کاهش مصرف انرژی در حین جوشکاری – و نحوه انجام آن
دانش جوشکاری
نوشته داوود سلیانچی
هنگامی که آمپرهای جوشکاری تا 700 آمپر به طور منظم از قوس عبور می کنند، یک چیز به سرعت مشخص می شود – جوشکاری فرآیندی پر انرژی است. این سؤال با خود به همراه دارد: “آیا می توان در اینجا صرفه جویی در انرژی کرد؟” پاسخ کاملاً بله است! ماشین آلات و فرآیندهای جوشکاری کارآمد برای انجام این کار ضروری هستند. ما به شما پنج ویژگی را نشان می دهیم که باید در یک دستگاه جوش کارآمد به دنبال آنها باشید.
مانند بسیاری از فرآیندهای فنی دیگر، جوشکاری نیز بر محیط زیست تأثیر دارد. منابعی مانند انرژی، گاز محافظ، سیم جوش و قطعات فرسوده مختلف مصرف می شود، در حالی که دود جوش در جو منتشر می شود.
راه های مختلفی برای صرفه جویی در منابع در جوشکاری وجود دارد ، از جمله تولید دستگاه های جوشکاری با صرفه جویی در منابع، استفاده از تجهیزات بادوام، قابل تعمیر و بازیافت، انتخاب ماشین ها و تجهیزات چند فرآیندی . ، و کاربرد بهینه قطعات فرسوده. اما آیا زمینه برای کاهش مصرف برق زیاد است؟
وقتی صحبت از بهره وری انرژی می شود، ویژگی های فنی دستگاه جوش مورد استفاده کلیدی است. بنابراین سوال این است که یک دستگاه جوش باید چه ویژگی های فنی داشته باشد تا بتواند با مصرف انرژی تا حد امکان جوشکاری کند؟
فناوری اینورتر به جای دستگاه های جوش آنالوگ قدیمی
Transarc 500 با فناوری اینورتر که برای اولین بار در سال 1981 به بازار عرضه شد، نشان دهنده یک جهش کوانتومی در توسعه ماشین های جوشکاری و فرآیندهای جوشکاری است. در مقایسه با دستگاه‌های جوش آنالوگ نسبتاً ساده که تا آن زمان به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گرفتند، دستگاه‌های جوش اینورتر تا یک سوم برق کمتری نیاز دارند.
یک جهش کوانتومی در توسعه ماشین‌های جوش: Transarc 500 با فناوری اینورتر
در عمل، بدیهی است که ماشین های اینورتر به طور قابل توجهی از نظر انرژی کارآمدتر هستند، زیرا در مقایسه با همتایان آنالوگ خود به سختی گرم می شوند. بنابراین جریانی که توسط ماشین‌های اینورتر کشیده می‌شود، عمدتاً برای خود جوشکاری استفاده می‌شود، در حالی که در ماشین‌های آنالوگ مقدار قابل توجهی انرژی به صورت گرما هدر می‌رود. یکی دیگر از ویژگی های متمایز مهم دیگر، ماهیت سبک تر و فشرده تر دستگاه های جوش اینورتر است که به دلیل ترانسفورماتور جوش بسیار کوچکتر است. این باعث می شود که آنها از دستگاه های جوش آنالوگ تحرک بیشتری داشته باشند.
دستگاه های جوش آنالوگ به طور قابل توجهی انرژی بیشتری نسبت به دستگاه های جوش اینورتر مصرف می کنند
بنابراین، اگر هنوز صاحب یک دستگاه جوش آنالوگ هستید، به سادگی با تغییر به فناوری اینورتر، به بهره وری انرژی کمک کرده اید.
همه ماشین های اینورتر یکسان نیستند
با این حال، تغییرات قابل اندازه‌گیری نیز بین ماشین‌های اینورتر مختلف از نظر مصرف انرژی وجود دارد، به‌ویژه که سازندگان پیشرو دستگاه‌های جوش دائماً در تلاش هستند تا بازده انرژی محصولات خود را بهینه کنند.
به عنوان مثال، تصحیح ضریب توان در دستگاه های جوش اینورتر مدرن به افزایش راندمان کمک می کند. در مدل هایی با ضریب توان بیش از Cos φ 0.95، تقریباً تمام انرژی گرفته شده از شبکه برای جوشکاری دقیقاً برای این منظور استفاده می شود.
ماشین‌های اینورتر پیشرفته نسبت به ماشین‌هایی که قبلاً تا حدودی قدیمی شده‌اند، برق کمتری مصرف می‌کنند. مجموعه ای از آزمایشات انجام شده توسط Fronius در ابتدای سال 2024 می تواند این را تأیید کند – یک مدل اینورتر مدرن مستقیماً با یک ماشین اینورتر با فناوری کمی قدیمی تر در عملیات صنعتی مقایسه شد. نتایج واضح بود: دستگاه جوش اینورتر قدیمی 255 کیلووات ساعت برق بیشتری در سال مصرف می کند.
از نظر هزینه های برق هر دستگاه، این ممکن است بسیار ناچیز به نظر برسد. اما با وجود ماشین‌های جوشکاری بی‌شماری که در سرتاسر جهان مورد استفاده قرار می‌گیرند، مصرف بالاتر ۲۵۵ کیلووات ساعت در سال تفاوتی در مصرف انرژی کلی، ظرفیت‌های مورد نیاز نیروگاه و هزینه‌های انرژی ایجاد می‌کند.
دستگاه جوش اینورتر مدرن
دیجیتالی شدن بهره وری انرژی را افزایش می دهد
اگرچه توسعه بیشتر سخت افزار همچنان نقش مهمی در فناوری جوش دارد، نوآوری های نرم افزاری قابل توجهی نیز در حال حاضر معرفی شده اند. نوآوری های دیجیتال اساس روش ها و فرآیندهای جوشکاری جدید را تشکیل می دهد که جوشکاری را کارآمدتر می کند و همچنین تأثیر مثبتی بر مصرف انرژی دارد.
یکی از نمونه های این فرآیند CMT است که توسط Fronius توسعه یافته است. CMT مخفف Cold Metal Transfer است، فرآیندی که با تغذیه جریان دقیق کنترل شده، قوس بسیار پایدار و ورودی حرارت بسیار کم مشخص می شود. این باعث کاهش اعوجاج قطعه کار پایه و حجم ضایعات می شود. همه این عوامل به صرفه جویی در مصرف انرژی کمک می کند.
CMT یک قوس بسیار پایدار ارائه می دهد
فرآیندهای جوشکاری مدرن = جوشکاری سریعتر = مصرف انرژی کمتر
فرآیندهای جوشکاری که سرعت جوشکاری بالاتر را با پایداری قوس یکسان یا بهبود یافته تضمین می کنند نیز تأثیر مثبتی بر مصرف انرژی دارند. یک مثال خوب از این فرآیند جوشکاری پالس چند کنترلی (PMC) است .
قوس پالسی بهینه شده منجر به یک قوس بسیار پایدار با کیفیت درز ثابت یا حتی بالاتر، سرعت جوش 15 تا 20 درصد سریعتر و انرژی ورودی کمتری به مواد پایه در مقایسه با قوس پالسی معمولی می‌شود. تثبیت کننده های نفوذ دیجیتال و قوس پایه فنی برای فرآیندهای جوشکاری مانند PMC را تشکیل می دهند.
خنک کننده سازگار با عملکرد
مشعل جوش اکثر دستگاه های جوشکاری MIG/MAG با کارایی بالا با خنک کننده خنک می شود. متأسفانه، این همیشه به ویژه از نظر انرژی کارآمد نیست – در بسیاری از دستگاه های جوشکاری قدیمی، مایع خنک کننده به طور مداوم با همان سرعت گردش می کند، صرف نظر از اینکه چقدر انرژی وارد قوس می شود و بنابراین چه مقدار گرما در نوک مشعل جوش تولید می شود. .
با خنک کننده سازگار با عملکرد، خنک کننده به طور دائم به مصرف برق مربوطه و در نتیجه با گرمایی که در مشعل جوش ایجاد می شود مرتبط است. این سیستم تنها با استفاده از مقدار انرژی مورد نیاز برای ارائه نتایج بهینه جوشکاری خنک می‌شود و از خنک‌سازی غیرضروری و پرهزینه جلوگیری می‌کند.
اما جوشکاران چه کارهای بیشتری می توانند برای صرفه جویی در انرژی انجام دهند؟
نکاتی که در بالا ذکر شد مربوط به ویژگی های فنی است که یک دستگاه جوش کم مصرف باید داشته باشد، و اگر جوشکاران یک دستگاه اینورتر مدرن و کم مصرف را انتخاب کنند، قبلاً سهم قابل توجهی در صرفه جویی در انرژی داشته اند.
فراتر از این، توصیه می شود فرآیندهای جوشکاری مدرن را روی دستگاه تنظیم کنید. این‌ها می‌توانند جوشکاری را ساده‌تر، با کیفیت‌تر و معمولاً کارآمدتر کنند: هرچه کار متخصصان جوش تمیزتر باشد، نیاز به کار مجدد کمتر و مصرف کلی انرژی کمتر است.
نتیجه گیری
کیفیت بالای درز جوش و صرفه جویی در مصرف انرژی در حین جوشکاری چیزی جز یک تناقض در شرایط است – آنها دست به دست هم می دهند. جوشکارانی که درزهای جوشی با کیفیت بالا را با استفاده از دستگاه‌های مدرن جوشکاری به‌طور کارآمد، عملاً بدون پاشیدگی و به روشی صرفه‌جویی در زمان تولید می‌کنند، نه تنها کار بسیار خوبی را انجام می‌دهند، بلکه از نظر زیست‌محیطی و اقتصادی پایدار عمل می‌کنند. و آنها این کار را به سادگی با استفاده از انرژی و منابع طبیعی ما تا حد امکان بهینه و صرفه جویی انجام می دهند.
آیا می خواهید در مورد جوشکاری صرفه جویی در منابع بیشتر بدانید؟ مقالات « جوشکاری و پایداری: چگونه این دو را ترکیب کنیم؟ ” و ” پایداری در Fronius: ما چه می‌کنیم؟ ” به شما بینش بیشتری در این زمینه می دهد. و اگر می‌خواهید بدانید که چگونه می‌توانید مطمئن شوید که دستگاه جوشکاری کندتر پیر می‌شود، مقاله « ۸ نکته ضد پیری برای سیستم جوشکاری » را توصیه می‌کنیم. لذت ببرید!
با ما باشید .
www.sanatkaran.co
