علت داغ شدن کابل جوشکاری

داغ شدن کابل جوشکاری یکی از مشکلاتی است که هنگام استفاده از دستگاه های جوش قوسی در کارگاه ها و محیط های صنعتی مشاهده می شود. افزایش دمای کابل ممکن است به دلیل انتخاب سطح مقطع نامناسب، عبور جریان بیشتر از ظرفیت مجاز، طول زیاد مسیر کابل، اتصالات غیراستاندارد یا آسیب دیدن رشته های مسی اتفاق بیفتد. در برخی شرایط نیز جمع شدن کابل هنگام جوشکاری یا استفاده مداوم از دستگاه بدون رعایت چرخه کاری مناسب باعث افزایش حرارت می شود.

تشخیص علت داغ شدن کابل جوشکاری اهمیت زیادی دارد؛ زیرا ادامه کار با کابلی که بیش از حد گرم می شود می تواند به روکش عایقی آسیب بزند و احتمال اتصال کوتاه، برق گرفتگی و آتش سوزی را افزایش دهد. برای رفع این مشکل باید محل افزایش دما، مشخصات کابل، جریان خروجی دستگاه و وضعیت اتصالات به صورت همزمان بررسی شوند.

علت داغ شدن کابل جوشکاری چیست؟

داغ شدن کابل جوشکاری معمولا نتیجه افزایش تلفات الکتریکی در هادی یا محل اتصالات است. وقتی جریان الکتریکی از مقاومت کابل عبور می کند، بخشی از انرژی الکتریکی به گرما تبدیل می شود. اگر سطح مقطع کابل متناسب با جریان نباشد یا مقاومت مسیر به دلیل طول زیاد و اتصالات نامناسب افزایش پیدا کند، حرارت تولید شده ممکن است از توانایی کابل برای دفع گرما بیشتر شود.

مهم ترین دلایل این مشکل عبارت اند از:

انتخاب سطح مقطع نامناسب کابل جوشکاری

یکی از رایج ترین دلایل داغ شدن کابل، استفاده از کابلی با سطح مقطع کمتر از مقدار مورد نیاز دستگاه جوش است.

سطح مقطع هادی مشخص می کند چه مقدار جریان می تواند از کابل عبور کند. هرچه سطح مقطع کمتر باشد، مقاومت الکتریکی هادی بیشتر خواهد بود. در نتیجه هنگام عبور جریان بالا، انرژی بیشتری به صورت گرما تلف می شود.

برای مثال، اگر یک دستگاه جوش با جریان خروجی بالا به کابلی با سطح مقطع کوچک متصل شود، ممکن است کابل در مدت کوتاهی گرم شود. این وضعیت در جوشکاری های طولانی و زمانی که دستگاه با جریان نزدیک به حداکثر ظرفیت خود کار می کند، جدی تر خواهد بود.

نکته مهم این است که انتخاب کابل فقط بر اساس آمپر درج شده روی دستگاه انجام نمی شود. طول مسیر، چرخه کاری، دمای محیط و مشخصات سازنده کابل نیز باید در نظر گرفته شوند.

طول زیاد کابل جوشکاری

افزایش طول کابل باعث افزایش مقاومت الکتریکی مسیر می شود. در نتیجه افت ولتاژ و تلفات حرارتی نیز افزایش پیدا می کنند.

در مدار جوشکاری باید طول هر دو کابل، یعنی کابل الکترود و کابل برگشت جریان، محاسبه شود. برای مثال اگر دستگاه جوش در فاصله ۱۰ متری قطعه کار قرار داشته باشد و هر دو کابل ۱۰ متر طول داشته باشند، طول کل مسیر کابل در مدار ۲۰ متر است.

این موضوع در انتخاب سطح مقطع اهمیت زیادی دارد؛ زیرا در نظر گرفتن فقط فاصله دستگاه تا محل جوشکاری می تواند به انتخاب کابل نامناسب منجر شود.

اگر به دلیل شرایط محیط کار مجبور به استفاده از کابل های بلندتر هستید، باید سطح مقطع مورد نیاز بر اساس جدول انتخاب کابل سازنده و افت ولتاژ مجاز بررسی شود.

شل بودن اتصالات و کیفیت نامناسب محل اتصال

گاهی تمام طول کابل دمای طبیعی دارد، اما قسمت اتصال کابل به دستگاه، انبر جوش یا گیره اتصال کار به شدت گرم می شود.

در چنین شرایطی احتمال وجود مقاومت تماسی بالا مطرح است.

دلایل رایج این مشکل عبارت اند از:

• شل بودن پیچ های اتصال
• اکسید شدن سطح تماس
• استفاده از کابلشو نامناسب
• پرس غیراصولی کابلشو روی هادی
• کثیفی یا خوردگی محل اتصال
• استفاده از رابط های غیراستاندارد

وقتی سطح تماس مناسب نباشد، جریان الکتریکی از یک نقطه با مقاومت بالاتر عبور می کند و گرما در همان ناحیه متمرکز می شود.

برای رفع این مشکل باید پس از خاموش کردن و ایزوله کردن دستگاه، وضعیت اتصالات، سطح تماس و نحوه اتصال رشته های هادی بررسی شود. صرفا سفت کردن پیچ اتصال همیشه مشکل را برطرف نمی کند؛ زیرا ممکن است کابلشو یا خود هادی آسیب دیده باشد.

آسیب دیدن رشته های مسی داخل کابل

کابل جوشکاری معمولا از تعداد زیادی رشته نازک مسی تشکیل شده است تا انعطاف پذیری مناسبی داشته باشد.

اگر کابل به صورت مکرر تحت کشش، فشار، خم شدن شدید یا برخورد اجسام سنگین قرار بگیرد، ممکن است تعدادی از رشته های مسی آن قطع شوند.

در این وضعیت سطح مقطع موثر هادی کاهش پیدا می کند و جریان از سطح مقطع باقی مانده عبور می کند. این موضوع می تواند باعث افزایش مقاومت و ایجاد نقاط داغ در کابل شود.

نشانه های احتمالی آسیب داخلی عبارت اند از:

• گرم شدن موضعی در یک قسمت مشخص
• تغییر شکل غیرعادی کابل
• ایجاد برجستگی یا فرورفتگی در روکش
• مشاهده آثار له شدگی یا بریدگی
• تغییر رنگ رشته های مسی در محل آسیب

در صورت مشاهده این نشانه ها، کابل باید از مدار خارج شود و توسط فرد متخصص بررسی شود. اگر هادی یا عایق آسیب جدی دیده باشد، تعویض کابل انتخاب ایمن تری است.

جمع شدن یا پیچیده شدن کابل هنگام جوشکاری

یکی از مواردی که گاهی در کارگاه ها نادیده گرفته می شود، نحوه قرارگیری کابل هنگام استفاده است.

کابل هایی که به صورت حلقه های فشرده روی یکدیگر قرار می گیرند، ممکن است در بعضی نقاط گرمای بیشتری جمع کنند. انجمن جوشکاری آمریکا نیز درباره خطر گرم شدن موضعی کابل های جمع شده هنگام استفاده هشدار داده است.

به همین دلیل بهتر است کابل در زمان جوشکاری تا حد امکان باز و بدون پیچ خوردگی شدید قرار بگیرد.

همچنین از قرار دادن کابل در مجاورت سطوح بسیار داغ، قطعات فلزی گرم و منابع حرارتی مستقیم باید خودداری شود.

دمای بالای محیط و شرایط نامناسب کاری

دمای محیط بر توانایی کابل برای دفع حرارت تاثیر دارد.

برای مثال، کابلی که در یک محیط معمولی ظرفیت انتقال جریان مشخصی دارد، ممکن است در محیطی با دمای بالا و تهویه نامناسب نتواند همان شرایط حرارتی را حفظ کند.

این مسئله در کارگاه های صنعتی، محیط های سربسته و محل هایی که چند دستگاه جوش به صورت همزمان کار می کنند، اهمیت بیشتری دارد.

بنابراین هنگام انتخاب کابل باید علاوه بر جریان، دمای محیط و شرایط نصب نیز در نظر گرفته شوند.

عدم رعایت چرخه کاری دستگاه جوش

چرخه کاری یا Duty Cycle نشان می دهد دستگاه جوش در یک بازه زمانی مشخص چه مدت می تواند با جریان معین کار کند و چه مدت باید برای خنک شدن متوقف شود.

برای مثال، چرخه کاری ۶۰ درصد در یک بازه ۱۰ دقیقه ای به معنای ۶ دقیقه جوشکاری و ۴ دقیقه توقف برای خنک شدن دستگاه است.

اگر دستگاه به طور مداوم با جریان بالا کار کند و چرخه کاری آن رعایت نشود، دمای اجزای مختلف دستگاه افزایش پیدا می کند. کابل نیز ممکن است به دلیل جریان و مدت زمان عبور آن تحت تنش حرارتی بیشتری قرار بگیرد.

البته باید توجه داشت که چرخه کاری دستگاه و ظرفیت جریان کابل دو مشخصه متفاوت هستند. هر دو باید به صورت مستقل بررسی شوند.

چگونه از روی محل داغ شدن کابل، علت مشکل را تشخیص دهیم؟

محل ایجاد حرارت می تواند سرنخ مهمی برای شناسایی علت داغ شدن کابل جوشکاری باشد. اگر تمام طول کابل گرم شود، احتمال نامناسب بودن سطح مقطع، جریان بالا یا شرایط نامناسب استفاده مطرح است. اما اگر فقط یک نقطه مشخص داغ شود، باید ابتدا اتصالات و سلامت همان قسمت بررسی شوند.

یک نکته مهم: برای تشخیص محل افزایش دما، نباید کابل یا اتصال برق دار را با دست لمس کرد. بررسی باید با تجهیزات مناسب و توسط فرد آشنا با ایمنی برق انجام شود.

تاثیر آمپر، طول و سطح مقطع بر داغ شدن کابل جوشکاری

سه عامل اصلی در انتخاب کابل مناسب عبارت اند از جریان الکتریکی، طول کل مدار و سطح مقطع هادی.

برای درک بهتر، دو حالت را در نظر بگیرید:

حالت اول: افزایش طول کابل

اگر طول مسیر دو برابر شود و سایر شرایط ثابت باشند، مقاومت مسیر نیز تقریبا دو برابر می شود. در جریان یکسان، تلفات حرارتی افزایش پیدا می کند.

حالت دوم: افزایش سطح مقطع

اگر سطح مقطع هادی افزایش پیدا کند، مقاومت الکتریکی کاهش می یابد. در نتیجه برای جریان یکسان، گرمای کمتری در هادی تولید خواهد شد.

چرخه کاری چه تاثیری بر انتخاب کابل دارد؟

ظرفیت جریان کابل های جوشکاری به چرخه کاری وابسته است. به همین دلیل ممکن است یک سطح مقطع در چرخه کاری پایین، جریان بیشتری را تحمل کند؛ اما همان کابل در استفاده مداوم به جریان مجاز کمتری محدود شود.

استاندارد IEC 60974-9:2018 برای انتخاب کابل های مسی جوشکاری به چرخه کاری و جریان مجاز توجه می کند. همچنین در مسیرهای طولانی، افت ولتاژ نیز باید در انتخاب سطح مقطع لحاظ شود.

دمای محیط نیز اهمیت دارد. مقادیر جریان مجاز در شرایط مرجع استاندارد را نباید بدون اصلاح برای محیط های گرم تر به کار برد.

چگونه از داغ شدن کابل جوشکاری جلوگیری کنیم؟

برای جلوگیری از افزایش بیش از حد دمای کابل، باید انتخاب صحیح، نصب اصولی و نگهداری مناسب را همزمان در نظر گرفت.

۱. سطح مقطع مناسب انتخاب کنید

کابل باید بر اساس جریان واقعی جوشکاری، طول کل مسیر و چرخه کاری انتخاب شود. استفاده از کابل نازک تر از مقدار توصیه شده، حتی در صورت پایین بودن قیمت اولیه، می تواند هزینه های تعمیر و تعویض را افزایش دهد.

۲. از اتصالات استاندارد استفاده کنید

تمام اتصالات باید از نظر کیفیت تماس، استحکام مکانیکی و تناسب با سطح مقطع کابل بررسی شوند.

۳. از جمع شدن کابل جلوگیری کنید

کابل را هنگام کار تا حد امکان باز نگه دارید و از ایجاد حلقه های فشرده خودداری کنید.

۴. کابل را به صورت دوره ای بررسی کنید

روکش، رشته های هادی، محل اتصال به دستگاه و انبر جوش باید به صورت دوره ای بررسی شوند.

۵. چرخه کاری دستگاه را رعایت کنید

اگر دستگاه برای جریان مشخصی چرخه کاری محدودی دارد، باید زمان توقف و خنک شدن آن رعایت شود.

۶. کابل را متناسب با محیط انتخاب کنید

در محیط هایی با دمای بالا، احتمال تماس با سطوح داغ، روغن، سایش یا ضربه مکانیکی باید در انتخاب نوع روکش و مشخصات کابل لحاظ شود.

چه کابلی برای جلوگیری از افزایش حرارت مناسب است؟

انتخاب کابل مناسب مهم ترین اقدام برای جلوگیری از داغ شدن مکرر مدار جوشکاری است. کابل باید از نظر سطح مقطع، جنس هادی، انعطاف پذیری، نوع عایق و ظرفیت انتقال جریان با شرایط کاری مطابقت داشته باشد.

برای آشنایی با مشخصات و کاربرد انواع کابل جوشکاری می توانید محصولات و اطلاعات فنی ارائه شده در سامان کابل را بررسی کنید.

هنگام خرید باید به موارد زیر توجه کنید:

برای تصمیم گیری دقیق تر درباره مشخصات فنی، مطالعه راهنمای خرید کابل جوشکاری می تواند به انتخاب محصول متناسب با نیاز کارگاه کمک کند.

آیا کابل مقاوم در برابر حرارت مشکل داغ شدن را برطرف می کند؟

کابل دارای روکش مقاوم در برابر حرارت می تواند در شرایط محیطی گرم یا در معرض منابع حرارتی عملکرد مناسب تری داشته باشد؛ اما این ویژگی به تنهایی مانع داغ شدن هادی نمی شود.

اگر سطح مقطع کابل کوچک باشد یا جریان عبوری از ظرفیت مجاز آن بیشتر شود، حتی کابل دارای روکش مقاوم در برابر حرارت نیز ممکن است بیش از حد گرم شود.

بنابراین مقاومت حرارتی روکش با ظرفیت انتقال جریان دو ویژگی متفاوت هستند.

برای بررسی این دسته محصولات می توانید صفحه کابل جوشکاری مقاوم در برابر حرارت را مشاهده کنید.

آیا کابل جوشکاری ۵۰ برای همه دستگاه ها مناسب است؟

خیر. سطح مقطع ۵۰ میلی متر مربع به تنهایی مشخص نمی کند که کابل برای تمام دستگاه های جوش مناسب است.

ظرفیت جریان این کابل به چرخه کاری، طول مدار، دمای محیط و مشخصات ساخت آن بستگی دارد. به همین دلیل نمی توان صرفا با دانستن آمپر دستگاه، بدون بررسی سایر شرایط، مناسب بودن این سطح مقطع را تایید کرد.

برای آشنایی با مشخصات و کاربرد این سایز، صفحه خرید کابل جوشکاری ۵۰ را بررسی کنید.

دو مثال کاربردی برای تشخیص علت داغ شدن کابل

مثال اول: داغ شدن کابل در یک کارگاه فلزکاری

فرض کنید یک دستگاه جوش در فاصله ۱۰ متری محل انجام عملیات قرار گرفته است. اپراتور برای اتصال دستگاه از دو کابل ۱۰ متری استفاده می کند.

پس از مدتی جوشکاری، دمای هر دو کابل افزایش پیدا می کند.

در چنین شرایطی باید موارد زیر بررسی شوند:

1. طول کل مدار شامل کابل الکترود و برگشت جریان محاسبه شود.
2. جریان واقعی جوشکاری مشخص شود.
3. سطح مقطع کابل با جدول سازنده مقایسه شود.
4. چرخه کاری دستگاه بررسی شود.
5. وضعیت کابل از نظر جمع شدن یا آسیب فیزیکی ارزیابی شود.

اگر مشخص شود سطح مقطع کابل برای طول و جریان مورد استفاده کافی نیست، باید کابل متناسب با شرایط کاری انتخاب شود.

مثال دوم: داغ شدن محل اتصال انبر جوش

در یک وضعیت دیگر، فرض کنید تمام طول کابل دمای غیرعادی ندارد، اما محل اتصال کابل به انبر جوش به شدت گرم می شود.

در این حالت احتمال دارد مشکل از سطح مقطع کلی کابل نباشد. اتصال نامناسب، اکسید شدن سطح تماس، پرس ضعیف کابلشو یا شل بودن محل اتصال می تواند مقاومت موضعی ایجاد کند.

در این شرایط باید پس از قطع برق، اتصال بازبینی شود و در صورت وجود آسیب، قطعه معیوب تعویض شود.

این دو مثال نشان می دهند که برای تشخیص درست علت داغ شدن کابل جوشکاری، باید به محل ایجاد حرارت و شرایط واقعی استفاده توجه کرد.

یا استفاده از چسب برق برای پوشاندن آسیب جدی، راهکار قابل اتکایی نیست. کابل آسیب دیده باید مطابق الزامات ایمنی تعمیر یا تعویض شود.

تفاوت کابل جوشکاری با سایر کابل های دارای هادی مسی

یکی از اشتباهات هنگام خرید سیم و کابل، توجه صرف به جنس هادی و نادیده گرفتن کاربرد تخصصی محصول است.

برای مثال، کابل های مخابراتی زمینی تمام مس نیز از هادی مسی استفاده می کنند؛ اما ساختار، عایق، مشخصات الکتریکی و کاربرد آنها با کابل جوشکاری متفاوت است.

بنابراین مسی بودن هادی به معنای مناسب بودن کابل برای انتقال جریان جوشکاری نیست. هر کابل باید بر اساس استاندارد و کاربرد تعریف شده خود انتخاب شود.

برای آشنایی با گروه دیگری از محصولات دارای هادی مسی می توانید مقاله خرید کابل مخابراتی زمینی تمام مس را مطالعه کنید.

سوالات متداول درباره علت داغ شدن کابل جوشکاری

آیا داغ شدن کابل جوشکاری طبیعی است؟

افزایش جزئی دمای کابل در اثر عبور جریان ممکن است اتفاق بیفتد؛ اما داغ شدن بیش از حد، بوی سوختگی، تغییر شکل روکش یا ایجاد نقاط داغ نشانه مشکل است. در چنین شرایطی باید استفاده از کابل متوقف و علت بررسی شود.

چرا کابل انبر جوش داغ می شود؟

داغ شدن کابل انبر جوش ممکن است به دلیل سطح مقطع نامناسب، جریان بالا، آسیب رشته های مسی یا مقاومت زیاد در محل اتصال کابل به انبر باشد. اگر فقط قسمت اتصال گرم می شود، ابتدا وضعیت کابلشو و سطح تماس بررسی شود.

آیا کابل نازک باعث کاهش کیفیت جوشکاری می شود؟

بله. سطح مقطع نامناسب می تواند باعث افزایش مقاومت و افت ولتاژ در مسیر جوشکاری شود. در نتیجه ممکن است ولتاژ موثر در محل قوس کاهش پیدا کند و عملکرد دستگاه تحت تاثیر قرار بگیرد.

آیا کابل مسی کمتر از کابل نامناسب داغ می شود؟

مس به دلیل مقاومت الکتریکی پایین، برای انتقال جریان در کابل های جوشکاری کاربرد دارد. با این حال، جنس مس به تنهایی تضمین کننده عملکرد حرارتی مناسب نیست. سطح مقطع، کیفیت هادی، طول مسیر و چرخه کاری نیز اهمیت دارند.

آیا افزایش طول کابل باعث داغ شدن آن می شود؟

بله. افزایش طول مسیر باعث افزایش مقاومت الکتریکی و افت ولتاژ می شود. اگر سطح مقطع متناسب با طول جدید انتخاب نشده باشد، احتمال افزایش تلفات حرارتی نیز بیشتر خواهد شد.

آیا می توان کابل جوشکاری داغ شده را دوباره استفاده کرد؟

اگر کابل صرفا گرم شده باشد و پس از بررسی مشخص شود که روکش و هادی سالم هستند و علت افزایش دما برطرف شده است، امکان استفاده مجدد وجود دارد. اما کابل دارای روکش سوخته، هادی آسیب دیده یا نقاط داغ مکرر نباید بدون بررسی تخصصی به کار گرفته شود.