درگذشته برای جوشکاری آهن‌آلات و دیگر فلزات دستگاه‌هایی تولید می‌شد که از سیم پیچی مس و آلومینیوم ساخته شده بودند. بعضی از این دستگاه‌ها با روغن خنک می‌شدند و برخی دیگر با جریان هوا، اکثر این دستگاه‌ها به دلیل حجم زیاد سیم پیچی و هسته داخلی بسیار سنگین بوده و همین باعث مشکلات زیادی برای حمل و نقل ایجاد می‌کرده است. از دیگر ایرادهای این دستگاه‌ها مصرف زیاد برق بود.
کار کردن با ترانس جوش‌ها درگذشته محدود بوده است بدین معنا که هر مدل ترانس جوش، کار خاص خودش را انجام می‌داد. به‌عنوان‌مثال برای زدن جوش استیل نیاز به ترانس جوشی بود که توانایی جوش دادن استیل را داشته باشد. اما با مرور زمان و پیشرفت علم دستگاه‌های قدیمی جای خود را به اینورترهای امروزی داده است. اینورتر ها نسل جدیدی از دستگاه جوش هستند که دیگر نیازی به سیم پیچی‌های سنگین ندارند.
اینورتر جوشکاری چیست؟
اینورتر به معنای تبدیل‌کننده به طور مستقیم است. بدین معنا که جریان برق ۳۲ آمپر را به‌طور مستقیم، تبدیل به جریان برق ۳۰ الی ۴۰۰ آمپر می‌کند. اینورتر ابزارآلات سبک‌وزنی هستند البته مدل‌های مختلف این دستگاه‌ها، وزن‌های متفاوتی دارند که اغلب از ۱۲۰۰ گرم تا ۱۲ کیلوگرم تشکیل می‌شوند.
اینورترها قادر هستند انواع جوش‌ها را انجام بدهند مانند (چدن، استیل،آهن، خشکه، ارگون، و..) کار کردن با دستگاه‌های اینورتر بسیار ساده و راحت است به طوری که حتی افرادی که تابه‌حال جوشکاری نکرده‌اند نیز، می‌توانند با اینورتر ها به راحتی کار کنند و وسایل خود را جوش بدهند. در تولید دستگاه‌های اینورتر جوشکاری از دو سیستم رایج استفاده می‌شود.
- ماسفت یا ترانزیستور
MOSFET معروف‌ترین ترانزیستور، اثر میدان در مدارهای آنالوگ و دیجیتال می‌باشد. این‌گونه از ترانزیستور اثر میدان نخستین بار در سال ۱۹۲۵ میلادی معرفی شد اما در آن زمان، ساخت و به کارگیری این ترانزیستورها، به علت نبود علم و ابزار و امکانات، با دشواری همراه بود و به همین علت، برای پنج دهه فراموش شدند و از میدانِ پیشرفت‌های الکترونیک برکنار شدند. در آغازِ دههٔ ۷۰، از ماسفت ها برای ساختنِ مدارهای مجتمع استفاده کردند. ماسفت ها به دلیل داشتن پایه‌های جدا دارای عمر طولانی‌تری هستند. - ای جی بی تی
ترانزیستور دو قطبی با درگاه عایق شده یا IGBT، کوتاه شده و جزو نیمه هادی قدرت بوده است که در درجه اول به، عنوان یک سوئیچ الکترونیکی از آن‌ها در دستگاه‌های جدید برای بازده بالا و سوئیچینگ سریع استفاده می‌شود. از این نوع سوئیچ برق در بسیاری از لوازم مدرن از جمله خودروهای برقی، قطار، یخچال‌ها، تردمیل، دستگاه‌های تهویه مطبوع و حتی، سیستم‌های استریو و تقویت‌کننده‌ها استفاده می‌کنند. همچنین در ساخت انواع اینورترها، ترانس های جوش و UPS ها کاربرد دارد.در فرکانس‌های بالای کلید زنی از یک ترانزیستور جهت کنترل سطح ولتاژ DC استفاده می‌شود و با بالا رفتن فرکانس ترانزیستور دیگر خطی عمل نمی‌کند و همچنین نویز مخابراتی شدیدی را با توان بالا تولید می‌کند. به همین علت در فرکانس کلید زنی بالا از المان کم مصرف power MOSFET استفاده می‌کنند. اما با بالا رفتن قدرت، تلفات آن نیز زیاد می‌شود. امروزه المان مدرنی به بازار عرضه شده است که تمامی مزایای ۲ قطعه فوق را دارد و دیگر معایب BJT و POWER MOSFET را ندارد. این قطعه جدید IGBT نام دارد. در طی چندین سال اخیر به علت ارزانی و مزایای این قطعه از آن استفاده‌های زیادی شده است.IGBT ترانزیستور دو قطبی با گیت عایق شده یک نیمه‌هادی جدید و کاملاً صنعتی می‌باشد که از ترکیب ۲ نوع ترانزیستور BJT و MOSFET ساخته‌شده است. به نحوی که از دید ورودی شما یک MOSFET را خواهید دید اما از نظر خروجی یک.BJT BJT ها و MOSFET ها دارای خصوصیاتی هستند که می‌توانند از نقطه نظرهایی یکدیگر را تکمیل کنند.ترانزیستور ای جی بی تی به‌صورت ردیفی در کنار هم در برد دستگاه اینورتر قرار می‌گیرد، به همین دلیل وقتی برد آسیب می‌بیند باید تعداد زیادی از این ترانزیستورها تعویض شوند. ازاین‌رو هزینه تعمیر این نوع اینورتر ها با ترانزیستورهای ای جی بی تی بسیار بالاتر از اینورتر هایی با ترانزیستورهای ماسفت است. البته باید گفته شود قیمت دستگاه‌های اینورتر IGBT ارزان‌تر از اینورترهای MOSFET موجود در بازار است.
مقالات مرتبط: فرایند تعمیر دستگاه اینورتر جوشکاری
تفاوت های ماسفت و ای جی بی تی
یکی از تفاوت های عمده این دو قطعه در نوع عملکرد آن ها است. ماسفت با استفاه از تغییر الکترونیکی عرض کانال، توسط ولتاژ بر روی یک الکترود که بین منبع و تخلیه قرار دارد، کار می کند. ماسفت به کمک یک لایه نازک سیلیکونی عایق می شود و می تواند به دو روش تقویت و تخلیه کار کند. IGBT در اصل یک نوع ماسفت به شمار می رود که قدرت اتصال دو قطبی را با هر دو ترانزیستور یکپارچه، در یک قطعه سیلیکون کنترل می کند.
تفاوت دیگر این دو قطعه در امپدانس ورودی آن ها است. IGBT یک دستگاه دو قطبی همراه با ولتاژ کنترل شده است. امپدانس ورودی این قطعه بسیار بالا است و هم چنین قابلیت کنترل جریان زیاد را نیز دارد. ماسفت ها به علت لایه جداسازی که بین دروازه و کانال دارند، دیگر به هیچ ورودی برای کنترل جریان بار ندارند. این موضوع باعث ایجاد مقاومت آن ها در دروازه می شود.
به طور کلی ماسفت ها بیش تر در معرض تخلیه الکترواستاتیکی قرار دارند. امپدانس ورودی بالای ماسفت، مانع از تخلیه شارژ به صورت کنترل شده می شود. هم چنین اضافات عایق اکسید سیلیکونی، ظرفیت دروازه را کاهش می دهد که باعث آسیب دیدن سنسورها در برابر ولتاژ بسیار بالا می شود. آسیب دیدن سنسورها رفته رفته منجر به آسیب دیدن اجزای داخلی می شود. در حالی که IGBT در برابر اضافه بار و افزایش ولتاژ بسیار مناسب است.
دستگاه جوش ماسفت یا IGBT
در بررسی تفاوت دستگاه جوش ماسفت MOSFET و IGBT لازم است بگوییم هر دو دستگاه دارای مزایا و معایب خاص خود هستند. IGBT مجهز به ساختار پیچیده تری است. به همین دلیل بسیاری از تولیدکنندگان ترغیب می شوند که به جای آی جی بی تی، به تولید ماسفت بپردازند. در واقع هر دو دستگاه شبیه به هم عمل می کنند. ماسفت در فرکانس بالا عملکرد فوق العاده مناسبی دارد اما برای کار با جریان های بالا مناسب نیست و در این حالت IGBT انتخاب مناسب تری است.
