مقایسه هزینه جوشکاری لیزری و جوشکاری سنتی: کدام روش به صرفه تر است؟

هزینه جوشکاری فاکتوری کلیدی در انتخاب روش مناسب

هزینه جوشکاری یکی از مهم ترین عواملی است که در انتخاب روش مناسب برای یک پروژه باید در نظر گرفته شود. در این مقاله به مقایسه هزینه جوشکاری لیزری با روش های سنتی جوشکاری مانند TIG MIG/MAG و پلاسما می پردازیم. هدف این است که به شما کمک کنیم تا با درک تفاوت های هزینه ای این روش ها بتوانید بهترین گزینه را از نظر اقتصادی برای نیازهای خود انتخاب کنید.

معرفی روش های جوشکاری: لیزری و سنتی

قبل از مقایسه هزینه ها به طور مختصر به معرفی هر یک از روش های جوشکاری می پردازیم:

جوشکاری لیزری:

در این روش از پرتو لیزر متمرکز و پرانرژی به عنوان منبع حرارتی برای ذوب و اتصال فلزات استفاده می شود. جوشکاری لیزری به دو صورت پیوسته (CW) و پالسی (Pulsed) انجام می شود و می تواند برای اتصال طیف وسیعی از مواد به ویژه فلزات مورد استفاده قرار گیرد.

جوشکاری TIG (Tungsten Inert Gas):

جوشکاری TIG یا جوشکاری قوس تنگستن تحت پوشش گاز محافظ یک روش جوشکاری قوسی است که در آن از یک الکترود تنگستن غیرمصرفی برای ایجاد قوس الکتریکی بین الکترود و قطعه کار استفاده می شود. یک گاز خنثی (معمولاً آرگون) برای محافظت از حوضچه مذاب و الکترود در برابر اکسید شدن و آلودگی های محیطی به کار می رود. در صورت نیاز سیم جوش به صورت دستی به حوضچه مذاب تغذیه می شود.

جوشکاری MIG/MAG (Metal Inert Gas / Metal Active Gas):

جوشکاری MIG/MAG یا جوشکاری قوسی فلز تحت پوشش گاز محافظ یک فرآیند جوشکاری قوسی است که در آن از یک سیم جوش مصرفی به عنوان الکترود استفاده می شود. سیم جوش به طور مداوم از طریق تفنگ جوشکاری تغذیه می شود و قوس الکتریکی بین سیم جوش و قطعه کار ایجاد می شود.

• MIG: در جوشکاری MIG از گاز خنثی (معمولاً آرگون) استفاده می شود و برای جوشکاری فلزات غیر آهنی مانند آلومینیوم مناسب است.
• MAG: در جوشکاری MAG از گاز فعال (معمولاً مخلوطی از آرگون و دی اکسید کربن) استفاده می شود و برای جوشکاری فولاد کربنی مناسب است.

جوشکاری پلاسما (Plasma Arc Welding):

جوشکاری پلاسما یک فرآیند جوشکاری قوسی است که در آن از یک قوس پلاسمای متمرکز برای ذوب و اتصال فلزات استفاده می شود. پلاسما حالت چهارم ماده است (جامد مایع گاز پلاسما) و از گاز یونیزه شده ای تشکیل شده است که دمای بسیار بالایی دارد.

عوامل موثر بر هزینه جوشکاری

هزینه جوشکاری به عوامل مختلفی بستگی دارد که در همه روش ها (چه لیزری و چه سنتی) مشترک هستند. مهم ترین این عوامل عبارتند از:

هزینه تجهیزات (Equipment Cost):

شامل هزینه خرید دستگاه جوشکاری منبع تغذیه تجهیزات جانبی (مانند سیستم خنک کننده سیستم تغذیه گاز محافظ سیستم تغذیه سیم ربات و …) تجهیزات ایمنی و … .

هزینه مواد مصرفی (Consumables Cost):

شامل هزینه الکترود (در TIG) سیم جوش (در MIG/MAG) گاز محافظ نازل لنز (در لیزر) و سایر قطعات مصرفی.

هزینه نیروی انسانی (Labor Cost):

دستمزد اپراتور جوشکار و سایر پرسنل مرتبط (مانند مهندس جوش بازرس جوش و …).

هزینه انرژی (Energy Cost):

هزینه برق مصرفی دستگاه جوشکاری.

هزینه نگهداری و تعمیرات (Maintenance and Repair Cost):

هزینه سرویس های دوره ای تعمیرات احتمالی و تعویض قطعات یدکی.

هزینه آماده سازی قطعات (Preparation Cost):

هزینه تمیزکاری پخ زنی مونتاژ و … قطعات قبل از جوشکاری.

هزینه عملیات پس از جوشکاری (Post-Welding Operations):

هزینه سنگ زنی پرداخت تنش زدایی و … (در صورت نیاز).

هزینه ضایعات و دوباره کاری (Scrap and Rework Cost):

هزینه ناشی از جوش های معیوب و نیاز به دوباره کاری.

هزینه کنترل کیفیت (Quality Control Cost):

بررسی هزینه جوشکاری لیزری

• هزینه اولیه دستگاه: دستگاه های جوش لیزری (به ویژه لیزرهای فایبر) معمولاً گران قیمت هستند.
• هزینه های جاری:
  • برق: مصرف برق دستگاه های لیزر بالا میباشد.
  • گاز محافظ: بسته به نوع گاز و میزان مصرف هزینه متفاوتی دارد.
  • قطعات یدکی: لنز نازل و … (عمر مفید قطعات در لیزرهای فایبر بالاست اما در صورت خرابی هزینه تعویض آن ها قابل توجه است).
  • تعمیر و نگهداری: نیاز به سرویس دوره ای و تعمیرات تخصصی دارد.
• مزایای اقتصادی بلندمدت:
  • سرعت بالا: افزایش بهره وری و کاهش زمان تولید.
  • دقت بالا: کاهش ضایعات و دوباره کاری.
  • کیفیت بالا: کاهش نیاز به عملیات تکمیلی پس از جوش.
  • کاهش نیاز به نیروی انسانی ماهر: در صورت استفاده از سیستم های اتوماتیک و رباتیک.

بررسی هزینه جوشکاری TIG

• هزینه اولیه تجهیزات: متوسط (ارزان تر از لیزر)
• هزینه های جاری:
  • الکترود تنگستن: مصرفی است ولی عمر نسبتا بالایی دارد.
  • گاز محافظ: معمولاً آرگون است که هزینه نسبتا بالایی دارد.
  • سیم جوش: در صورت نیاز
• مزایا و معایب اقتصادی:
  • مزایا: کیفیت جوش بالا مناسب برای فلزات غیر همجنس هزینه تجهیزات کمتر از لیزر.
  • معایب: سرعت جوشکاری پایین نیاز به اپراتور ماهر (هزینه نیروی انسانی بالا) مناسب نبودن برای تولید انبوه.

بررسی هزینه جوشکاری MIG/MAG

• هزینه اولیه تجهیزات: پایین تا متوسط (ارزان تر از TIG و لیزر)
• هزینه های جاری:
  • سیم جوش: مصرفی و هزینه قابل توجه
  • گاز محافظ: CO2 (ارزان) یا مخلوط آرگون و CO2 (گران تر)
• مزایا و معایب اقتصادی:
  • مزایا: سرعت جوشکاری بالا هزینه تجهیزات پایین مناسب برای تولید انبوه و جوشکاری فولاد کربنی.
  • معایب: کیفیت جوش پایین تر از TIG و لیزر ایجاد جرقه و پاشش زیاد (نیاز به تمیزکاری بعد از جوش) نیاز به اپراتور با مهارت متوسط.

بررسی هزینه جوشکاری پلاسما

• هزینه اولیه تجهیزات: بالا (گران تر از TIG و MIG/MAG ولی ارزان تر از لیزر در توان مشابه)
• هزینه های جاری:
  • الکترود و نازل: مصرفی هستند و باید به طور منظم تعویض شوند.
  • گاز پلاسما و گاز محافظ: معمولاً آرگون یا مخلوط آرگون و هیدروژن.
• مزایا و معایب اقتصادی:
  • مزایا: سرعت و کیفیت بالا نفوذ خوب HAZ کمتر نسبت به MIG/MAG مناسب برای اتوماسیون.
  • معایب: هزینه تجهیزات بالا نیاز به اپراتور ماهر پیچیدگی بیشتر نسبت به TIG و MIG/MAG.

مطالب مرتبط: چگونه دستگاه جوش لیزری مناسب کسب و کار خود را پیدا کنیم؟

مقایسه هزینه ها: جوشکاری لیزری در برابر روش های سنتی

فاکتور هزینه	جوشکاری لیزری	جوشکاری TIG	جوشکاری MIG/MAG	جوشکاری پلاسما
تجهیزات	بسیار بالا	بالا	متوسط	بالا
مواد مصرفی	پایین	متوسط	بالا	متوسط
نیروی انسانی	پایین (خودکار)	بالا (ماهر)	متوسط	بالا (ماهر)
انرژی	متوسط تا بالا	متوسط	متوسط	بالا
نگهداری	متوسط	پایین	پایین	متوسط
آماده سازی	پایین	متوسط	پایین	متوسط
عملیات پس از جوش	پایین	متوسط	بالا	متوسط
ضایعات	پایین	متوسط	بالا	متوسط
کنترل کیفیت	پایین	متوسط	متوسط	متوسط

توجه: این جدول یک مقایسه کلی ارائه می دهد و هزینه ها می توانند بسته به عوامل مختلفی مانند نوع و ضخامت ماده پیچیدگی قطعه کار حجم تولید نرخ دستمزد اپراتور و … متفاوت باشند.

محاسبه هزینه تمام شده هر روش:

برای محاسبه دقیق هزینه تمام شده هر روش باید تمام عوامل فوق را در نظر گرفت و برای یک پروژه خاص محاسبات لازم را انجام داد. برای این منظور میتوانید از نرم افزارهای مربوطه استفاده کنید.

نکات مهم در محاسبه و کاهش هزینه های جوشکاری

• انتخاب روش مناسب: با توجه به نوع ماده ضخامت کیفیت مورد نظر و حجم کار بهترین روش جوشکاری را انتخاب کنید.
• بهینه سازی پارامترهای جوشکاری: با تنظیم دقیق پارامترهای جوشکاری (توان لیزر سرعت فاصله کانونی و …) می توانید کیفیت جوش را افزایش و هزینه ها را کاهش دهید.
• استفاده از تجهیزات با کیفیت: استفاده از تجهیزات با کیفیت و اصلی باعث افزایش طول عمر دستگاه و کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری می شود.
• نگهداری صحیح از دستگاه: با نگهداری و سرویس منظم دستگاه می توانید از خرابی های زودرس و هزینه های اضافی جلوگیری کنید.
• آموزش اپراتورها: آموزش صحیح اپراتورها می تواند باعث افزایش بهره وری کاهش ضایعات و کاهش هزینه ها شود.
• استفاده از اتوماسیون: در صورت امکان از سیستم های جوشکاری لیزری رباتیک برای افزایش سرعت و دقت و کاهش هزینه های نیروی انسانی استفاده کنید.

نتیجه گیری: تصمیم گیری آگاهانه بر اساس هزینه و فایده

مقایسه هزینه جوشکاری لیزری با روش های سنتی نیاز به بررسی دقیق عوامل مختلف دارد. اگرچه هزینه اولیه تجهیزات لیزری بالاتر است اما مزایای این روش مانند سرعت بالا دقت بالا کیفیت بالا و کاهش ضایعات می تواند در بلندمدت باعث کاهش هزینه های تولید شود. انتخاب بهترین روش به نیازهای خاص هر پروژه حجم کار نوع مواد و بودجه موجود بستگی دارد. جهت خرید انواع دستگاه های جوش لیزری صنعتی ما شرکت کارا ولدینگ پایا را که به صورت تخصصی در زمینه ارائه و فروش انواع دستگاه های جوش لیزری صنعتی فعالیت می کند را پیشنهاد میکنیم و در صورت نیاز به مشاوره برای خرید دستگاه از طریق «این لینک» میتوانید با کارشناسان خبره این شرکت صحبت نمایید.

 

سوالات متداول:

1. آیا جوشکاری لیزری همیشه از نظر اقتصادی به صرفه تر از روش های سنتی است؟

خیر جوشکاری لیزری همیشه ارزان ترین روش نیست. هزینه اولیه تجهیزات لیزری بالاتر از روش های سنتی است. اما در بلندمدت و در کاربردهایی با حجم بالا دقت و سرعت زیاد می تواند به دلیل کاهش ضایعات عدم نیاز به عملیات تکمیلی و کاهش نیروی انسانی به صرفه تر باشد. باید یک تحلیل هزینه-فایده برای هر پروژه خاص انجام شود.

2. کدام روش جوشکاری برای جوشکاری فلزات نازک مناسب تر است؟

جوشکاری لیزری و TIG به دلیل دقت بالا و کنترل حرارت ورودی برای جوشکاری فلزات نازک مناسب تر هستند. جوشکاری MIG/MAG ممکن است باعث ایجاد اعوجاج و سوراخ شدن فلزات نازک شود.

3. کدام روش جوشکاری برای جوشکاری فولاد ضد زنگ بهتر است؟

جوشکاری لیزری و TIG هر دو برای جوشکاری فولاد ضد زنگ مناسب هستند و جوش های با کیفیتی ایجاد می کنند. انتخاب بین این دو روش به عواملی مانند ضخامت قطعه سرعت مورد نیاز و بودجه بستگی دارد.

4. آیا جوشکاری لیزری به اپراتور ماهرتری نسبت به روش های سنتی نیاز دارد؟

بله به طور کلی کار با دستگاه جوش لیزری نیاز به آموزش و مهارت دارد. اپراتور باید با اصول کار با لیزر تنظیم پارامترهای جوشکاری نکات ایمنی و … آشنا باشد. با این حال با پیشرفت تکنولوژی و اتوماسیون بیشتر کار با دستگاه های جوش لیزری آسان تر شده است.

5. آیا جوشکاری لیزری برای محیط زیست مضر است؟

جوشکاری لیزری در مقایسه با برخی از روش های سنتی آلودگی کمتری ایجاد می کند. با این حال ممکن است دود و گازهای مضر تولید شود که باید با استفاده از سیستم تهویه مناسب از محیط کار خارج شوند. همچنین پرتو لیزر می تواند برای چشم و پوست خطرناک باشد و باید از تجهیزات ایمنی مناسب استفاده شود.