اینورتر یا دستگاه جوش چیست و چه کاربرد‌هایی دارد؟

از زمان پیشرفت در فن‌آوری‌های جوشکاری، دستگاه‌های جوش اینورتر به طور فزاینده‌ای محبوب شده‌اند زیرا از فناوری سیلیکونی برای کنترل الکتریکی فرآیند جوشکاری استفاده می‌کنند. اینورتر قبل از اینکه فرکانس جریان را افزایش دهد؛ جریان متناوب اصلی را به جریان مستقیم تبدیل می‌کند به طور مثال جریان متناوب 240 ولت را به خروجی 20 ولت  DCتبدیل می‌کند.

دستگاه جوش اینورتر دارای چندین مزیت از جمله: وزن سبک، کوچکی، قابلیت حمل و استفاده آسان است. از آن‌جایی که مصرف برق کمی دارد؛ این امکان وجود دارد که بتوان آن را به یک پریز برق خانگی استاندارد وصل کرد. اگر قصد خرید دستگاه جوش اینورتر  دارید؛ در این مقاله به طور کامل در مورد این دستگاه و کاربردهایش صحبت می‌کنیم.

دستگاه جوش اینورتر چیست؟

اینورتر نوعی دستگاه جوش نسبتا جدید و ابتکاری است که بسیار پیچیده‌تر و به طور کلی کارآمدتر از دستگاه‌های جوش قدیمی است. مانند تمام سیستم های مبتنی بر اینورتر، دستگاه‌های جوش اینورتر به عنوان یکسو کننده و سپس به عنوان اینورتر کار می‌کنند.

این دستگاه، جریان متناوب را به خروجی ولتاژ قابل استفاده تبدیل می‌کند. در ابتدا، ولتاژ DC بالا با اصلاح ولتاژ ورودی بالای 110 تا 240 ولت تأمین می‌شود. سیستم کنترل موجود در دستگاه این مقدار ولتاژ را به AC تبدیل می‌کند.

فرکانس از 50 هرتز معمولی به محدوده ارزش بالا بین 10 هزار هرتز و 30 هزار هرتز افزایش می‌یابد. درنهایت، ولتاژ AC (فرکانس بالا) به خروجی ولتاژ DC بین 20 ولت تا 50 ولت تبدیل می‌شود که به قوس جوشکاری عرضه خواهد شد. این دستگاه از یک سری قطعات الکترونیکی برای فرآیند تبدیل توان استفاده می‌کند. در حالی که دستگاه‌های مبتنی بر تبدیل معمولی، بیشتر از یک ترانسفورماتور بزرگ برای تنظیم ولتاژ بهره می‌برند.

مهم‌ترین ویژگی در دستگاه‌های اینورتر، نیمه هادی‌های پرقدرت است که به ترانزیستور دوقطبی گیت عایق (IGBT) معروف هستند. این ترانزیستورها در یک ماشین مبتنی بر اینورتر توسط یک میکروکنترلر کنترل می‌شوند تا بتوان ویژگی‌های الکتریکی توان جوشکاری را  توسط نرم افزار در زمان واقعی تغییر داد. این به اینورتر فرکانس سوئیچینگ بالایی تا 10 کیلوهرتز یا بالاتر می‌دهد.

مزایای دستگاه جوش اینورتر

استفاده از دستگاه جوش اینورتر می‌تواند فواید زیر را به همراه داشته باشد:

1- کیفیت در عملکرد

دستگاه‌های مبتنی بر اینورتر از نظر کارایی از دستگاه‌های سنتی بهتر عمل می‌کنند. این مزیت بیشتر به دلیل توانایی ماشین‌های اینورتر برای داشتن ولتاژهای مدار باز و افزودن ویژگی‌هایی مانند ضد چسبندگی و نیروی قوس الکتریکی است. جوشکاری مواد نازک مثال ساده‌ای از این موضوع است زیرا استفاده از دستگاه جوش معمولی اگر غیرممکن نباشد دشوار است اما با دستگاه‌های اینورتر که دارای تنظیم آمپر بی‌نهایت و قوس بسیار پایدار هستند؛ می‌توان خروجی را بسیار کم کرد تا بتوان آن را کاهش داد.

2- توان بالا و قوی

دستگاه ممکن است به یک پریز برق خانگی متصل شود زیرا ترانسفورماتور آن به دلیل اندازه متوسطش برق کمتری مصرف می‌کند. بنابراین، می‌توانید با استفاده از یک سوکت منبع تغذیه استاندارد، فرآیند جوشکاری را در عین صرفه جویی در هزینه برق خود انجام دهید.

دستگاه اینورتر دارای رتبه بازدهی در حدود 80 تا 90 درصد است اما دستگاه‌های سنتی راندمان بسیار پایین‌تر در حدود 50 درصد دارند. بدین دلیل که ترانسفورماتورهای بزرگتر در ماشین‌های معمولی مقاومت بالاتری دارند؛ در نتیجه مقدار قابل توجهی از توان و انرژی را به دلیل اتلاف گرما از دست می‌دهند.

3- جوش‌ با کیفیت خوب

ما در دنیایی زندگی می‌کنیم که در آن دقت جوشکاری در هر مکان و هر ماده‌ای لازم است. از آن‌جایی که دستگاه‌های اینورتر را می‌توان برای انجام هر کاری مدیریت کرد، پالس بهبود یافته MIG اکنون به روشی شبیه به TIG کار می‌کند.

پیشرفت نرم افزارها، دنیایی از امکانات را به وجود آورده است و قابلیت‌های یک دستگاه جوش را به شدت متحول کرده است. تجهیزات جوش اینورتر بهترین انتخاب برای کیفیت جوش و نوآوری هستند. این دستگاه‌ها می‌توانند کیفیت جوش بالا و دقیقی را ایجاد کنند زیرا از تکنولوژی پیشرفته‌تری نسبت به دستگاه های معمولی بهره می‌برند.

4- سبک و راحت

اینورترها به طور قابل توجهی کوچک‌تر و سبک‌تر از ترانسفورماتورها هستند. یک دستگاه جوش، قوس معمولی بیش از 45 کیلوگرم وزن دارد اما یک اینورتر تقریباً 10 کیلوگرم وزن خواهد داشت. اینورترها با یک پنجم وزن یک دستگاه جوش معمولی، قابلیت حمل و استفاده راحت‌تری دارند؛ به همین دلیل می‌توان از اینورترها در فضاهای مختلف استفاده کرد.
 

5- انعطاف پذیری بالا

دستگاه جوش اینورتر شامل قطعات الکترونیکی است که منبع تغذیه را مدیریت می‌کند. در نتیجه ممکن است به سرعت جوش‌های کاملی بسازید که به پارامترهای دقیق نیاز دارند. بسته به نوع مواد و نوع جوش مورد نیاز، اینورتر آزادی بیشتری را در حین جوشکاری فراهم می‌کند. در برخی مناطق، منبع برق ممکن است بسیار نامنظم باشد. نوسانات ولتاژ و نوسانات فرکانس می‌توانند به طور مکرر به اجزای داخلی دستگاه آسیب برسانند. دستگاه اینورتر در برابر چنین مشکلاتی تحمل بیشتری دارد و قطعات را به طور سالم حفظ می‌کند.

6- قابلیت‌های خنک کنندگی

پس از چندین ساعت جوشکاری، اجزای داخلی دستگاه ممکن است به شدت داغ شوند. گرمای مداوم ممکن است باعث از کار افتادن قطعات و کاهش طول عمر دستگاه شود. اینورترها مانند کامپیوترهای رومیزی دارای یک فن خنک کننده برای محافظت از قطعات در برابر گرما هستند. همین امر قابلیت دستگاه را افزایش می‌دهد و باعث می‌شود بتوان ساعت‌ها بدون مشکل از دستگاه جوش استفاده کرد.

7- استفاده از ژنراتور

در حین انجام کارهای جوشکاری در خارج از محیط، اگر دسترسی به پریز برق ندارید؛ ممکن است به ژنراتور نیاز داشته باشید. هم‌چنین مشکل دیگری که معمولاً جوشکاران در فضای بیرون با آن مواجه هستند، نوسانات برق در ژنراتور است که در برق خانگی استاندارد چندان رایج نیست.

اگر نوسانی در وسط کار روی یک پروژه جوشکاری وجود داشته باشد؛ ممکن است نتوانید حوضچه یا قوس جوش را کنترل کنید اما با دستگاه اینورتر، نوسانات ژنراتور هیچ تاثیری بر کیفیت جوش ندارند. اینورتر از نرم افزار IGBT برای مدیریت هرگونه تغییر ولتاژ استفاده می‌کند.

نحوه استفاده از دستگاه جوش اینورتر

اگر نمی‌دانید چگونه از دستگاه جوش اینورتر استفاده کنید؛ دستورالعمل‌های زیر را دنبال کنید:

1. دستگاه را به یک پریز برق استاندارد وصل کنید و سیم‌های مثبت، منفی و زمین را به تخت کار وصل کنید.
2.  نوک تفنگ جوشکاری خود را بررسی کنید تا مشخص شود که آیا فلزات در مرحله قبل با آن ذوب شده‌اند یا خیر؟
3. وسایل شخصی خود مانند: کلاه ایمنی، دستکش و کفش ایمنی را بپوشید.
4. پارامترهای مورد نیاز برای جوشکاری مواد مورد نظر خود را تعیین کنید.
5.  قطعات کار جوش داده شده را تمیز کنید و آنها را نزدیک به هم بچینید.
6. مواد را دور بریزید تا یک فرورفتگی V شکل در جایی که آنها به هم وصل می‌شوند؛ ایجاد کنید.
7. تفنگ جوش را به صورت یک طرفه در امتداد V حرکت دهید تا محل اتصال ایجاد شود.
8. جوش اضافی را آسیاب کرده و سوهان کنید تا یک سطح صاف و یکدست داشته باشید.

 کاربردهای دستگاه جوش اینورتر

همان‌طور که می‌دانید؛ کاربرد اینورتر مربوط به جوش دادن قطعات فلزی است اما این دستگاه در صنایع زیر به طور عمده کاربرد دارد:

• صنایع هوا و فضا
• ساخت خطوط و لوله‌های نفتی
• پروژه‌های ساختمانی
• ساخت خطوط و تجهیزات ریلی
• تولید خودرو و ساخت ماشین آلات صنعتی
• کارخانه‌های صنایع شیمیایی
• صنایع کشتی سازی

انتخاب دستگاه جوش بستگی دارد؛ برای چه کاری از آن استفاده می‌شود. این موضوع نه تنها به نوع متریالی که می‌خواهید جوش دهید؛ مربوط می‌شود بلکه به این که آیا دستگاه جوش برای استفاده خانگی است یا صنعتی نیز بستگی دارد بنابراین ارزش آن را دارد که آمپراژ را همان‌طور که قبلاً ذکر شد در نظر بگیرید.

هنگامی که به دنبال یک دستگاه اینورتر برای استفاده حرفه‌ای هستید؛ باید دستگاهی را با جریان 250 آمپر انتخاب کنید. به دلیل شدت بالای کار باید مطمئن شوید؛ دستگاهی که انتخاب می‌کنید با هر چالشی که با آن روبرو می‌شوید مقابله کند. جنبه دیگری که ارزش توجه دارد چرخه کاری است.

این پارامتر تعیین می کند که چه مدت می توانید به طور مداوم در مدت 10 دقیقه مواد را جوش دهید. به عنوان مثال، 180 آمپر در یک سیکل 60 درصد به این معنی است که شما می‌توانید با جریان 180 آمپر به مدت 6 دقیقه جوش دهید، در حالی که 4 دقیقه باید برای خنک کردن دستگاه صرف شود. بنابراین، هنگام انتخاب یک اینورتر برای استفاده حرفه‌ای، باید یک دستگاه با چرخه کاری طولانی را انتخاب کنید.

عمر دستگاه‌های جوش اینورتر

دستگاه‌های اینورتر عمر کوتاهی دارند. اگر آن‌ها به درستی نگهداری و ذخیره نشوند؛ عمرشان می‌تواند حتی کمتر نیز شود. قطعات بیشتری در داخل دستگاه وجود دارند که در صورت عدم مراقبت صحیح به راحتی آسیب می‌بیند. اینورتر یک فناوری جدید است که هنوز در حال اصلاح و توسعه است. با این حال، به لطف طراحی الکترونیکی کنترل ‌شده، امکان به ‌روزرسانی‌های نرم افزار را فراهم می‌کند و به شما این امکان را می‌دهد تا بدون قطعات جدید گران قیمت، به ‌روزرسانی‌های کوچکی انجام دهید.

اگر اینورتر را با یک دستگاه جوش ترانسفورماتور سنتی مقایسه کنید؛ متوجه می‌شوید طول عمر بسیار کمتری دارد. قطعات حساس و فناوری جدید برای تعمیر و تعویض هزینه زیادی دارند و در این مرحله تعمیر اینورتر عملاً بی‌معنا است. در نتیجه، باید به نحو صحیح از دستگاه مراقبت کنید.

در غیر این صورت، خیلی زودتر از آنچه انتظار می‌رود، دستگاه جوش اینورتر شما دچار مشکل می‌شود. در بهترین حالت، بسته به برندی که خریداری کرده‌اید، اینورتر شما بین 5 تا 10 سال دوام خواهد آورد.

کلام آخر

اینورتر نوعی دستگاه جوشکاری نسبتاً جدید و ابتکاری است که در مقایسه با دستگاه‌های معمولی که اکثر ما آنها را دیده‌ایم، دارای مزایای زیادی است. اینورترها در مقایسه با ترانسفورماتورها و یکسو کننده‌های سنگین مس/آلومینیوم که در جوشکارهای سنتی دیده می‌شود، از فناوری پیچیده مبتنی بر سیلیکون استفاده می‌کنند.

نمی‌توان انکار کرد؛ هنگامی که دستگاه‌های اینورتر برای اولین بار معرفی شدند، مانند هر فناوری جدیدی مشکلاتی داشتند. از آن زمان تاکنون، فناوری اینورتر قابل اعتماد شده است به طوری که امروزه استفاده از اینورتر نسبت دستگاه‌های سنتی محبوبیت بیشتری پیدا کرده است.