Jak připojit vodou chlazený hořák k suché (nejen) MIG/MAG svářečce.

Aktualizováno !

Mnoho svářečů z řad amatérů či menších zámečnických provozů si stále myslí, že vodou chlazené hořáky jsou něco nedostupného, luxusního a pro jejich potřeby i zbytečného. Že tomu tak nemusí být si ukážeme v následujícím článku. Popíšeme si výhody, jaké má vodou chlazený hořák, a jak takový hořák připojit k tzv. "suché" svářečce. Zkrátka jak udělat "ze sucháče vodníka".

Poznámka: všechny dále uváděné možnosti připojení chladící jednotky ke svářečce lze aplikovat také u svářeček TIG/WIG a také u plasmových řezaček, či na chlazení ramen a elektrod stacionárních bodovek. Všechny argumenty hovořící pro vodou chlazený MIG/MAG hořák (vyjma problémů s podáváním drátu) platí úplně stejně i pro vodou chlazené hořáky pro TIG a plasmu!

Proč vodou chlazený hořák?

Vodou chlazené hořáky jsou uzpůsobené tak, aby celým tělesem hořáku mohla protékat chladící kapalina, která z tělesa odebírá teplo a předává jej výměníku v chladící jednotce. Tělesem hořáku rozumíme to, co se obvykle nazývá jako oblouk, trubka hořáku, fajfka apod. Asi nejkurióznější označení, které jsme kdy slyšeli je "zatáčka na céóčko". Snahou výrobců je dostat kapalinu co nejblíže průvlaku (trysce) na drát, zkrátka co nejblíže konci hořáku, který je nejvíce tepelně namáhán. Díky tomu, že těleso je vlastně duté, je podstatně nižší i jeho hmotnost (a to i v případě, že je plné kapaliny). A to je velmi příjemná vlastnost.

Vodou chlazený MIG/MAG hořák do 500A typu Binzel MB 501D.

Kromě tělesa hořáku je také chlazen přívodní svařovací vodič. Tento vodič je uvnitř hadice, kterou protéká kapalina. Díky tomu může být použit podstatně menší průřez vodiče, než by bylo potřeba u klasického plynem chlazeného hořáku. A s menším průřezem souvisí i nižší hmotnost a větší flexibilita (ohebnost) celého hořáku. Tím jsme se dostali k výhodám vodou chlazených hořáků. Jsou zejména tyto:

Nižší hmotnost

viz. výše. Vodou chlazený hořák obsahuje méně mědi a mosazi. A i když je plný vody, jeho hmotnost je nižší než u plynem chlazeného hořáku se stejnými proudovými parametry.

Flexibilita (ohebnost)

protože má vodou chlazený hořák menší průřez svařovacího vodiče, je více flexibilnější - ohebnější a lépe s s ním pracuje, zejména v polohách.

Komfort

díky nižší teplotě, která je navíc stabilní je práce s takovým hořákem komfortnější. Hořák tolik nepálí do ruky a nesálá z něj takové teplo.

Stabilní parametry

stabilní a nižší teplota má vliv i na stabilní parametry hořáku. Tolik se nemění odpor vodiče, takže není nutné neustále dolaďovat svařovací parametry na svářečce. Není zde taková tepelná roztažnost jednotlivých dílů. Drát pak nemá tendenci se zadírat v přehřátém průvlaku, jak to známe z plynech chlazených hořáků při velkých proudech.

Pokud vás tyto výhody přesvědčily a myslíte si, že "vodníka" užijete, pojďte se podívat co se vyrábí a jak se to dá chladit. V ČR se velmi často setkáte s hořáky firem BINZEL (řada MB) a nebo TRAFIMET (řada ERGOPLUS či PRATIX). Tyto řady mají kompatibilní spotřební díly a jedná se prakticky o standard. Tak například TRAFIMET dodává vodou chlazené hořáky řady ERGOPLUS s těmito parametry:

Typ hořáku	100% zatížení v CO2	100% zatížení ve směsi Ar+CO2
ERGOPLUS 240	300 A	270 A
ERGOPLUS 400	400 A	350 A
ERGOPLUS 500	500 A	450 A
ERGOPLUS 600	600 A	550 A

Jak je vidět z technických parametrů, vyplatí se vodou chlazený hořák nasadit už od svařovacího proudu 270 A. Jenže vestavěnou chladící jednotkou jsou vybaveny až svářečky s proudy od cca 400 A výše. Pokud máte stroj cca 250 - 400 A bez chladící jednotky a rádi byste vodou chlazený hořák používali, není jiné cesty než připojit externí (přídavnou) chladící jednotku. Tedy zařízení, které bude hořákem prohánět chladící kapalinu a zároveň ji bude ochlazovat.

POZOR!
Vyvarujte se ale použití vodou chlazeného hořáku na sucho, tedy bez protékající chladící kapaliny! Tím hořák spolehlivě zlikvidujete! Například ERGOPLUS 400 má průřez svařovacího vodiče pouze 16 mm2. A tady si můžete ověřit jak malý proud takový průřez vydrží. Těch 400 A je podmíněno, tím, že je vodič intenzivně chlazen kapalinou. Na sucho takový hořák doslova upečete už při proudech nad 160 A!

Přídavné chladící jednotky tovární výroby.

Skoro každý výrobce svářeček má ve svém programu nějakou tu přídavnou chladící jednotku. Jedná se o jednoduché zařízení sestávající hlavně z elektrického čerpadla, chladiče (výměníku) a zásobníku - nádržky na chladící médium. Dále jednotka obsahuje nějaké ventilátory na ofukování chladiče - výměníku, případně i čerpadla. Čerpadla jsou klasická rotační, ale někdy se setkáme i s čerpadly vibračními (starší stroje Fronius). Vibrační čerpadla ještě potřebují mít v chladícím okruhu zapojen tzv. tlumič vibrací.

Lépe vybavené chladící jednotky obsahují ještě nějaké ochranné prvky pro hlídání průtoku chladící kapaliny. Ono totiž hrozí velké riziko zničení hořáku v případě, že nebude řádně chlazen (viz. výše). Nejčastěji se průtok hlídá pomocí tlakových spínačů. Montuje se spínač pro příliš malý i pro příliš velký tlak. Lze tak hlídat i třeba ucpaný chladící okruh. Není-li tlak chladící kapaliny v nastavených mezích, je jeden z tlakových spínačů sepnutý. Pomocí reléové logiky, či nějaké elektroniky, pak lze blokovat sepnutí svářečky (například blokování sepnutí stykače u MIG/MAG, apod.). Některé chladící jednotky tedy obsahují i výstupní svorky blokovacího kontaktu (obvykle rozpínací kontakt, který se zapojí do série s cívkou stykače MIG/MAG svářečky). Ukázky sériově vyráběných chladících jednotek jsou na následujícím obrázku:

Ukázky chladících jednotek firem Formica a Omicron.

Chladícím médiem je obvykle obyčejná voda, nejlépe destilovaná. Často se do vody přidává technický líh, který jednak zabraňuje zamrznutí, ale hlavně podporuje smáčivost stěn a tudíž výrazně usnadňuje přestup tepla z vnitřní stěny hořáku do vody. To zamrznutí je asi opravdu jen hypotetické, protože kdo by svařoval třeba céóčkem v mrazu, že? Někteří výrobci dodávají různé magické kapaliny tajného složení a z pochopitelných důvodů striktně přikazují uživatelům svých strojů, aby v jejich svářečkách používali jen tu jejich super kapalinu. Ta tajná super kapalina má obvykle složení: 1 litr technického lihu na 5 litrů destilky...

Chladící jednotky většinou mají své vlastní napájení a zapojují se do sítě 230V / 50Hz. Celá jednotka je tak plně autonomní a nemusí být se svářečkou vůbec nijak propojena (pokud nevyužijete možnosti blokování svářečky). Stačí ji pouze postavit na svářečku, nebo vedle svářečky, nebo na nějaký vozík se svářečkou. Zapnout do sítě a připojit hadičky od vodou chlazeného hořáku. Vodou chlazený hořák (jeho hadičky) se připojuje na standartizované rychlospojky. Silová část hořáku je pochopitelně normálně připojena do svářečky.

Chladící jednotku tak můžete připojit k libovolné svářečce a těšit se z výhod vodou chlazeného hořáku. Je jedno, jestli to bude MIG/MAG, TIG/WIG, a nebo Plasma. U strojů MIG/MAG, kde chladící jednotka nalezne asi nejčastější uplatnění, má smysl ji připojit od proudu cca 250 A. U strojů TIG/WIG asi od 200 A a u řezací vzduchové plasmy asi od 100 A. Na tyto proudy se již dodávají vodou chlazené hořáky.

Ukázky dodatečného připojení chladící jednotky ke svářečce.

Na následujících obrázcích jsou ukázky původně "suchých" svářeček s připojenou chladící jednotkou. Nejprve je to céóčko Esab Power Compact 400 s připojenou chladící jednotkou K315W, firmy Kühtreiber. Chladící jednotka zde není jen položena, ale je pevně přišroubována ke svářečce. Vstup a výstup vody je pomocí dodatečných hadic přiveden na rychlospojky, které jsou namontovány vedle centrálního konektoru hořáku. Protože je svářečka napájena z 5-ti vodičové instalace, bylo možné chladící jednotku napájet a spínat přímo ze svářečky. Blokace svářečky při špatném průtoku kapaliny zde není, neboť to chladící jednotka neumožňuje.

ESAB 400 s připojenou chladící jednotkou K315W pro chlazení hořáku.

Na obrázku si povšimněte krátké hadicové propojky, nacvaknuté v rychlospojkách na svářečce, díky níž lze do svářečky připojit suchý hořák, bez rizika poškození běžícího čerpadla chladící jednotky. Tato propojka je nutná v případech, že chladící jednotku nelze zapínat a vypínat samostatně a vždy se zapne se svářečkou.

Druhou ukázkou je svářečka AWECO 280 s připojenou chladící jednotkou CU 609, firmy Elektrotechnické produkty. Zde je jednotka pouze postavena na svářečce. Chladící okruh hořáku je pomocí prodlužovacích hadic připojen přímo do jednotky. Protože CU 609 má tlakové spínače a blokovací kontakt, je pomocí dvoulinky propojena se svářečkou a v případě, že je špatný průtok kapaliny, nelze sepnout stykač svářečky.

AWECO 280 s připojenou chladící jednotkou CU 609 pro chlazení hořáku.

Údržba chladících jednotek.

Údržba chladících jednotek spočívá v občasném vyfoukání stlačeným vzduchem. Zejména žebrování výměníku je nutné udržovat čisté, protože usazený prach značně snižuje účinnost chlazení. Dále je nutné občas vyměnit chladící kapalinu a případně propláchnout (profouknout) celý chladící okruh, aby se zbavil nečistot. Tuto údržbu je nutné provádět jak u přídavných chladících jednotek, tak u vestavěných jednotek bez rozdílu.

Jde to i jinak.

Server Svarinfo má v podtitulku uvedeno svařování prakticky a s nadhledem, takže si ukážeme jak se dá udělat "vodník ze sucháče" i jinak jen s minimálními náklady.

To se třeba vezme plechový kufřík z výprodeje. Dovnitř se zabuduje čerpadlo z vyřazené pračky (1), nádržka ostřikovačů (2) a výměník topení z autovrakoviště (3). Propojí se to běžnými hadicemi z měkčeného PVC, na vstup a výstup se dají originální rychlospojky (4), přivede se tomu síťové napětí a je to. Takto vznikla i amatérská chladící jednotka Iceman, která je využívána pro chlazení MIG i TIG hořáků. Její principiální funkční náčrtek je na následujícím obrázku:

Amatérská chladící jednotka "ICEMAN" - princip.

Jak celá záležitost vypadá (po cca 8-letech příležitostného provozu) se můžete podívat na fotografiích. Náklady na výrobu jsou opravdu zanedbatelné. Pro větší výkony by to chtělo i samostatný ventilátor na ofukování výměníku, ale zde se vystačilo s vrtulkou na motoru čerpadla.

Amatérská chladící jednotka "ICEMAN" - provedení.

Asi nejkurióznější vodní chlazení MAG hořáku bylo před lety k vidění v jedné firmě zabývající se repasemi lžic a radlic bagrů a buldozerů. Při jedné zakázce na velké radlici nastaly problémy s chlazením plynem chlazeného hořáku. Pálil do rukou, zadrhával se drát, prskalo to... Problém bylo nutné řešit ihned a s minimálními náklady. Firma zakoupila vodou chlazený hořák s tím, že si chlazení vyřeší sama.

To řešení spočívalo v zakoupení takového toho nouzového čerpadla na zalévání záhonů pro zahrádkáře. Čerpadlo je určeno pro pohon elektrickou ruční vrtačkou:

Zahrádkářské čerpadlo do ruční elektrické vrtačky.

A tak bylo jednoho dne možno spatřiti, jak se svařuje radlice obřího buldozeru MIG/MAG poloautomatem Compact 325 s hořákem BINZEL MB 401D. Chlazení hořáku obstarávalo zahrádkářské čerpadlo upnuté do sloupové vrtačky. Jako nádržka na vodu a chladič zároveň posloužil větší kbelík s vodou, která se čas od času vyměnila za studenou...

Dlužno poznamenat, že dnes tato firma provozuje několik poloautomatů s vestavěnou (z výroby) chladící jednotkou

Také TIG, Plasma a bodovky.

Všechny výše uvedené možnosti připojení chladící jednotky ke svářečce lze aplikovat také u svářeček TIG/WIG a také u plasmových řezaček, či na chlazení ramen a elektrod stacionárních bodovek. Všechny argumenty hovořící pro vodou chlazený hořák (pro větší proudy) platí úplně stejně i pro vodou chlazené hořáky pro TIG a plasmu.

Aktualizace:

Na následujících obrázcích si můžete prohlédnout další nízkonákladovou (low cost) chladící jednotku. V jakési plastové přepravce z marketu je vestavěno čerpadlo z pračky, kanysřík od destilky a chladič (výměník topení z autovrakoviště). Jednotka slouží pro chlazení hořáku TIG 18 připojeného k populárnímu TIGu 200 AC/DC.

Low cost chladící jednotka.