چرا دستگاه جوش بعد از مدتی افت کیفیت می کند؟
دستگاههای جوش اینورتری تحولی بزرگ در صنعت جوشکاری ایجاد کردهاند. آنها سبک، کممصرف و قدرتمند هستند. اما بسیاری از صنعتگران و جوشکاران حرفهای با یک چالش مشترک روبرو میشوند: دستگاهی که در روزهای اول مثل ساعت کار میکرد، پس از گذشت مدتی (یک یا دو سال) دیگر آن کیفیت، نرمی قوس و قدرت نفوذ اولیه را ندارد. این افت کیفیت همیشه به معنای خرابی کامل یا سوختن دستگاه نیست؛ بلکه به صورت کاهش راندمان، پاشش زیاد جوش، چسبیدن الکترود و یا قطع شدنهای مکرر حین کار خود را نشان میدهد.
درک دلایل فنی این افت کیفیت به شما کمک میکند تا نگهداری بهتری از دستگاه داشته باشید و بدانید چه زمانی دقیقاً نیاز به تعمیرات تخصصی دارید. در این مقاله به کالبدشکافی دقیق و فنی دلایل افت راندمان اینورترهای جوشکاری میپردازیم.
تاثیر مخرب ذرات میکروسکوپی و برادههای آهن
محیطهای صنعتی و کارگاهی مملو از گرد و غبار است، اما خطرناکترین دشمن دستگاه جوش، “گرد و غبار رسانا” یا همان برادههای ریز آهن است. سیستم خنککننده دستگاه (فنهای قدرتمند) برای خنک کردن قطعات، هوا را با فشار به داخل میکشد. همراه با این هوا، هزاران ذره میکروسکوپی آهن وارد دستگاه میشوند.
این ذرات روی بردهای الکترونیکی مینشینند. شاید در ظاهر مشکلی ایجاد نکنند، اما در مدارهای فرکانس بالا (که اساس کار اینورتر است)، این ذرات باعث تغییر ظرفیت خازنی بین پایههای قطعات میشوند. در موارد شدیدتر، انباشت این ذرات باعث ایجاد “نشتی جریان” بین پایههای ولتاژ بالا میشود. این نشتی جریان، سیگنالهای کنترلی دستگاه را مختل میکند و باعث میشود پردازنده دستگاه نتواند پالسهای دقیق را برای جوشکاری نرم تولید کند. تمیزکاری با باد ممکن است گرد و غبار سطحی را ببرد، اما ذراتی که با رطوبت هوا ترکیب شده و به برد چسبیدهاند، تنها با شستشوی اولتراسونیک در مراکز تخصصی مانند گام پلاس پاک میشوند.
خشک شدن خمیر سیلیکون و انتقال حرارت ناقص
تمام قطعات قدرت دستگاه جوش (IGBT ها، ماسفتها و دیودهای رکتیفایر) روی هیتسینکهای آلومینیومی بزرگ نصب شدهاند تا خنک شوند. بین قطعه و هیتسینک، مادهای به نام “خمیر سیلیکون” وجود دارد که وظیفه انتقال حرارت را بر عهده دارد.
خمیر سیلیکون یک ماده مصرفی شیمیایی است و عمر مفید مشخصی دارد. به مرور زمان و بر اثر گرم و سرد شدنهای مکرر، این خمیر خشک شده و خاصیت انتقال حرارت خود را از دست میدهد. وقتی خمیر خشک شود، حرارت در دل قطعه الکترونیکی حبس میشود، در حالی که هیتسینک خنک است. سنسورهای حرارتی معمولاً دمای هیتسینک را میخوانند، بنابراین متوجه داغ شدن هسته مرکزی قطعه نمیشوند. نتیجه این است که قطعه قدرت در دمای بسیار بالا کار میکند که باعث افت شدید راندمان و تغییر منحنی خروجی آمپراژ میشود. این یکی از دلایل پنهان است که چرا دستگاه روشن است اما “جان” ندارد.
فرسودگی شیمیایی خازنهای الکترولیتی پاور
خازنهای بزرگ ورودی دستگاه جوش، منبع ذخیره انرژی هستند. آنها وظیفه دارند نوسانات برق شهر را گرفته و یک ولتاژ DC صاف و قدرتمند برای بخش سوئیچینگ فراهم کنند. داخل این خازنها با مایع الکترولیت و نوارهای عایق پر شده است.
با گذشت زمان و کارکرد در دماهای بالا، مایع الکترولیت بخار شده و مقاومت داخلی خازن (ESR) افزایش مییابد. وقتی مقاومت داخلی بالا برود، خازن دیگر نمیتواند در لحظه شروع جوشکاری (Sticking) انرژی کافی را آزاد کند. این موضوع باعث میشود شروع جوشکاری سخت شود، الکترود به قطعه کار بچسبد و قوس الکتریکی مدام قطع و وصل شود. تشخیص سلامت خازن با مولتیمترهای معمولی امکانپذیر نیست و نیاز به تجهیزات سنجش ظرفیت و ESR دارد که در فرآیند عیبیابی تخصصی بررسی میشود.
اکسیداسیون اتصالات داخلی و افت ولتاژ پنهان
در داخل دستگاه جوش جریانهای بسیار بالایی (از ۱۶۰ تا ۵۰۰ آمپر و بیشتر) عبور میکند. تمام اتصالات داخلی، از ترمینالهای خروجی گرفته تا پیچهای اتصال برد به ترانسفورماتور، تحت فشار این جریان بالا هستند.
فلزات در اثر عبور جریان و حرارت، دچار انبساط و انقباض میشوند. این چرخههای حرارتی باعث شل شدن پیچها و مهرهها در طول زمان میشود. از طرفی، رطوبت هوا باعث اکسید شدن (زنگ زدن) سطوح تماس مسی یا برنجی میشود. اکسیداسیون مانند یک عایق عمل میکند و مقاومت محل اتصال را بالا میبرد. طبق قانون اهم، افزایش مقاومت در مسیر جریان بالا، باعث افت ولتاژ شدید میشود. یعنی دستگاه برق زیادی مصرف میکند، اما بخش زیادی از این انرژی به جای اینکه سر الکترود تحویل داده شود، صرف گرم کردن پیچها و کابلهای داخلی دستگاه میشود. کاربر این را به صورت افت قدرت محسوس حس میکند.
استهلاک ولومها و پتانسیومترهای کنترل جریان
یکی از قطعات مکانیکی که بسیار در معرض خرابی است، ولوم تنظیم آمپر است. این قطعه یک مقاومت متغیر است که کاربر با چرخاندن آن جریان دلخواه را تنظیم میکند. گرد و غبار کربنی موجود در هوا وارد محفظه ولوم شده و روی سطح گرافیتی آن مینشیند.
این اتفاق باعث میشود که ارتباط بین کنتاکتهای ولوم قطع و وصل شود یا مقاومت درستی به برد کنترل ارسال نشود. نشانه بارز این مشکل این است که شما ولوم را روی ۱۰۰ آمپر میگذارید، اما حین جوشکاری ناگهان آمپر بالا و پایین میرود یا قوس ناپایدار میشود. گاهی اوقات حتی با کوچکترین تکان دستگاه، عدد نمایشگر تغییر میکند. تعویض این قطعات با نمونههای اورجینال و کالیبره کردن مجدد آن با برد کنترل، یکی از خدمات روتین در گام پلاس برای بازگرداندن ثبات به دستگاه است.
فرسودگی کابلها و کانکتورهای نری و مادگی
گاهی اوقات افت کیفیت مستقیماً به خود دستگاه مربوط نیست، بلکه به مسیر انتقال جریان مربوط میشود. کانکتورهای نری و مادگی (فیشهای جلوی دستگاه) به مرور زمان گشاد میشوند یا حالت فنری خود را از دست میدهند.
وقتی سطح تماس بین فیش نری کابل و مادگی دستگاه کم شود، در آن نقطه جرقه و حرارت ایجاد میشود (آرکینگ). این حرارت باعث ذوب شدن پلاستیک و اکسید شدن بیشتر کنتاکتها میشود. این گلوگاه باعث میشود جریانی که دستگاه با زحمت تولید کرده، به درستی به انبر جوش نرسد. همچنین پارگیهای ریز در رشتههای مسی داخل کابل جوش نیز باعث افت جریان میشود. بررسی دوره ای این اتصالات ضروری است، اما اگر مادگی دستگاه آسیب دیده باشد، باید حتماً تعویض گردد تا به برد اصلی آسیب نرسد.
بهم ریختگی کالیبراسیون و تنظیمات کارخانه
هر دستگاه جوش اینورتری دارای پتانسیومترهای داخلی متعددی روی برد است که پارامترهای مختلفی مثل حداکثر جریان، جریان شروع قوس (Hot Start) و نیروی قوس (Arc Force) را تنظیم میکنند. این تنظیمات در کارخانه با دقت بالا انجام میشود.
لرزشهای مداوم حین حمل و نقل و کار، یا تعمیرات غیرتخصصی توسط افراد ناوارد، میتواند این تنظیمات دقیق را بهم بزند، برای تعمیر دستگاه جوش گام الکتریک فقط از طریق گام پلاس باید اقدام نمایید. وقتی کالیبراسیون دستگاه بهم میریزد، هماهنگی بین ولتاژ و جریان از بین میرود. مثلاً دستگاه ممکن است در آمپرهای پایین خوب کار کند اما در آمپرهای بالا سریعاً پروتکت (قطع) کند. بازگرداندن دستگاه به تنظیمات استاندارد کارخانه نیازمند اسیلوسکوپ و دانش فنی دقیق از نقشه مداری دستگاه است.
نتیجهگیری: راهکار بازگشت به کیفیت اولیه
افت کیفیت دستگاه جوش یک فرآیند تدریجی است که ناشی از ترکیب گرد و غبار، حرارت، لرزش و استهلاک قطعات شیمیایی است. نادیده گرفتن این افت کیفیت نه تنها باعث خراب شدن خروجی کار شما میشود، بلکه فشار مضاعفی به قطعات سالم دستگاه وارد کرده و هزینههای تعمیر را چند برابر میکند.
دستگاه جوش شما ابزار سرمایهای شماست. اگر احساس میکنید دستگاه گام الکتریک شما دیگر قدرت سابق را ندارد، تلاش برای تعمیر خانگی یا سپردن آن به تعمیرکاران عمومی ممکن است وضعیت را بدتر کند. کارشناسان متخصص ما در گام پلاس با دسترسی به قطعات اصلی و نقشههای فنی دقیق، دستگاه شما را عیبیابی کرده و جانی دوباره به آن میبخشند.
نظری برای این وجود ندارد.