تصور کنید که در حال کار با آتشی هستید که دمای آن به ۲۰,۰۰۰ درجه می‌رسد! این آتش همان قوس الکتریکی است که در کسری از ثانیه تغییرات بزرگی روی مواد ایجاد می‌کند. قوس الکتریکی در جوشکاری شباهت زیادی به رعدوبرق طبیعی دارد، اما اینجا نقش تکنسین چیست؟ تکنسین قوس الکتریکی وظیفه دارد چیزی ناپایدار و غیرقابل پیش‌بینی را به یک فرآیند پایدار و قابل‌اعتماد تبدیل کند. به بیان ساده‌تر، او قوسی ایجاد می‌کند که جوشکاری را سریع‌تر، آسان‌تر و مطمئن‌تر می‌سازد.
برای اینکه بهتر بفهمیم تکنسین قوس چه کاری انجام می‌دهد، ابتدا باید اصول اولیه قوس الکتریکی را بدانیم. قوس زمانی ایجاد می‌شود که بین دو نقطه اختلاف پتانسیل الکتریکی وجود داشته باشد؛ یعنی یکی از نقاط دارای الکترون‌های اضافی (بار منفی) و دیگری دچار کمبود الکترون باشد.
الکترون‌ها در کانال پلاسما
برای جبران این عدم‌تعادل، تحت شرایط خاصی یک شکست ولتاژی رخ می‌دهد. در این حالت، هوا (یا گاز محافظ) بین دو نقطه به‌واسطه حرارت یا ولتاژ الکتریکی بالا یونیزه می‌شود و پلاسما، که رسانای الکتریسیته است، شکل می‌گیرد. جریان الکتریکی از طریق یک کانال پلاسما بین این دو نقطه جریان پیدا می‌کند؛ تا زمانی که این جریان ادامه داشته باشد، قوس الکتریکی نیز پایدار می‌ماند.
اما اگر این عدم‌تعادل (اختلاف پتانسیل) بین دو نقطه از بین برود، جریان متوقف شده و به‌دنبال آن قوس نیز خاموش می‌شود. درحالی‌که در رعدوبرق این تعادل پتانسیل در چند دهم ثانیه اتفاق می‌افتد، در فرآیند جوشکاری، الکترون‌ها باید به‌طور مداوم از طریق کانال پلاسما جریان داشته باشند.
طراحی قوس؛ قوس ایده‌آل چه ویژگی‌هایی دارد؟
سؤال اصلی که تکنسین‌های قوس الکتریکی تقریباً در هر موقعیتی با آن روبه‌رو می‌شوند این است که «قوس ایده‌آل چه ویژگی‌هایی دارد؟». به‌همین‌دلیل، یکی از وظایف کلیدی آن‌ها این است که قوس را در فرآیندهای جوشکاری طوری طراحی کنند که در شرایط نامطلوب و حتی در مواقعی که به‌درستی از آن استفاده نمی‌شود، تا حد ممکن پایدار باقی بماند.
یک اصل اساسی که در فناوری قوس اغلب مورد استفاده قرار می‌گیرد این است که «هر چه کوتاه‌تر، بهتر». به این معنا که هر چه قوس کوتاه‌تر طراحی شود، فرآیند جوشکاری سریع‌تر و راحت‌تر خواهد بود. قوس‌های کوتاه عمدتاً با فشار قوس بالا و چگالی انرژی بالا شناخته می‌شوند؛ در مقابل، قوس‌های بلند خطر بیشتری برای ایجاد بریدگی، انتشار گازهای مضر و نقص در اتصال دارند.
نقش تکنسین قوس الکتریکی در تعریف نیازهای سیستم‌های جوشکاری
قوس الکتریکی قلب اصلی بیشتر فرآیندهای جوشکاری مثل TIG، MIG/MAG و MMA است. به‌همین‌دلیل، تکنسین‌های قوس همواره در توسعه سیستم‌های جدید جوشکاری قوس مشارکت دارند. آن‌ها مشخص می‌کنند که نیازهای الکتریکی برای یک فرآیند جوشکاری خاص چه باید باشد و برای تحقق این نیازها چه سخت‌افزارها و نرم‌افزارهایی لازم است؛ در نهایت، عملکرد قوس است که به‌طور اساسی موفقیت یک سیستم جوشکاری قوس در بازار را تعیین می‌کند.
از برق تا قوس؛ داستان یک ابزار حیاتی
از سال 1782، زمانی که «جورج کریستف لیختنبرگ» موفق شد یک فنر ساعت و تیغه چاقو را با استفاده از «برق مصنوعی» به هم متصل کند، جوشکاری قوس به‌طور کامل به برق وابسته بوده است، به‌ویژه پارامترهای اصلی مانند شدت جریان، مقاومت و ولتاژ. در جوشکاری MIG/MAG، سرعت تغذیه سیم نیز یکی از عوامل تعیین‌کننده است.
با این حال، در سیستم‌های مدرن جوشکاری قوس، این پارامترهای اصلی کافی نیستند. درحال‌حاضر تکنسین قوس الکتریکی باید صدها پارامتر ثانویه مختلف را شناسایی کند که هر کدام از این پارامترها می‌توانند روی عملکرد قوس تاثیر بگذارند.
هوشمندسازی جوشکاری قوس با توسعه الگوریتم‌های پیشرفته
مانند بسیاری از حرفه‌های فنی پیشرفته، بخش قابل‌توجهی از کار تکنسین‌های قوس الکتریکی امروزه پشت کامپیوتر انجام می‌شود. برای ارتباط‌دادن پارامترها و عوامل مؤثر بر قوس، تکنسین‌های قوس، الگوریتم‌های مربوطه را توسعه داده و به‌طور مداوم روی بهینه‌سازی آن‌ها کار می‌کنند.
Control and regulation of the welding processes are represented in the algorithms. In other words, it is the algorithms that make welding processes and welding systems smart. The algorithms are embedded in the general welding system software, which in turn is further developed in close cooperation with arc welding technicians.
کنترل و تنظیم فرآیندهای جوشکاری در این الگوریتم‌ها نمایان می‌شود. به عبارت دیگر، این الگوریتم‌ها هستند که فرآیندها و سیستم‌های جوشکاری را هوشمند می‌کنند. این الگوریتم‌ها در نرم‌افزار کلی سیستم جوشکاری تعبیه شده‌اند و این نرم‌افزار نیز با همکاری نزدیک تکنسین‌های قوس الکتریکی به‌طور مداوم توسعه داده می‌شود.
الگوریتم‌های جوشکاری قوس، پایه و اساس توسعه ویژگی‌ها و برنامه‌های جوشکاری هستند. این برنامه‌ها که توسط تکنسین‌های قوس طراحی شده‌اند، نقش مهمی را در افزایش کاربرپسندی سیستم‌های جوشکاری مدرن در کارهای روزمره جوشکاران ایفا می‌کنند.
این برنامه‌ها به جوشکاران این فرصت را می‌دهد تا بتوانند طیف گسترده‌ای از مواد و فلزات پرکننده را به‌شکلی آسان و کاربرپسند به هم متصل کنند. به این ترتیب، جوشکاران نیازی به دانستن جزئیات روابط پیچیده بین پارامترها و متغیرهای جوشکاری ندارند. تنها کاری که جوشکاران باید انجام دهند، انتخاب چند گزینه و تنظیم برنامه جوشکاری مناسب روی سیستم است تا بتوانند فرآیند جوشکاری را شروع کنند.
معمولاً مشتریان مشخص می‌کنند که برای توسعه یک برنامه جوشکاری جدید، از چه مواد و گازهای محافظی استفاده شود. تکنسین‌های قوس در کار روزانه خود از تجربیات قبلی در مورد ویژگی‌های جوشکاری بهره می‌برند. گاهی لازم است چندین آزمایش جوشکاری در شرایط واقعی انجام شود تا بهترین برنامه جوشکاری شناسایی شود.
حتی اگر الگوریتم، برنامه جوشکاری و قوس به‌طور کامل بی‌نقص باشند، در نهایت آنچه اهمیت دارد، نتیجه‌ای است که روی ماده جوش داده‌شده مشاهده می‌شود.
محیط کاری تکنسین قوس الکتریکی؛ محیطی اختصاصی برای توسعه فناوری!
تکنسین‌های قوس الکتریکی معمولاً به‌طور مستقل کار می‌کنند و بیشترشان یک آزمایشگاه اختصاصی دارند که در آن می‌توانند بدون مزاحمت، برنامه‌های جوشکاری جدید را تست کرده و هیچ خطری برای دیگران ایجاد نکنند. در این آزمایشگاه‌ها علاوه بر تجهیزات جوشکاری دستی و ربات‌های جوشکاری، ابزارهای اندازه‌گیری مختلف هم وجود دارند؛ یکی از ابزارهای مهمی که تکنسین‌ها از آن استفاده می‌کنند، اسیلوسکوپ است. این دستگاه به آن‌ها کمک می‌کند تا ولتاژها و جریان‌های مختلف را اندازه‌گیری کرده و حتی سرعت حرکت سیم جوش را هم بررسی کنند.
ابزار دیگری که تکنسین قوس الکتریکی از آن استفاده می‌کند، دوربین‌هایی با سرعت بالا و ضبط تصاویر حرکت آهسته است؛ این دوربین‌ها امکان مشاهده دقیق فرآیندهایی که معمولاً در کسری از ثانیه در داخل قوس هنگام جوشکاری رخ می‌دهند را فراهم می‌کنند.
ورود دوربین‌های با سرعت بالا و دانش به‌دست‌آمده از آن‌ها، موجب پیشرفت‌های چشمگیری در فناوری جوشکاری در سال‌های اخیر شده است. این پیشرفت‌ها شامل تغذیه معکوس سیم در فرآیند جوشکاری “CMT”، نوآوری‌ها در انتقال قطره‌ای در قوس پالس‌دار و همچنین دستاوردهایی در فرآیندهای لیزری یا قوس‌های پلاسما و TIG می‌شود.
امروزه، تکنسین قوس الکتریکی از این دوربین‌ها برای انجام انواع مختلفی از کارها در زمینه توسعه محصول و طراحی قوس استفاده می‌کند.
ویژگی‌های یک تکنسین قوس الکتریکی حرفه‌ای
سوالی که هنوز به آن پرداخته نشده است این است که یک تکنسین قوس الکتریکی حرفه‌ای باید چه ویژگی‌هایی داشته باشد؟ برای اینکه بتوانید یک تکنسین حرفه‌ای باشید، باید:
- درک پایه‌ای از مهندسی برق داشته باشید.
- به فیزیک و قوائد آن مسلط باشید.
- توانایی درک مسائل فنی و ریاضی را داشته باشید.
- آشنایی و ارتباط با جوشکاری نیز اهمیت زیادی دارد.
جمع‌بندی
نقش یک تکنسین قوس الکتریکی فراتر از کنترل قوس است. این کار به طراحی قوس ایده‌آل، تضمین پایداری و بهبود مستمر فرآیند جوشکاری مربوط می‌شود. از توسعه الگوریتم‌ها گرفته تا ایجاد برنامه‌های جوشکاری کاربرپسند؛ تکنسین‌های قوس اطمینان می‌دهند که فرآیند نه‌تنها دقیق، بلکه برای جوشکاران با هر سطح مهارتی قابل دسترسی است. کار آن‌ها بخش جدایی‌ناپذیری از توسعه فناوری‌ها و سیستم‌های جوشکاری جدید است که باعث می‌شود صنعت جوشکاری همواره در حال پیشرفت باشد.
از شما ممنونیم که تا اینجا همراه ما بوده‌اید؛ چنانچه درباره شغل تکنسین قوس الکتریکی سوال بی‌پاسخی در ذهن شما باقی مانده است، می‌توانید از طریق راه‌های زیر با کارشناسان ما در تیم فرونیوس در ارتباط باشید و مشاوره رایگان دریافت کنید.
