اینورتر جوشکاری چیست؟ | کاربردها و مزایای دستگاه جوش اینورتر

دستگاه‌های جوشکاری بیش از یک قرن است که برای اتصال انواع فلزات استفاده می‌شوند. این دستگاه‌های در گذشته به اندازی ای سنگین بودند که به تنهایی نمی‌شد آنها را جابجا کرد. با پیشرفت علم و فناوری، نوآوری‌های بسیاری در صنعت جوشکاری ایجاد شد. ساخت اینورتر جوشکاری یکی از این نوآوری‌ها بود که برخی از ایرادات شایع روش‌های قدیمی جوشکاری را نیز برطرف کرد. با این حال تجهیزات قدیمی‌تر مانند ترانسفورماتورهای جوشکاری همچنان کاربردهای زیادی در صنایع مختلف دارند. اگر قصد خرید دستگاه جوشکاری را دارید، باید با توجه به نیازهای خود از بین اینورتر و ترانس جوشکاری بهترین گزینه را انتخاب کنید.

اینورتر جوشکاری چیست؟

اینورتر جوشکاری یکی از جدیدترین فناوری‌های صنعت جوشکاری محسوب می‌شود. در اینورتر جوشکاری در مقایسه با ترانسفورماتورهای مسی یا آلومینیومی و رکتیفایرها (یکسو کننده‌ها) که در دستگاه‌های جوش سنتی وجود دارند، از فناوری پیشرفته سیلیکونی استفاده شده است. اینورترها در سال‌های اولیه تولید، مانند هر فناوری دیگری، با مشکلاتی مواجه شدند؛ اما به مرور زمان، بسیاری از این ایرادات و مشکل‌ها برطرف شد.

یکی از مزیت‌های اصلی اینورتر جوشکاری این است که کوچک، فشرده و به نوعی قابل حمل است و می‌توان آن را مانند یک کیف دستی سبک حمل کرد. اینورترها از ترانسفورماتورهای خیلی کوچکی استفاده می‌کنند؛ به همین دلیل است که فشرده، سبک و قابل حمل هستند. در مقابل، دستگاه‌های جوش قدیمی بسیار دست و پا گیر هستند و نمی‌توان از آنها در فضاهای محدود استفاده کرد. علاوه بر این، اینورترها برق کمتری مصرف کرده و می‌توانند با جریان معمولی خانگی کار کنند. مصرف برق کمتر یعنی می‌توان اینورتر جوشکاری را به پریز دیواری ۱۱۰ ولت با جریان خانگی وصل کرد.

دستگاه اینورتر جوشکاری از آخرین فناوری پیشرفته سیلیکونی برای کنترل الکترونیکی فرایند جوشکاری استفاده می‌کند. این دستگاه قبل از افزایش فرکانس جریان، جریان اولیه AC را به DC تبدیل می‌کند. در نهایت آن را به AC تبدیل کرده و به الکترود منتقل می‌کند. اجزای سیلیکونی این دستگاه به آن قابلیت کنترل افزایش فرکانس و تبدیل جریان می‌دهند. همچنین ویژگی‌هایی مانند حفاظت در برابر اضافه بار و کنترل توان خروجی را نیز در آن ایجاد می‌کنند.

اینورتر در ابتدا، ولتاژ ورودی ۱۱۰ تا ۱۲۰ ولت را به ولتاژ جریان مستقیم تبدیل می‌کند. سپس با افزایش فرکانس منبع تغذیه از ۵۰ هرتز به ۱۰۰۰۰ تا ۳۰۰۰۰ هزار هرتز، ولتاژ جریان مستقیم را به جریان متناوب تبدیل می‌کند. این ولتاژ جریان متناوب که فرکانس بالایی دارد در نهایت به ولتاژ جریان مستقیم با خروجی ۲۰ تا ۵۰ ولت تبدیل می‌شود تا قوس جوش را فراهم کند.

معمولا اینورترهای جوشکاری با متعلقات و قطعات مختلفی عرضه می‌شوند. علاوه بر خود دستگاه، انبر جوشکاری و انبر اتصال نیز همراه با آن عرضه می‌شوند. برخی از شرکت‌ها نیز به همراه متعلقات اصلی اینورتر، وسایلی مانند ماسک و دستکش محافظ و فرچه سیمی نیز در جعبه محصول قرار می‌دهند. قدرت کار دستگاه اینورتر از طریق کلیدهای روی آن قابل تنظیم است. برای مثال اینورتری که حداکثر جریان ورودی آن ۴۰۰ آمپر است، قابلیت تنظیم جریان بر روی عدد ۱ تا ۴۰۰ را دارد.

طرز کار دستگاه جوش اینورتر

دستگاه جوش اینورتر جریان متناوب (AC) ورودی را به جریان برق مستقیم با ولتاژ بالا تبدیل می‌کند. جریان برق مستقیم ایجاد شده از یک اینورتر می‌گذرد. اینورتر در واقع یک اسیلاتور (نوسان‌ساز) با فرکانس بالا است که جریان برق مستقیم را به سرعت خاموش و روشن می‌کند. این تغیر فرکانس بالا، امکان کنترل دقیق جریان و ولتاژ خروجی را فراهم می‌کند. اینورتر با توجه به تنظیمات انجام شده توسط کاربر، میزان جریان و ولتاژ خروجی را تغییر می‌دهد. در نهایت این جریان برق تنظیم شده به الکترود دستگاه منتقل شده و بین الکترود و سطح موردنظر قوس الکتریکی ایجاد می‌کند. قوس ایجاد شده، گرمای شدیدی به وجود آورده و باعث آب شدن سطح فلز موردنظر و جوش خوردن آن می‌شود.

قطعات داخلی دستگاه جوش اینورتر

اگر به ساختار قطعات داخلی اینورترها توجه کنید، متوجه خواهید شد که این دستگاه در واقع یک منبع تغذیه سوییچینگ محسوب می‌شود. با این تفاوت که در این دستگاه برخلاف منبع تغذیه‌های متداول، جریان اهمیت بالاتری از ولتاژ دارد.

دستگاه‌های اینورتر معمولا بر اساس نوع ترانزیستور به کار رفته در آنها دسته‌بندی می‌شوند. متداول‌ترین انواع این ترانزیستورها، ماسفت و IGBT هستند که هر یک ویژگی‌ها خاص خود را دارند. در این بین،‌ دستگاه‌های دارای سوییچ ماسفت، جریان و ولتاژ بالایی نداشته ولی از فرکانس زیادی برخوردارند. از سوی دیگر دستگاه‌های مجهز به سوییچ IGBT دارای جریان و ولتاژ بالا اما فرکانس کمتری هستند.

ویژگی مشترک هر دو نوع اینورتر این است که در قطعات داخلی آنها تماما از بردهای الکترونیکی استفاده شده است. هر یک از این برندها از قطعات و اجزای دیگری تشکیل شده‌اند که به بخش‌های مختلف مدار دستگاه کمک می‌کنند. از جمله این قطعات می‌توان به پل دیود، ماژول تولید پالس، ترانزیستور ماسفت یا IGBT، خازن تثبیت‌کننده ولتاژ، ترانس تولید ولتاژ، دیود یکسوساز، ‌رگولاتور، سنسور حرارتی اشاره کرد.

مزایای اینورتر جوشکاری

استفاده از اینورتر جوشکاری مزایای زیادی دارد که در ادامه مقاله به برخی از آنها اشاره می‌کنیم.

۱- اندازه کوچک و قابلیت حمل

در مقایسه با دستگاه‌های جوش معمولی، یکی از مزایای اصلی و قابل توجه اینورتر جوشکاری اندازه کوچک آن است. به عنوان مثال، یک اینورتر جوشکاری کوچک پنج کیلوگرمی به راحتی قابل حمل است، اما همین دستگاه قادر به فراهم کردن خروجی مشابه با دستگاه ترانسفورماتور ۵۰ کیلوگرمی است.

۲- راندمان بیشتر

دستگاه‌های اینورتر جوشکاری راندمانی در حدود ۸۰ تا ۹۰ درصد دارند. در مقایسه، ترانس‌های جوش قدیمی تنها ۵۰ درصد راندمان دارند. راندمان کمتر دستگاه‌های قدیمی به این دلیل است که در ترانسفورماتورهای بزرگ‌تر، مقاومت بیشتری وجد دارد که منجر به هدررفت انرژی از طریق گرما می‌شود.

۳- جریان خروجی ثابت و کنترل قوس الکتریکی

دستگاه‌های اینورتر جوشکاری حساسیت کمتری نسبت به تغییرات ولتاژ و دما دارند. در دستگاه‌های جوش جریان متناوب به دلیل تغییر جهت جریان و ولتاژ، قوس الکتریکی حدود ۱۰۰ تا ۱۲۰ بار در ثانیه خاموش و روشن می‌شود. این دستگاه‌ها قوس پیوسته و مداوم نداشته و قدرت جوش کمتری دارند؛ اما دستگاه‌های اینورتر با استفاده از تولید جریان ثابت دارای قابلیت کنترل قوس هستند. به دلیل این قابلیت، پاشش جوش کمتر شده و سطح قطعه کار بعد از جوشکاری تمیزتر خواهد بود. در مقایسه با جوشکاری قوس الکتریکی قدیمی، اینورتر کنترل بهتری روی قوس الکتریکی دارد؛ بنابراین، به دلیل پایداری و سهولت کنترل قوس الکتریکی، اینورتر جوش‌های بادوام‌تری انجام می‌کند.

۴- چرخه عملکرد بیشتر

به دلیل اندازه کوچک دستگاه‌های اینورتر می‌توانید چرخه عملکرد بیشتری داشته باشید. کوچک بودن اجزای اینورتر جوشکاری منجر به سریع داغ شدن آنها می‌شود، اما از سوی دیگر همین ویژگی باعث می‌شود سریع‌تر خنک و آماده کر مجدد شوند؛ اما در دستگاه‌های ترانسفورماتور معمولی اجزا بزرگ‌تر هستند، بنابراین گرما را در خود بیشتر نگه می‌دارند و زمان بیشتری برای خنک شدن آنها لازم است.

۵- مصرف کمتر برق

اینورتر جوشکاری می‌تواند از جریان خانگی  ۱۱۰ ولت استفاده کند، در حالی که دستگاه‌های جوشکاری قدیمی به منبع تغذیه ۲۲۰ ولت نیاز دارد. برای کار با اینورتر، شما می‌توانید از هر پریزی که در خانه دارید استفاده کنید؛ بنابراین اینورتر، برق کمتری مصرف کرده و از لحاظ هزینه برق مقرون به صرفه‌تر خواهد بود. همچنین می‌توانید از چند دستگاه اینورتر جوشکاری استفاده کنید بدون اینکه نگران آسیب رسیدن به فیوز برقتان باشید.

۶- قابلیت خنک کنندگی

قطعات داخلی دستگاه جوشکاری ممکن است داغ شوند، مخصوصاً اگر چندین ساعت کار کرده باشند. اگر دستگاه در عین داغ بودن همچنان مورد استفاده قرار بگیرند، می‌تواند منجر به خرابی برخی قطعات و کاهش عمر دستگاه شود؛ اما اینورتر جوشکاری فن خنک کننده دارد که حرارت آن را کاهش داده و از قطعات داخلی محافظت می‌کند.

معایب اینورتر جوشکاری

اینورتر جوشکاری علیرغم مزایای زیادی که گفته شد، معایبی نیز دارد. همان‌طور که قبلاً اشاره شد این دستگاه ساختار پیچیده‌ای داشته و مجهز به اجزا و قطعات بیشتری است. با گذر زمان این قطعات نیاز به سرویس، تعمیر و نگهداری و یا حتی تعویض پیدا می‌کنند. در نتیجه تست و ایرادیابی دستگاه می‌تواند فرایند سخت و زمان‌بری باشد. اغلب سازندگان اینورتر را برای کارهای سنگین صنعتی توصیه نمی‌کنند.برای مصارف صنعتی و کاربردهای طولانی مدت، اینورتر ترانس‌های جوشکاری قدیمی همچنان گزینه مناسب‌تری هستند.

بهترین دستگاه جوش خانگی

بهترین دستگاه جوش خانگی دستگاهی است که علیرغم وزن و ابعاد کم، انرژی لازم برای جوشکاری در انواع شرایط و محیط‌ها را در اختیار شما قرار دهد. چنین دستگاهی باید قابلیت جابجایی آسان در محیط‌های مختلف را داشته باشد و فضای زیادی را اشغال نکند. مجموع این شرایط در دستگاه‌های اینورتر وجود دارند. اینورترهای جوشکاری علیرغم برخورداری از این مزایا، امکان تنظیم دقیق پارامترهای مانند میزان جریان و شکل طول موج را در اختیار شما قرار می‌دهند؛ بنابراین می‌توان آنها را برای مصارف مختلفی استفاده کرد.

سوالات متداول

دستگاه جوش اینورتر چند کاره چیست؟

برخی از اینورترهای جوشکاری امکان انجام چند نوع جوش مختلف مانند الکترود، آرگون، میگ، مگ و … را دارند که اصطلاحا به آنها چند کاره می‌گویند.

اینورتر جوشکاری برای چه مصارفی مناسب است؟

اینورتر جوشکاری بیشتر برای مصارف خانگی یا نیمه حرفه‌ای مناسب بوده و برای مصارف تماما صنعتی توصیه می‌شود از ترانسفورماتورهای جوشکاری استفاده کنید.