Snížit spotřebu energie při svařování – ale jak?

Když obloukem pravidelně prochází proud o velikosti až 700 ampérů, rychle se ukáže jedna věc: Svařování je energeticky náročný proces. Nabízí se proto otázka: Je možné zde ušetřit energii? Odpověď zní ano. Klíčovou roli přitom hrají energeticky úsporné svařovací přístroje a procesy. Ukážeme vám pět vlastností, které by energeticky úsporný svařovací přístroj měl mít.

Stejně jako mnoho jiných technických procesů má i svařování dopad na životní prostředí: Spotřebovávají se zdroje, jako je energie, ochranný plyn, svařovací drát a různé spotřební díly, a do ovzduší se zároveň uvolňují svařovací zplodiny.

Existuje řada možností, jak při svařování šetřit zdroje, počínaje šetrnou výrobou svařovacích přístrojů, používáním odolných, opravitelných a recyklovatelných zařízení, nasazením multiprocesních přístrojů a konče optimálním využitím spotřebních dílů. Jaké jsou však potenciální úspory ve spotřebě elektrické energie?

V podstatě se dá říci, že pokud jde o energetickou účinnost, hrají klíčovou roli technické vlastnosti použitého svařovacího přístroje. Tedy: Jaké technické vlastnosti musí mít svařovací přístroj, aby svařování bylo maximálně energeticky úsporné?

Invertorová technologie místo starých analogových svařovacích přístrojů

Model Transarc 500 s invertorovou technologií, který byl poprvé uveden na trh v roce 1981, představuje ve vývoji svařovacích přístrojů a svařovacích procesů obrovský skok. Ve srovnání s tehdy hojně používanými a relativně jednoduchými analogovými svařovacími přístroji spotřebují invertorové svařovací přístroje až o třetinu méně energie.

O tom, že jsou invertorové přístroje výrazně energeticky úspornější, svědčí v praxi skutečnost, že se ve srovnání s analogovými přístroji téměř vůbec nezahřívají. To znamená, že většina energie odebírané invertorovými přístroji je skutečně využita ke svařování, zatímco u analogových přístrojů se nezanedbatelná část energie ztrácí ve formě tepla. Dalším důležitým rozlišovacím znakem je to, že invertorové svařovací přístroje mají díky výrazně menšímu svařovacímu transformátoru kompaktnější a lehčí konstrukci, a tudíž jsou mobilnější než analogové svařovací přístroje.

Takže každý, kdo dnes ještě vlastní analogový svařovací přístroj, udělá hodně pro energetickou účinnost už tím, že přejde na invertorovou technologii.

Ne všechny invertorové přístroje jsou stejné

Pokud jde o spotřebu energie, existují mezi jednotlivými invertorovými přístroji měřitelné rozdíly, zejména proto, že přední výrobci svařovacích přístrojů se neustále snaží optimalizovat energetickou účinnost svých výrobků.

Například korekce účiníku v moderních invertorových svařovacích přístrojích pomáhá zvyšovat účinnost. V modelech s účiníkem vyšším než Cos φ 0,95 se téměř veškerá energie odebíraná z elektrické sítě pro svařování využívá právě k tomuto účelu.

V zásadě lze říci, že nejmodernější invertorové přístroje spotřebovávají méně elektřiny než zařízení, která jsou již poněkud technicky zastaralá. Série testů, které společnost Fronius provedla na začátku roku 2024, to může potvrdit: Moderní invertorový model v průmyslovém provozu byl přímo porovnán s invertorovým přístrojem s poněkud starší technologií. Výsledek byl jednoznačný: Starší invertorový svařovací přístroj spotřebuje ročně o 255 kWh více elektřiny.

Z hlediska nákladů na elektrickou energii u jednotlivých přístrojů se to může zdát spíše zanedbatelné. Při nespočtu svařovacích přístrojů používaných po celém světě je však z hlediska celkové spotřeby energie, potřebných kapacit elektráren a zdrojů nutných k výrobě elektřiny rozdíl, zda svařovací přístroj vyžaduje o 255 kWh energie ročně více.

Digitalizace zvyšuje energetickou účinnost

Přestože další vývoj hardwaru zaujímá ve svařovací technice i nadále významnou roli, dochází nyní k významným inovacím v souvislosti se softwarem: Digitální inovace jsou základem nových svařovacích metod a procesů, které zefektivňují svařování a v neposlední řadě mají také vliv na spotřebu energie.

Příkladem je proces CMT vyvinutý společností Fronius, kde CMT znamená Cold Metal Transfer: Vyznačuje se přesně řízeným přívodem proudu, extrémně stabilním obloukem a velmi nízkým vnosem tepla. Tím se minimalizuje deformace základního svařence a snižuje počet zmetků. Všechny tyto faktory přispívají k úspoře energie.

Moderní svařovací procesy = plynulejší svařování = nižší spotřeba energie

Svařovací procesy, které zaručují vyšší rychlost svařování při stejné nebo lepší stabilitě oblouku, mají na spotřebu energie také pozitivní vliv. Dobrým příkladem je svařovací proces PMC (Pulse Multi Control):

Optimalizovaný pulzní oblouk ve srovnání s konvenční variantou umožňuje velmi stabilní oblouk s konstantní, nebo dokonce vyšší kvalitou svaru, o 15–20 % vyšší rychlost svařování a odpovídajícím způsobem snížený energetický vnos do základního materiálu. Technický základ svařovacích procesů, jako je PMC, tvoří především digitální stabilizátory průvaru a délky oblouku.

Chlazení přizpůsobené výkonu

Svařovací hořák většiny vysokovýkonných svařovacích přístrojů MIG/MAG je chlazen pomocí chladicího média, a to bohužel není vždy příliš energeticky efektivní: Chladicí médium v mnoha starších svařovacích přístrojích cirkuluje stále stejnou rychlostí bez ohledu na to, kolik energie je přiváděno do oblouku, a tedy kolik tepla vzniká v přední části svařovacího hořáku.

Chlazení přizpůsobené výkonu znamená, že chlazení je trvale propojeno s aktuální spotřebou energie, a tím i se vznikem tepla na svařovacím hořáku. K chlazení se používá pouze takové množství energie, které je nezbytné pro optimální výsledek svařování. Zamezí se tak zbytečnému chlazení, které je energeticky náročné.

A co mohou dělat přímo svářeči?

Všechny výše uvedené body se týkají technických vlastností, které by měl energeticky úsporný svařovací přístroj mít. Pokud se svářeči rozhodnou pro moderní a energeticky úsporný invertorový přístroj, již tím významně přispívají k úspoře energie.

Kromě toho se doporučuje na přístroji nastavit moderní svařovací procesy, díky kterým lze svařovat jednodušeji, kvalitněji a většinou také energeticky efektivněji. Čím čistěji profesionální svářeči svou práci provádějí, tím méně je třeba přepracování – a tím méně energie se celkově spotřebuje.

Závěr:

Vysoká kvalita svarového spoje a úspora energie při svařování si v ničem neodporují, naopak jdou ruku v ruce. Svářeči, kteří pomocí moderních svařovacích přístrojů vytvářejí vysoce kvalitní svarové spoje efektivně, prakticky bez rozstřiku a s úsporou času, odvádějí nejen vynikající práci. Chovají se také udržitelně v ekologickém a ekonomickém smyslu – jednoduše tím, že využívají energii a naše přírodní zdroje co nejefektivněji a nejšetrněji.

Chcete se o svařování šetřícím zdroje dozvědět více? Příspěvky Svařování a udržitelnost: Jak to jde dohromady? a Udržitelnost ve společnosti Fronius: Co podnikáme? vám poskytnou další informace. A pokud chcete zjistit, jak váš svařovací přístroj může stárnout pomaleji, doporučujeme článek Osm tipů proti stárnutí vašeho svařovacího přístroje. Přejeme příjemné čtení!