Vodné chladenie pri MIG/MAG a TIG zváraní
Pri výbere profesionálnej zváracej techniky sa často rieši otázka, či postačuje horák bez kvapalinového chladenia, alebo je vhodné pracovisko vybaviť vodným chladením.
Rozhodovať iba podľa maximálneho zváracieho prúdu však nestačí. Dôležitá je kombinácia prúdu, dĺžky zvárania, zaťažovateľa, typu horáka a celkového charakteru prevádzky.
Pri sériovej výrobe, dlhých zvaroch alebo vysokom časovom využití oblúka môže byť vodné chladenie dôležitou súčasťou správne navrhnutého zváracieho pracoviska.
Prečo sa pri profesionálnom zváraní rieši vodné chladenie?
Pri zváraní vzniká značné množstvo tepla nielen v zváranom materiáli, ale aj v horáku a jeho komponentoch.
Pri MIG/MAG zváraní sú tepelnému namáhaniu vystavené napríklad kontaktná špička, hubica, krk horáka a prúdový kábel. Pri TIG zváraní sa tepelná záťaž výrazne prejavuje najmä pri vyšších prúdoch a dlhšom nepretržitom zváraní.
Pri krátkych alebo prerušovaných prácach môže byť horák bez kvapalinového chladenia úplne postačujúci. Ak však zvárač pracuje dlhodobo s vyšším výkonom, množstvo tepla, ktoré musí horák odviesť, výrazne rastie.
Práve vtedy začína byť aktívne kvapalinové chladenie technicky zaujímavé.
Ako vodné chladenie zváracieho horáka funguje?
Pojem „vodné chladenie“ označuje systém, v ktorom chladiaca kvapalina cirkuluje medzi chladiacou jednotkou a horákom.
Typický systém obsahuje nádrž, čerpadlo, chladič s ventilátorom, prívodnú a vratnú hadicu a vodou chladený zvárací horák.
Ohriata kvapalina sa z horáka vracia do chladiacej jednotky, kde odovzdá teplo cez chladič do okolitého vzduchu. Ochladená kvapalina následne opäť smeruje k horáku.
Výsledkom je podstatne účinnejší odvod tepla z horáka než pri systéme bez kvapalinového chladiaceho okruhu.
Kedy má vodné chladenie najväčší význam?
Neexistuje univerzálna hranica typu „od 300 A musí byť horák vodou chladený“. Rovnaký zvárací prúd môže v dvoch prevádzkach predstavovať úplne odlišné tepelné zaťaženie.
Rozhodujúci je najmä pracovný režim:
| Charakter práce | Potreba vodného chladenia |
|---|---|
| Krátke opravy a montážne práce | spravidla menšia |
| Kusová výroba s prestávkami | závisí od prúdu a dĺžky zvarov |
| Opakované dlhé zvary | vysoká |
| Sériová výroba | vysoká |
| Dlhodobé zváranie vyšším prúdom | veľmi vysoká |
| Automatizované alebo intenzívne pracovisko | veľmi vysoká |
Pri návrhu profesionálneho pracoviska je preto lepšie položiť otázku: Aké tepelné zaťaženie bude musieť horák dlhodobo zvládať?
Zaťažovateľ zdroja a zaťažovateľ horáka nie sú to isté
Častou chybou je sledovať iba maximálny výkon zváracieho zdroja.
Zvárací zdroj, horák a chladiaca jednotka sú samostatné časti systému a každá má vlastné prevádzkové limity. Výkonný zdroj preto automaticky neznamená, že rovnaké dlhodobé zaťaženie zvládne aj použitý horák.
Napríklad profesionálny SOLUTOR T-320 AC/DC umožňuje TIG zváranie až do 320 A, pričom pri 40 °C dosahuje zaťažovateľ 60 % pri 320 A a 100 % pri 250 A. Samotný zdroj je chladený núteným vzduchom, ale môže byť doplnený o externé vodné chladenie pre kvapalinou chladený TIG horák.
Pre správne dimenzovanie pracoviska preto treba posudzovať zdroj, horák a chladiacu jednotku ako jeden systém.
Vodné chladenie pri MIG/MAG zváraní
Pri MIG/MAG zváraní má vodné chladenie najväčší význam pri dlhých zvaroch, vyšších prúdoch a prevádzkach s vysokým podielom času, počas ktorého skutočne horí oblúk.
Typickým príkladom môže byť sériová výroba alebo výroba väčších oceľových konštrukcií.
Aktívny chladiaci okruh pomáha odvádzať teplo z najviac namáhaných častí horáka a umožňuje používať vhodne dimenzovaný horák aj pri intenzívnejšom pracovnom režime.
Vodné chladenie pri TIG zváraní
Pri TIG zváraní sa jeho prínos prejavuje najmä pri vyšších prúdoch a dlhších zvaroch.
Význam môže mať napríklad pri zváraní hrubších materiálov, nerezu alebo pri AC TIG zváraní hliníka, kde môže byť tepelná záťaž horáka vysoká.
Vodou chladený TIG horák preto nie je určený iba pre extrémne aplikácie. Je vhodný všade tam, kde pracovný režim spôsobuje vysoké dlhodobé zahrievanie horáka.
Na čo sa zamerať pri výbere chladiacej jednotky?
Nestačí skontrolovať iba to, či má chladiaca jednotka dostatočne veľkú nádrž. Dôležitá je kompatibilita so zdrojom a horákom, požadovaný prietok a tlak, chladiaci výkon, dĺžka hadicového zväzku, správna chladiaca kvapalina a prípadná ochrana proti nedostatočnému prietoku.
Napríklad chladiaca jednotka SOLUTOR W-4 H2O má nádrž s objemom 4 litre, maximálny deklarovaný prietok čerpadla 10 l/min a podporuje chladiaci okruh do vzdialenosti 25 metrov. Súčasťou systému je aj kontrola tlaku chladiaceho okruhu.
Maximálny prietok čerpadla však netreba zamieňať za skutočný prietok cez konkrétny horák – ten závisí od odporu celého chladiaceho okruhu.
Chladiaca kvapalina a údržba
Vodné chladenie automaticky neznamená, že do systému patrí obyčajná voda. Požiadavky na chladiacu kvapalinu sa môžu líšiť podľa konkrétnej zváračky, chladiacej jednotky a horáka. Preto treba vždy dodržiavať návod výrobcu daného zariadenia.
Pri prevádzke je vhodné pravidelne kontrolovať hladinu kvapaliny, tesnosť spojov, stav hadíc a cirkuláciu. Problém môže spôsobiť aj zavzdušnenie, upchatá hadica, zanesený chladič alebo nedostatočný prietok.
Chladiaca jednotka SOLUTOR W-4 H2O napríklad vyžaduje pravidelnú kontrolu systému a výrobca odporúča pri bežných podmienkach čistenie chladiča približne každých šesť mesiacov.
Znamená vodné chladenie vyššiu produktivitu?
Vodou chladené pracovisko je drahšie a konštrukčne zložitejšie. Pri krátkych montážnych alebo servisných prácach môže byť jednoduchší systém bez kvapalinového chladenia praktickejší.
Pri intenzívnej výrobe však môže vodné chladenie umožniť pracovať s horákom pri vyššom dlhodobom tepelnom zaťažení a obmedziť prestávky spôsobené jeho prehrievaním.
Z pohľadu výrobnej prevádzky preto netreba hodnotiť iba obstarávaciu cenu chladiacej jednotky, ale aj charakter práce a požadované využitie pracoviska.
Vodné chladenie v zváracej technike SOLUTOR
V sortimente SOLUTOR je možné vodné chladenie riešiť viacerými spôsobmi.
SOLUTOR T-320 AC/DC podporuje pripojenie externej chladiacej jednotky a vodou chladeného TIG horáka. V kombinácii s SOLUTOR W-4 H2O tak môže vzniknúť kompletné profesionálne TIG pracovisko.
Model SOLUTOR M-315S H2O má vodné chladenie integrované priamo v zariadení a umožňuje sledovať stav chladiaceho systému vrátane hladiny a teploty chladiacej kvapaliny.
Ako sa rozhodnúť?
Vodné chladenie by nemalo byť vyberané iba podľa maximálneho prúdu uvedeného na zváračke.
Pri profesionálnej prevádzke je potrebné zohľadniť materiál a jeho hrúbku, používaný proces, typický zvárací prúd, dĺžku zvarov, podiel času zvárania a požadovanú intenzitu využitia pracoviska.
Práve kombinácia týchto faktorov rozhoduje, či je vhodnejší jednoduchší horák bez kvapalinového chladenia alebo profesionálne vodou chladené pracovisko.
Redakcia TECH SOLUTION je odborný tím eshopu špecializovaný na zváranie, zváraciu techniku a profesionálne náradie. V článkoch prináša technicky presné návody, porovnania, recenzie a odporúčania založené na praktickom využití produktov. Cieľom redakcie je pomôcť zákazníkom vybrať správne riešenie pre dielňu, servis aj profesionálnu výrobu.