وقتی صحبت از جوشکاری رباتیک میشود، یکی از مهمترین بخشهایی که مستقیماً روی کیفیت اتصال و سرعت تولید اثر دارد، مشعل جوشکاری رباتیک است؛ این قطعه در ظاهر ساده به نظر میرسد، اما وظیفه انتقال جریان، سیم و گاز محافظ را بر عهده دارد و کوچکترین مشکل در آن میتواند کل فرآیند تولید را مختل کند. در ادامه این مطلب همراه ما باشید تا با هم ببینیم که مشعل جوشکاری رباتیک چیست، از چه اجزایی تشکیل شده و چطور باید از آن نگهداری کنیم.
مشعل جوشکاری رباتیک چیست؟
مشعل جوشکاری رباتیک در واقع پل ارتباطی بین ربات و فرآیند جوشکاریست؛ یعنی همهچیز از برق و سیم جوش گرفته تا گاز محافظ، از طریق همین مشعل به نقطهجوش منتقل میشود.
Robotic welding torches are designed to deliver repeatable performance, producing uniform welds even in high-volume production environments.
مشعلهای جوشکاری رباتیک برای تحمل شرایط سخت فرآیندهای جوشکاری خودکار طراحی شدهاند، که تضمینکننده کیفیت یکنواخت جوش و حداقلسازی زمان توقف برای نگهداری هستند.
منبع: codinter.com
یک مشعل جوشکاری، معمولا شامل چند بخش اصلی زیر است:
1- بدنه و گردن مشعل
این بخش مشخص میکند مشعل چطور به قطعه کار دسترسی دارد؛ طول و زاویه گردن تعیین میکند که نوک مشعل بتواند به گوشهها یا نقاط سخت برسد؛ بعضی مشعلها امکان تعویض سریع گردن را دارند تا برای قطعات مختلف مناسب باشند. انتخاب درست گردن، نصب کابلها و لولهها را هم راحتتر میکند و روی عمر قطعات تأثیر دارد.
2- نوک تماس
نوک تماس هم جریان برق را منتقل میکند و هم مسیر سیم جوش را هدایت میکند؛ اگر نوک تماس ساییده یا دفرمه شود، جریان قوس ناپایدار شده و سیم بهدرستی جلو نمیرود؛ نوک تماس سریع فرسوده میشود و باید به موقع آن را تعویض کرد.
3- نازل گاز و دیفیوزر
این قسمتها گاز محافظ را بهصورت یکنواخت به اطراف قوس میرسانند تا جوش سالم و بدون حفره ایجاد شود؛ اگر نازل پر از اسپاتر شود یا کثیف باشد، جریان گاز قطع شده و کیفیت جوش پایین میآید؛ برای جلوگیری از این مشکل، بعضی کارخانهها از دستگاههای تمیزکن خودکار یا اسپری ضداسپاتر استفاده میکنند.
3- لاینر سیم
لاینر سیم مسیر حرکت سیم از رول تا نوک تماس را فراهم میکند؛ اگر مسیر سیم صاف و روان نباشد، سیم گیر میکند یا به عقب برمیگردد و جوش دچار مشکل میشود. لاینرهای تفلونی اصطکاک کمتری دارند و بعضی مدلها نصب سریع و عملکرد پایدارتری ارائه میدهند.
4- سیستم خنککننده
مشعلها یا هواخنک هستند که سادهتر نگهداری میشوند، یا آبخنک که برای آمپرهای بالا و کار مداوم مناسبند؛ مشعل آبخنک میتواند برای تولید سنگین و پیوسته در رنجهای بالا (مثلاً تا حدود ۶۵۰ آمپر) استفاده شود.
انواع مشعلهای جوشکاری رباتیک
مشعلهای جوشکاری رباتیک بسته به نوع خنککننده، طراحی بدنه و مسیر کابل، عملکرد متفاوتی دارند. انتخاب درست مشعل باعث افزایش کیفیت جوش، طولعمر مصرفیها و راحتی کار اپراتور میشود.
1- انواع مشعل بر اساس خنککننده
در مشعلهای رباتیک، خنککننده نقش مهمی در پایداری عملکرد و دوام قطعات دارد؛ شما باید بسته به نوع کاری که انجام میدهید، مشعل هواخنک یا آبخنک را انتخاب کنید.
| نوع مشعل | نحوه خنکشدن | مزایا | معایب |
| هواخنک | خنکشدن از طریق عبور هوا از بدنه مشعل | · طراحی ساده
· کمهزینه · نگهداری راحت · مقاوم در برابر ضربه |
· مناسب آمپر پایین تا متوسط
· محدودیت در کار پیوسته |
| آبخنک | گردش آب داخل مشعل یا گردن | · امکان کار با آمپر بالا و Duty cycle طولانی
· عمر بالاتر مصرفیها |
· نیاز به سیستم آب
· نگهداری و هزینه بیشتر |
| هیبرید | ترکیبی از آب و هوا برای بخشهای مختلف | · ترکیبی از مزایای آب و هوا
· دفع حرارت بهتر بدون نیاز کامل به سیستم آب |
· پیچیدگی طراحی |
2- انواع مشعل بر اساس طراحی و مسیر کابل
طراحی مشعل و مسیر کابلها، روی دسترسی ربات به قطعهکار و راحتی نصب تأثیر میگذارد. انتخاب مناسب باعث میشود در فیکسچرهای بسته هم جوشکاری بدون مشکل انجام شود.
| نوع طراحی | توضیح | مزایا | معایب |
| روی بازو | مشعل بیرون بازو قرار میگیرد و کابلها روی بازو بسته میشوند. | · نصب و تعویض ساده
· تعمیر راحت |
· فضای بیشتری اشغال میکند. |
| داخل بازو | کابلها از داخل بازو عبور میکنند و انتهای مشعل بیرونی تمیز است. | · دسترسی بهتر به نقاط بسته
· فضای کاری بیشتر · کاهش قطعات بیرونی |
· کابل مشعل، هنگام چرخش مشعل، میپیچد. |
| مسیر خارجی | مثل روی بازو است اما با براکتها کابل و مشعل از روی موانع عبور میکنند. | · جایگزین مناسب برای وقتی که مسیر داخلی ممکن نیست.
· تعویض سریع قطعات |
· نیاز به فضای بیرونی برای کابلها |
انتخاب مشعل باید با توجه به نوع خط تولید، بودجه و فضای کاری انجام شود؛ اگر تولید پیوسته و آمپر بالا دارید، مشعل آبخنک یا هیبرید مناسب است. برای کار متناوب و بودجه محدود، هواخنک گزینه ساده و کمهزینهای است. در فضاهای تنگ یا نیاز به دسترسی به داخل فیکسچر، طراحی داخل بازو بهترین گزینه است.
عملکرد مشعل جوشکاری و تاثیر آن روی کیفیت جوش
مشعل جوشکاری رباتیک نقش بسیار مهمی در کیفیت نهایی جوش دارد؛ در واقع مشعل همزمان سه کار اصلی انجام میدهد: برقرارکردن قوس الکتریکی، انتقال و هدایت سیم جوش به نقطه قوس و تأمین و هدایت گاز محافظ به اطراف قوس. اگر هر کدام از این بخشها مشکل داشته باشد، کیفیت جوش کم میشود و مشکلاتی مثل پاشش زیاد، ایجاد حفرههای گازی، کاهش نفوذ و شروع بد جوش اتفاق میافتد.
1- ثبات قوس (Arc Stability)
اگر نوک تماس فرسوده یا نامناسب باشد یا فاصله سیم از نوک درست تنظیم نشده باشد، طول قوس و جریان برق ناپایدار میشود؛ این ناپایداری باعث ایجاد پاشش، ظاهر نامناسب جوش و نفوذ غیریکنواخت میشود. همچنین هرگونه مشکل در جریان گاز حفاظتی، مثل جریان ناکافی یا پخش غیریکنواخت، حساسیت قوس را بیشتر میکند.
2- ثبات تغذیه سیم (Wire Feed Stability)
لاینر فرسوده یا گرفتگی مسیر سیم، یا مشکل در غلتکهای تغذیه، باعث اصطکاک و توقف کوتاه سیم میشود؛ این حالت میتواند به قطع و وصل جریان و قوس ناپایدار منجر شود و کیفیت جوش را کم کند.
3- کیفیت پوشش گاز محافظ (Shielding Gas Coverage)
اگر اسپاتر یا جرم روی نازل جمع شود یا اندازه دهانه نازل مناسب نباشد، گاز محافظ بهصورت یکنواخت به جوش نمیرسد. نتیجه این میشود که هوا و اکسیژن وارد حمام جوش شود و مشکلاتی مثل حفره گازی (پوروزیتی) و کاهش نفوذ ایجاد شود. تنظیم صحیح نرخ گاز و شکل نازل در اینجا اهمیت زیادی دارد.
4- اسپاتر و تاثیر آن روی کیفیت
اسپاتر روی دهانه نازل جمع میشود و جریان گاز محافظ را مختل میکند؛ این موضوع باعث کاهش کیفیت جوش، افزایش توقفهای اضطراری و فرسودگی سریعتر قطعات میشود. برای جلوگیری از این مشکل، در خطوط صنعتی معمولاً از دستگاههای تمیزکن خودکار و اسپریهای ضداسپاتر استفاده میکنند که هم عمر مصرفیها را افزایش میدهد و هم ثبات جوش را حفظ میکند.
نگهداری و زمانبندی تعویض قطعات مشعل جوشکاری رباتیک
مشعل جوشکاری رباتیک برای عملکرد درست نیاز به نگهداری منظم دارد؛ اگر قطعات مصرفی در زمان مناسب تمیز یا تعویض نشوند، کیفیت جوش پایین میآید، توقف ربات بیشتر میشود و هزینههای تولید افزایش پیدا میکند؛ پس بهتر است قبل از هر شیفت کاری موارد زیر را چک کنید.
- نوک تماس باید سالم و بدون گرفتگی باشد.
- نازل گاز باید تمیز باشد و در آن اسپاتر جمع نشده باشد.
- لاینر سیم مسیر عبور روان داشته باشد و سیم گیر نکند.
- اتصالات گاز و کابلها محکم باشند و نشتی نداشته باشند.
این بررسی تنها چند دقیقه زمان میبرد اما میتواند جلوی بسیاری از مشکلات را بگیرد.
زمان تعویض قطعات مصرفی
قطعاتی مثل نوک تماس و نازل بهدلیل تماس مستقیم با حرارت و فشار بالا، عمر محدودی دارند و باید بهموقع تعویض شوند؛ در جدول زیر زمان تعویض قطعات مصرفی را بررسی کردهایم.
| قطعه | میانگین عمر کاری | توضیح |
| نوک تماس | حدود 10 الی 15 ساعت | به شدت و شرایط کار بستگی دارد. |
| نازل گاز | حدود 25 الی 30 ساعت | یا زمانی که پر از اسپاتر شود. |
| لاینر سیم | چند هفته | یا هر زمان که تغذیه سیم نامنظم است. |
این زمانها تقریبیاند و در خطوطی که با آمپر بالا یا شرایط سخت کار میکنند، قطعات ممکن است زودتر به تعویض نیاز داشته باشند.
مشکلات رایج در مشعل جوشکاری رباتیک و روشهای عیبیابی
مشعل جوشکاری رباتیک بهدلیل شرایط سخت کاری ممکن است با مشکلاتی روبهرو شود؛ آشنایی با این ایرادها و روشهای برطرفکردن آنها باعث میشود توقف خط تولید کمتر شود و کیفیت جوش هم ثابت بماند. این مشکلات میتوانند شامل موارد زیر باشند:
1- قطع و وصلشدن تغذیه سیم
یکی از مشکلات رایج، نامنظمبودن حرکت سیم یا قطع و وصلشدن آن است؛ این اتفاق باعث لرزش قوس و کاهش کیفیت جوش میشود؛ در چنین حالتی معمولاً باید مسیر سیم بررسی شود. لاینر ممکن است فرسوده یا کثیف شده باشد. همچنین فشار غلط روی رولهای تغذیه یا شلبودن سیم در قرقره هم میتواند دلیل این مشکل باشد.
2- تجمع اسپاتر و گرفتگی نازل
وقتی نازل پر از اسپاتر میشود یا گرفتگی در مسیر گاز اتفاق میافتد، گاز محافظ بهدرستی به حوضچه جوش نمیرسد؛ این مسئله باعث ایجاد حفرههای گازی، کاهش نفوذ و ظاهر نامناسب در جوش میشود. راهحل آن تمیزکردن نازل، بررسی نرخ و تنظیم جریان گاز و استفاده از دستگاههای تمیزکننده خودکار مشعل است.
3- دمای بالا و خرابی سریع قطعات جلویی مشعل
گاهیاوقات قطعات جلوی مشعل (مثل نوک تماس یا نازل) خیلی سریع دچار آسیب میشوند؛ علت این موضوع معمولاً استفاده از مشعل هواخنک در شرایطیست که نیاز به مشعل آبخنک وجود دارد. در آمپرهای بالا یا در کار مداوم، مشعل هواخنک قادر به دفع حرارت کافی نیست و همین باعث کاهش عمر مصرفیها میشود.
هنگام خرید مشعل جوشکاری رباتیک به نکات زیر دقت کنید!
وقتی قصد خرید مشعل جوشکاری رباتیک دارید، فقط قیمت مهم نیست؛ باید مطمئن شوید که مشعل با خط تولید شما سازگار است و در بلندمدت هزینههای اضافه ایجاد نمیکند؛ چند معیار اصلی وجود دارد که اگر هنگام خرید به آنها توجه کنید، انتخاب هوشمندانهتری خواهید داشت.
1- سازگاری با برند ربات
هر ربات صنعتی (مثل ABB، FANUC یا Yaskawa) کانکتور مخصوص خودش را دارد. بعضی مشعلها بهصورت مستقیم به ربات وصل میشوند و بعضی دیگر نیاز به آداپتور دارند. اگر از اول مشعلی بخرید که سازگار با برند ربات شما باشد، هم نصب آن راحتتر میشود و هم احتمال خطا و خرابی کمتر خواهد بود.
2- محدوده آمپر و Duty Cycle
یکی از مهمترین نکات فنی، ظرفیت مشعل در تحمل آمپر و چرخهکاریست؛ اگر تولید شما پیوسته و در آمپر بالا انجام میشود، به مشعل آبخنک با Duty Cycle نزدیک به 100% نیاز دارید، ولی اگر کار شما سبکتر و متناوب است، یک مشعل هواخنک ساده هم میتواند کافی باشد.
3- مصرفیها و قطعات یدکی
نوک تماس، نازل و لاینر جزو قطعات مصرفیاند و دائماً باید تعویض شوند؛ قبل از خرید مشعل بررسی کنید این قطعات چقدر در بازار در دسترساند و قیمتشان چقدر است؛ مشعلی که مصرفیهای ارزان و فراوان دارد، در طولانیمدت هزینه کمتری روی دست شما میگذارد.
برای انتخاب بهترین مشعل جوشکاری رباتیک متناسب با خط تولیدتان، از طریق شماره زیر با ما تماس بگیرید؛ ما در تیاسروبوت با تمام دانش و تجربهای که در این زمینه داریم، آماده راهنمایی شما عزیزان هستیم.
جمعبندی
گاهی کوچکترین قطعه، بزرگترین تأثیر را روی کل خط تولید دارد؛ مشعل جوشکاری رباتیک نمونهای روشن از همین موضوع است. نگهداری اصولی و استفاده از قطعات مناسب نهتنها کیفیت جوش را تضمین میکند، بلکه از افزایش هزینههای ناشی از خرابی و توقف خطتولید هم جلوگیری میکند؛ بنابراین سرمایهگذاری روی مشعل باکیفیت و سرویس منظم آن، نوعی صرفهجویی در هزینههای بلندمدت است.
خوشحالیم که تا اینجا همراه ما بودهاید؛ اگر درباره مشعل جوشکاری رباتیک سوال بیپاسخی در ذهنتان باقی مانده، حتما در کامنتها بپرسید؛ ما در اسرعوقت پاسخگوی شما عزیزان خواهیم بود.
برای مطالعه بیشتر شما
Welding 101: The Different Types of Torches Used in Welding