدود هجده تا بیست و دو آمپر است ولی در دستگاه های جوش رکتی فایر میزان آمپر دریافتی تا بیست و پنج آمپر می باشد که باعث ایجاد نوسان در برق منازل می شود.
مزیت دستگاه جوش اینورتر
- عدم ایجاد آلودگی صوتی
- بالا بردن کیفیت جوشکاری انجام شده
- توانایی در کنترل مشخصه های دینامیکی دستگاه اینورتر در شرایط متفاوت
- مصرف کم انرژی به وسیله دستگاه جوش
- بازه کاری بالا در دستگاه های جوش اینورتر در مقابل دستگاه های جوش قدیمی
- حمل آسان و سبک
- دارای قوس بادوام و تعادل مناسب قوس
عوامل مؤثر در انتخاب انواع اینورتر جوشکاری
معیار ها و مشخصاتی که در انتخاب انواع اینورتر جوشکاری تأثیر دارد موارد زیادی هستند که در ادامه به ۲ مورد زیر می پردازیم.
- متریالی که جوشکاری میکنیم، چه ارتباطی به انتخاب نوع اینورتر جوشکاری دارد؟
- موقعیت جوشکاری چه تاثیری در نوع اینورتر جوشکاری انتخابی ما میگذارد؟
متریالی که جوشکاری میکنیم، چه ارتباطی به انتخاب نوع اینورتر جوشکاری دارد؟
هر چند که اینورتر جوشکاری قابل استفاده برای متریالهای مختلف است، اما اولین نکتهای که شما باید به آن دقت کنید. این است که از اینورتر جوشکاری خود برای چه فلزاتی میخواهید، استفاده کنید. در ادامه به دسته بندی انواع متریالهای قابل جوشکاری توسط اینورتر پرداختهایم:
- فولاد- فولادهای خفیف، کم کربن، فولاد آلیاژی، هاردوکس، آهن فورفوژه، کروم، مولی (Moly)، چدن، منگنز و کورتن
- آلومینیوم- سری آلیاژ ۱۰۰۰ تا ۷۰۰۰
- برنج- کارتریج c330، c360
- طلا- نمرات جواهرات
- مس- فاقد اکسیژن، سطح سخت، فسفر بدون اکسیداسیون
موقعیت جوشکاری چه تاثیری در نوع اینورتر جوشکاری انتخابی ما میگذارد؟
یکی دیگر از معیارهای مهم در انتخاب دستگاه اینورتر جوشکاری، زاویه استفاده از این دستگاه است. جوشکاریهایی که بر روی سطوح افقی و صاف میشوند با جوشکاری بر روی سطوح عمودی یا زاویهدار، تفاوت چشمگیری دارد. سرعت جریان سیم، ترکیب گاز یا مواد شیمیایی دیگر معیارهای مهم هنگام تغییر موقعیت در هنگام کار با دستگاه جوشکاری است. از آنجایی که هر ماده در زمان جوشکاری و هنگام گرم شدن تغییر شکل میدهد، بنابراین جوشکار باید دانش مناسبی در زمینه ایجاد ترکیب مناسب گاز و مواد پرکننده برای ایجاد یک جوش مستحکم و عالی داشته باشد.
انواع اینورتر جوشکاری فلزات کدامند؟
تا به امروز سه نوع دستگاه جوشکاری فلز وجود دارد که هر کدام برای کار بر روی انواع مختلفی از متریال ساخته شدهاند. بسته به این که چه نوع متریالی را جوشکاری میکنید، هر دستگاه جوشکاری دارای ویژگی و مزایای متفاوتی است که میتواند آن چه شما در جوشکاری انتظار دارید، برآورده کند. در ادامه به این سه نوع دستگاه جوشکاری خواهیم پرداخت:
۱. دستگاه جوشکاری میگ (MIG)
دستگاه جوشکاری میگ به دستگاه جوشکاری گازهای بی اثر فلزی گفته میشود که به جوشکاری قوسی فلزی نیز معروف هستند. از این نوع از دستگاهها برای بازه بسیار متفاوتی از کاربردها استفاده میشود از جوشکاری برای کارهای امنیتی تا برای کارهای هنری و مجسمه سازی. قوس الکتریکی الکترود، فلز را حرارت میدهد و باعث میشود که آنها با هم ترکیب شوند.
۲. دستگاه جوشکاری (TIG)
جوشکاری گاز بی اثر (TIG) با الکترود تنگستن با دستگاه جوشکاری میگ متفاوت هستند زیرا مانند دستگاه جوشکاری میگ الکترود در جوشکاری ذوب نمیشود. در دهه ۳۰ میلادی از این جوشکاری در صنعت هواپیماسازی استفاده میشده است. در قرن ۲۱ نیز این کاربرد برای این جوشکاری ادامه پیدا کرده است و از آن در صنعت هواپیما سازی و خودروسازی استفاده میشود. ویژگی این نوع جوشکاری این است که پاشش در زمان جوشکاری به وجود نمیآید و جوشکاری بسیار دقیق انجام میشود.
۳. جوشکاری نقطهای
ورقهای فلزی که رو به روی هم قرار دارند، میتوانند با استفاده از تکنیکهای جوشکاری نقطهای به هم جوش داده شوند. در این روش از طریق دو الکترود که در مقابل هم قرار گرفتهاند، دو قطعه به هم جوش داده میشوند. زمانی که برق فشار قوی از یک الکترود به الکترود دیگر منتقل میشود، گرمای حاصل از مایع شدن فلز در قطعه کار و تشکیل جوش کافی است. از آن جایی که جوشکاری نقطهای قابل اطمینان و ساده است به عنوان مصارف تجاری و صنعتی استفاده میشود.
انواع دستگاه جوش اینورتر در بازارهای ایران
همان طور که می دانید در ایران مدل های مختلف از دستگاه اینورتر کاربرد دارند که هر کدام با توجه به کشور سازنده و برند آن با دیگر دستگاه های اینورتر دارای تفاوت هایی بوده و از نظر کیفیت با یکدیگر تفاوت دارند. دستگاه های جوش اروپایی دارای کیفیت بسیار بالایی می باشند اما با توجه به قیمت بالای آنها برا همه به صرفه نمی باشند.