AGA undersöker svetsning med gassparare. Vinst eller förlust?

Under den senaste tiden har intresset för sk gassparare ökat. Funktionen hos dessa är i korthet att minska eller helt eliminera den gaspuff som alltid uppstår när man startar svetsningen och tänder ljusbågen som t ex vid MAG-svetsning. Gaspuffen kan ses som en onödig gasförlust, eftersom den sker vid betydligt högre gasflöden än det som man normalt använder. Frågan är då hur bra dagens gassparare egentligen är och hur mycket man kan ”spara” på gasen?
Vid provsvetsningarna användes en trådelektrod Esab OK 12.51 med 1,0 mm diameter, tillsammans med skyddsgasen MISON 18 (Ar + 18% CO2 + 300 ppm NO, motsvarar grupp M21 enl ISO 14175). Gasflödet ställdes in på 18 l/min.

Mätningarna utfördes i spraybåge och kortbåge. I alla försök var gasförströmning och gasefterströmning 0,5 s. Mätningarna genomfördes för varje gassparare och med en referens utan gassparare. Optimator och Weldflow är mekaniska gassparare, medan Regula anpassar gasflödet efter den aktuella strömstyrkan.

Sammanfattningsvis visade provsvetsningarna följande

Samtliga provade gassparare tar effektivt bort ”gaspuffen” under startförloppet, se figur 1.
Den absolut största effekten fås vid starten. Men en mindre ”besparing” erhålls ibland också vid avslutet.
Alla provade gassparare ger en betydligt långsammare ökning av gasflödet under startförloppet, jämfört med om man svetsar utan gassparare.

Hur mycket gas kan man spara?
Som nämndes tidigare så varierar besparingen (sparad volym gas) beroende på den aktuella svetssituationen. Korta svetstider är gynnsammare än långa, eftersom gaspuffen som man skall spara på kommer i början av svetscykeln.

I exemplet i figur 1 med ca 12 sek. svetstid blir ”besparingen” i skyddsgas mellan 25 – 35 % för de olika gasspararna. Om man ev. har problem med startporer, så behöver man öka förströmmningen av skyddsgas innan ljusbågen tänds.

Om vi tar exemplet i figur 1 och antar att man behöver komma upp i 15 l/min i skyddsgasflöde innan ljusbågen tänds (för att undvika startporer), så betyder det att förströmningstiden utan gassparare blir 0,7 sek. och för de olika gasspararna mellan 2,7 – 4,5 sek.

Det leder till att ”besparingen” i skyddsgas sjunker från de tidigare värdena ned till 12 – 16 %. Vid svetsning med många korta svetsar är besparingspotentialen som störst, men samtidigt ger en ökning av förströmningen störst negativa effekt på svetstiden.

Beroende på den aktuella svetssituationen kan man spara olika mycket på skyddsgasen. Att använda gassparare om man har mycket korta svetstider t ex under 5 sekunder, kan leda till kvalitetsproblem och startporer. Om svetstiden är längre än ca 60 sekunder så blir besparingen mindre än 10%, vilket ligger inom felmarginalen. Gasspararna gör störst nytta vid svetstider mellan 10 – 60 sekunder.

Antag att svetstiden är 20 sekunder, då blir besparingen i gas ca 25%. I normala svetssituationer är gaskostnaden mindre än 5% av totala svetskostanden. Teoretiskt skulle man således kunna spara 1,25% av totala svetskostnaden. Om detta är ett litet tal eller inte beror på den aktuella fallet.

Svetsekonomi
Olika ekonomiska beräkningar, fallstudier och känslighetsberäkningar visar att det finns andra områden som det kan vara betydligt lönsammare att titta närmare på. Besparingarna kan vara betydligt större vid en processoptimering, kanske upp mot 25 – 75% av totala svetskostnaden.

Vid en processoptimering kan man arbeta med följande fyra huvudområden;