در این مقاله 4 روش خنک کاری تجهیزات و فرآیندهای جوشکاری با استفاده از مبدل، مدار آب باز، برج خنک کن و مدار آب بسته یا همان چیلر را بررسی و مزایا معایب آنها را نسبت به هم مقایسه می کنیم.
اگر خنک کاری در فرآیند جوشکاری و کاهش دما به درستی انجام نشود، معایب و هزینه های زیان باری در پی خواهد داشت.
خنک کاری فرآیند و تجهیزات جوشکاری مزایای زیر را به همراه دارد :
1 . جوش های یکنواخت و با کیفیت
2 . افزایش عمر جوش
3 . کاهش مدت زمان بین توقف یک جوش تا شروع جوش بعدی
مقایسه 4 روش خنک کاری تجهیزات جوشکاری و مزایا معایب آنها
روش های مختلفی برای خنک کاری فرآیند و دستگاه های جوشکاری وجود دارد که عبارتند از :
1 . خنک کاری با مایع در گردش در مداری بسته یا همان مبدل هوا خنک
این روش در فرآیندهای جوشکاری کوچک تا متوسط تا حدودی می تواند پاسخگوی نیاز باشد ولی برای فرآیندهای بزرگ یا دقیق (جوشکاری هایی که باید دمای تجهیزات به دقت تحت منترل باشد) پاسخگوی نیازها نیست. معمولا در این روش توسط رادیاتور یا باکس یخ ، آب خنک می شود. همانند رادیاتور یک خودرو که آب به شکل بسته در مداری گردش می کند و سپس حرارتی را که به خود جذب کرده را با فن موجود در رادیاتور به هوا می دهد.
مقایسه مزایا معایب نخستین روش از 4 روش خنک کاری تجهیزات جوشکاری عبارت است از :
مزایا :
- ارزان قیمت بودن
- پاسخگوی نیازها در فرآیندهای با ظرفیت پایین
معایب :
- عدم توانایی کنترل دقیق دمای جوش و تجهیزات و دستگاه های جوشکاری و در نتیجه کاهش کیفیت جوش، افزایش مدت زمان جوشکاری و غیره
- کاهش راندمان خنک کاری در شرایط آب و هوایی گرم (وابستگی راندمان و ظرفیت خنک کاری به دمای هوای بیرون)
2 . خنک کاری با آب لوله کشی
در این روش از یک مدار آب باز (آبی که از یک طرف وارد تجهیزات شده و دمای جوش را کاهش داده و از طرف دیگر خارج و برای مصارف دیگر مورد استفاده قرار می گیرد) برای سرمایش یا کاهش دمای جوش استفاده می شود.
مشکل این روش این است که هزینه زیادی بابت مصرف و اتلاف آب باید پرداخته شود. در این حالت نمی توان دمای فرآیند جوشکاری را در حد ثابت و پایدار نگه داشت و فقط مقداری از گرمای فرآیند توسط آب جذب می شود. علت مصرف بالای آب این است که در این حالت مدار خنک کاری به شکل باز بوده و دائما یک مسیر آب وارد دستگاه شده و پس از جذب گرما از سمت دیگر به صورت بیهوده هدر می رود و یا برای سایر مصارف استفاده می شود.
مزایا :
- عدم نیاز به خرید تجهیزات خنک کننده
معایب :
- مصرف بالای آب
- نیاز به وجود آب بدون املاح برای جلوگیری از رسوب آب در قسمت هوا مختلف
- هدر رفتن آب در صورت عدم امکان استفاده از آب گرم خارج شده از فرآیند جوشکاری
- عدم توانایی کنترل دقیق دما و در نتیجه کاهش کیفیت جوش و غیره
3 . کاهش دمای فرآیند و تجهیزات جوشکاری با مدار آب باز یا همان برج خنک کن
در این روش آب بدون املاح یا با املاح کم (که یا باید در دسترس باشد یا با سیستم فیلتراسیون، املاح آب گرفته شود) وارد فرآیند جوشکاری شده و پس از اینکه حرارت را به خود جذب کرد از فرآیند خارج و به سمت برج خنک کن پمپاژ می شود و در برج خنک کن گردش کرده و حرارت خود را به هوای محیط داده و مجددا به سمت فرآیند و ماشین آلات جوش هدایت می شود. به خاطر تبخیر بخشی از آب در برج خنک کن، در این روش مصرف آب خواهیم داشت.
مزایا :
- ارزان قیمت تر بودن نسبت به چیلر جوشکاری
- پاسخگوی نیازها در فرآیندهای با ظرفیت متوسط
معایب :
- مصرف آب
- نیاز به نصب تجهیزات کاهنده املاح آب در صورت بالا بودن میزان املاح آب
- وابستگی راندمان و ظرفیت خنک کاری به دمای هوای بیرون (در تابستان راندمان و ظرفیت کاهش می یابد)
- عدم امکان کنترل دقیق دمای جوش و در نتیجه کاهش کیفیت جوش، افزایش مدت زمان بین سیکل های جوش و غیره
در شکل زیر یک نمونه برج خنک کن جریان مخالف را مشاهده می کنید که به چه صورت آبگرم از بالا وارد دستگاه شده و با پاشش روی پکینگ (توسط نازل ها) و برخورد با جریان هوا، حرارت خود را به هوا داده و از قسمت پایین دستگاه به عنوان آب خنک شده، خارج می شود.
4 . خنک کاری فرآیند و تجهیزات جوشکاری با چیلر و مینی چیلر
در این روش آب در مداری کاملا بسته قرار دارد و بدون اتلاف آب ، عمل خنک کاری برای تمامی فرآیندهای جوشکاری قابل انجام است. تفاوت این روش با روش های قبل در این است که در چیلر ، کمپرسور و تجهیزات سیکل تبرید تراکمی وجود دارد که همواره آب یا هر مایع خنک کننده دیگر را تا دمای بسیار پایین و به صورت پایدار خنک نگه می دارد و آن را با دبی مناسب و در مداری بسته به گردش در می آورد. با استفاده از چیلر ، دمای هوای محیط تاثیری بر دمای مایع خنک کاری نخواهد داشت.
مزایا :
- کنترل دقیق دمای جوش و در نتیجه افزایش کیفیت جوش، کاهش مدت زمان بین سیکل های جوشکاری و افزایش بهره وری و غیره
- عدم مصرف آب (در چیلرهای تراکمی نوع هوا خنک هیچ گونه مصرف آب نداریم و در نتیجه به نصب تجهیزات فیلتراسیون آب هم نیاز نیست زیرا آب در مداری بسته گردش می کند)
- عدم وابستگی راندمان و ظرفیت سرمایشی به دمای هوای بیرون (در تمام روزهای سال، دمای جوش به دقت تحت کنترل است)
معایب :
- قیمت بالاتر این روش در مقایسه با روش های دیگر
- مصرف بالاتر برق در این روش نسبت به روش های دیگر
چیلرها انواع مختلفی دارند که در شکل زیر نوع تراکمی آب خنک و هوا خنک آن را مشاهده می کنید و برای آشنایی بیشتر با ساختار ، اجزا و طرز کار چیلرها و شناخت انواع آنها پیشنهاد می کنیم که این مقاله ⇐ چیلر را مطالعه بفرمایید.
در ضمن به چیلرهایی که در ابعاد کوچک و برای کاربردهای با ظرفیت کم ساخته می شوند به اصطلاح مینی چیلر هوا خنک گفته می شود که برای آشنایی با ویژگی های آن پیشنهاد می کنیم که این مقاله ⇐ مینی چیلر هوا خنک را مطالعه کنید.
اهمیت انتخاب چیلر با ظرفیت مناسب مهندسی شده
یک چیلر با ظرفیت برودتی کمتر از مقدار مورد نیاز همواره یک مشکل خواهد بود زیرا که هرگز نمی تواند خنک کاری صحیح و موثری را انجام دهد. همچنین وجود یک چیلر با ظرفیت برودتی بیش از حد نیاز نیز از نظر مصرف انرژی بهینه نبوده و هزینه های مصرفی را افزایش خواهد داد. محاسبات و انتخاب یک چیلر با ظرفیت مناسب که بتواند بهینه ترین حالت خنک کاری را به طور پیوسته و در چندین سال پیاپی انجام دهد ، نیازمند طراحی دقیق و ساخت توسط مهندسان متخصص در زمینه خنک کاری است. مهمترین فاکتورها برای انجام محاسبات ، اختلاف دمای ورود و خروج و نیز دبی جریان آب متناسب با مقدار انتقال حرارت است که در کنار سایر پارامترهای طراحی ، محاسبات مورد نظر صورت می گیرد.
مزایای استفاده از چیلر و مینی چیلر به عنوان دستگاه خنک کننده عبارتند از :
1 . افزایش کیفیت جوش
2 . افزایش قابلیت اعتماد به سیستم خنک کاری به طور پیوسته
3 . کاهش مدت زمان جوشکاری
4 . عدم تاثیر حرارت جوشکاری بر روی قطعاتی که به هم جوش می خورند.
5 . محافظت از تجهیزات
جوشکاری سرد در همه جا مورد استفاده قرار نمی گیرد ولی بسیاری از فرآیندهای با تکنولوژی پیشرفته هستند که به این نوع جوشکاری نیاز دارند و حتما باید در آنها مدار خنک کاری تعبیه و از طریق چیلر و یا مینی چیلر ، مایع خنک کننده آن فراهم شود. برای مثال در جوشکاری نوع میگ MIG یا جوشکاری پلاسما و موارد مشابه ، برای کاهش دمای فرآیند و جلوگیری از آسیب نازل می بایستی از آب سرد چیلر استفاده شود تا حرارت ایجاد شده در نازل را جذب کند.
ما در این مقاله سعی کردیم 4 روش خنک کاری دستگاه ها، فرآیندها، ماشین آلات و تجهیزات جوشکاری را بررسی و مزایا معایب آنها را نسبت به هم مقایسه کنیم و شما می توانید با توجه به ظرفیت دستگاه های خود و همچنین نیاز یا عدم نیاز به کنترل دقیق دما، از یکی از این 4 روش استفاده کنید.
شرکت ماخ طراح و تولید کننده انواع چیلرها و مینی چیلرهای صنعتی است و کلیه محصولات به صورت مستقیم از کارخانه شرکت و با قیمت مناسب به فروش می رسند. جهت کسب اطلاعات بیشتر در مورد انواع چیلرها و سیستم های خنک کننده ، انتخاب مناسب ترین دستگاه برای پروژه خود و نیز استعلام قیمت آنها با مهندسان ما تماس بگیرید.
مهندس احمدی : 09127675117 – 09194427470
مهندس خورانی : 09191639363
مطالعه بیشتر درباره سیستم خنک کاری ماشین های CNC در این مقاله ⇐ چیلر خنک کاری تجهیزات ماشین ابزار فرزکاری و تراشکاری CNC
نکته اینکه کارخانه شرکت ما در استان تهران واقع شده و ما پس از تولید محصولات، کار فروش چیلر در تبریز، تهران، یزد، قم، اصفهان و تمام شهرهای ایران را بدون واسطه (با قیمت درب کارخانه) انجام می دهیم.