ในภาคอุตสาหกรรม พลังงานคือต้นทุนการผลิตอันดับต้น ๆ ที่ผู้บริหารและวิศวกรต้องควบคุมและให้ความสำคัญ หลายครั้งที่โรงงานพบว่าค่าไฟพุ่งสูงขึ้นผิดปกติ หรือเครื่องจักรหยุดชะงัก (Downtime) โดยไม่ทราบสาเหตุ ความจริงแล้วต้นตออาจมาจาก เครื่องเชื่อมไฟฟ้าที่ไม่มีประสิทธิภาพ หรือระบบจัดการไฟหน้างานที่ไม่รองรับงานหนัก

บทความนี้ KOVET จะพาไปเจาะลึกว่าทำไมเครื่องเชื่อมไฟฟ้าบางรุ่นถึงกลายเป็นตัวการกินไฟ และเราจะแก้ปัญหาระบบไฟในโรงงานอย่างมือโปรได้อย่างไร?

ทำไมค่า Efficiency ในเครื่องเชื่อมไฟฟ้า ถึงเป็นกุญแจสำคัญของงานเชื่อมในภาคอุตสาหกรรม?

• ค่าประสิทธิภาพ (Efficiency)

ค่า Efficiency ในเครื่องเชื่อมไฟฟ้า (มักใช้สัญลักษณ์ตัวหนอนคล้ายกับตัว n) คือตัวเลขที่บอกว่า เครื่องเชื่อมไฟฟ้า เครื่องนี้สามารถเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าที่ดึงมาจากปลั๊ก ให้กลายเป็นพลังงานความร้อนที่ปลายลวดเชื่อมได้เต็มเม็ดเต็มหน่วยแค่ไหน ซึ่งผู้ใช้งานทุกคนต้องทราบก่อนว่า ในกระบวนการทำงานของเครื่องเชื่อมไฟฟ้า จะมีการสูญเสียพลังงาน (Energy Loss) เกิดขึ้นเสมอในรูปแบบของความร้อนที่ตัวเครื่อง พัดลมระบายอากาศ และระบบวงจรภายใน จึงจำเป็นต้องมีการระบุค่าประสิทธิภาพไว้ เพื่อให้ผู้ใช้งานทราบอย่างเหมาะสม

เปรียบเทียบง่าย ๆ คือเครื่องเชื่อมที่มี Efficiency 85 เปอร์เซ็นต์ (0.85) หมายความว่าคุณจ่ายไฟไป 100 หน่วย เครื่องเอาไปเชื่อมงานจริงได้ 85 หน่วย อีก 15 หน่วยกลายเป็นความร้อนทิ้งไปเฉย ๆ  ยิ่งเครื่องเชื่อมไฟฟ้ามีค่า Efficiency สูง เครื่องจะยิ่งระบายความร้อนน้อยลง ทนทานขึ้น และประหยัดไฟบ้านคุณมากขึ้น ดังนั้นในเชิงอุตสาหกรรม เครื่องเชื่อมไฟฟ้าระบบอินเวอร์เตอร์รุ่นใหม่ที่มีประสิทธิภาพ 85 ถึง 90 เปอร์เซ็นต์ขึ้นไป จะลดการสูญเสียพลังงานในรูปของความร้อนทิ้งได้มหาศาล เมื่อเทียบกับระบบหม้อแปลงรุ่นเก่าที่สูญเสียพลังงานทิ้งไปกว่า 40 ถึง 50 เปอร์เซ็นต์ การเปลี่ยนมาใช้เครื่องประสิทธิภาพสูงจึงช่วยลดค่าไฟฟ้าเฉลี่ยต่อเดือนได้อย่างเห็นได้ชัด

• ค่าเพาเวอร์แฟกเตอร์ (Power Factor)

ค่า Power Factor (PF) ในเครื่องเชื่อมไฟฟ้า คือค่าทางไฟฟ้าที่บอกว่า เครื่องเชื่อมไฟฟ้าดึงกระแสไฟมาใช้ได้อย่างมีประสิทธิภาพเพียงใด ค่านี้จะมีค่าตั้งแต่ 0 ถึง 1.0 เพราะโดยหลักการทำงานแล้ว ในระบบไฟฟ้ากระแสสลับ แรงดัน (Voltage) และกระแส (Current) ควรจะเดินทางไปพร้อม ๆ กันเพื่อให้เกิดงานสูงสุด แต่ในเครื่องเชื่อมไฟฟ้าบางรุ่น จะมีความเหลื่อมล้ำกันทำให้เกิดกำลังไฟส่วนเกิน (Reactive Power) ที่มิเตอร์ไฟอ่านค่าแต่ไม่ได้สร้างงานจริง ซึ่งค่า Power Factor จะมีความสำคัญอย่างมากในกลุ่มผู้ใช้งานที่ต้องการใช้งานเครื่องอย่างคุ้มค่าที่สุด เพราะเครื่องเชื่อมไฟฟ้าที่มีค่า PF สูง (เช่น 0.9 ขึ้นไป) จะดึงกระแสแอมป์จากปลั๊กน้อยลงในขณะที่ให้กำลังเชื่อมเท่าเดิม ทำให้สายไฟไม่ร้อนและลดความเสี่ยงปลั๊กละลาย

อีกทั้งหากค่า PF ต่ำ เครื่องเชื่อมไฟฟ้าจะดึงกระแส (Amp) สูงผิดปกติ ทำให้เบรกเกอร์ตัดบ่อย ทั้งที่ดูเหมือนเราไม่ได้ปรับไฟแรง ซึ่งถือเป็นการถนอมและรักษาเบรกเกอร์ไปด้วย ซึ่งสำหรับโรงงานขนาดใหญ่ค่านี้จะมีผลต่อต้นทุนการผลิตอย่างมาก เพราะจะเป็นตัวชี้วัดว่าคุณจะต้องเสียค่าปรับจากการไฟฟ้าหรือไม่ หากโรงงานอุตสาหกรรมไหนมีอุปกรณ์ที่ดึงกระแสไฟไร้ผล (Reactive Power) เข้าสู่ระบบมากเกินไปก็จะยิ่งมีโอกาสเสียค่าปรับ Power Factor มากเท่านั้น ดังนั้นการเลือกเครื่องเชื่อมไฟฟ้า ที่มีค่า PF สูง (ใกล้เคียง 1.0) จึงเป็นอีกหนึ่งทางเลือกที่จะช่วยลดภาระของหม้อแปลงไฟฟ้าโรงงาน ลดความร้อนในสายไฟ และช่วยให้ไม่ต้องเสียค่าปรับส่วนเกินให้กับการไฟฟ้าได้

วิเคราะห์ต้นตอ: ทำไมเครื่องเชื่อมไฟฟ้าบางรุ่นถึงกินไฟมหาศาล?

ในสเกลการผลิตขนาดใหญ่ การกินไฟไม่ได้หมายถึงแค่หน่วยไฟฟ้าที่ใช้เชื่อม แต่รวมถึงพลังงานที่สูญเสียไปเปล่า ๆ (Losses) ซึ่งเกิดจาก 3 ปัจจัยหลัก ดังนี้

• การสูญเสียในสภาวะสแตนด์บาย (Idle State Losses)

ในอุตสาหกรรม เครื่องเชื่อมไฟฟ้ามักจะถูกเปิดทิ้งไว้ตลอดทั้งกะการทำงาน เครื่องเชื่อมไฟฟ้าระบบเก่า (หม้อแปลง) จะมีการดึงไฟตลอดเวลาเพื่อเลี้ยงสนามแม่เหล็กในแกนเหล็ก แม้จะไม่ได้ทำการเชื่อมก็ตาม ต่างจากเครื่องเชื่อมไฟฟ้าระบบอินเวอร์เตอร์สมัยใหม่ที่มีระบบจัดการพลังงานอัจฉริยะ ซึ่งช่วยลดการกินไฟในช่วงพักงานได้มากกว่า 30 ถึง 50 เปอร์เซ็นต์

• ค่า Power Factor (PF) ที่ต่ำกว่ามาตรฐาน

เครื่องเชื่อมไฟฟ้าเกรดต่ำมักมีค่า PF อยู่ในช่วง 0.6 ถึง 0.7 หมายความว่าเครื่องดึงกระแสไฟเสมือน (Reactive Power) เข้ามาในระบบมากเกินไป พลังงานส่วนนี้ไม่ได้ถูกนำไปใช้เชื่อมจริง แต่ทำให้สายไฟร้อนและหม้อแปลงโรงงานทำงานหนัก ที่สำคัญ โรงงานอาจต้องเสียค่าปรับ Power Factor ให้กับการไฟฟ้าหากค่าเฉลี่ยของโรงงานต่ำกว่า 0.85 อีกด้วย

• ความร้อนสะสมและการระบายอากาศที่ไม่ดึ

เมื่อเครื่องเชื่อมไฟฟ้ามีความร้อนสูงจากประสิทธิภาพการแปลงไฟ (Efficiency) ที่ต่ำ วงจรภายในจะมีความต้านทานสูงขึ้น ทำให้เครื่องเชื่อมไฟฟ้าต้องดึงไฟมากขึ้นเพื่อรักษาแรงดันอาร์คให้คงที่ เป็นวงจรการกินไฟที่เพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิการใช้งาน

Checklist: ตรวจสอบระบบไฟฟ้าก่อนติดตั้งเครื่องเชื่อมไฟฟ้าอุตสาหกรรม

ก่อนที่คุณจะเริ่มเดินเครื่องเชื่อมไฟฟ้าใหม่ในไลน์ผลิต การตรวจสอบสภาพแวดล้อมทางไฟฟ้าจะช่วยป้องกันความเสียหายต่อแผงวงจรและเพิ่มความปลอดภัยให้กับผู้ปฏิบัติงาน นี่คือสิ่งที่วิศวกรและหัวหน้าช่างต้องตรวจสอบ

• ตรวจสอบระบบจ่ายไฟ (Power Supply)

• ขนาดมิเตอร์ไฟฟ้า: มั่นใจว่ามิเตอร์ไฟฟ้าหรือหม้อแปลงของโรงงานมีกำลังสำรองเพียงพอเมื่อเครื่องเชื่อมไฟฟ้าทำงานที่กระแสสูงสุด (Peak Current)

• แรงดันไฟฟ้า (Voltage): ตรวจเช็กว่าไฟขาเข้าสม่ำเสมอที่ 220V (Single Phase) หรือ 380V (3 Phase) และมีค่าเบี่ยงเบนไม่เกินบวกลบ 10 เปอร์เซ็นต์

• ระบบสายดิน (Grounding): ต้องมีระบบสายดินที่แยกออกจากโครงสร้างอาคาร และมีความต้านทานดินไม่เกิน 5 โอห์ม เพื่อการระบายกระแสรั่วและสัญญาณรบกวน

• ตรวจสอบอุปกรณ์ป้องกันและส่งกำลัง (Protection & Wiring)

• ขนาดของเบรกเกอร์ (Circuit Breaker): เลือกใช้เบรกเกอร์ที่มีค่าแอมป์สอดคล้องกับค่าพิกัดกระแสใช้งานสูงสุดที่ปรับตั้งได้ (Maximum setting current) ที่ระบุหลังเครื่องเชื่อมไฟฟ้า (แนะนำให้ใช้ประเภท Type C หรือ D เพื่อรองรับกระแสกระชากขณะสตาร์ท)

• ขนาดสายไฟเมน (Input Cable): ตรวจสอบหน้าตัดสายไฟให้สัมพันธ์กับระยะทางและความแรงของเครื่องเชื่อมไฟฟ้า เพื่อป้องกันปัญหาแรงดันตก (Voltage Drop)

• ความแน่นของจุดต่อ (Connections): จุดเชื่อมต่อไฟฟ้าทุกจุดต้องแน่นหนา ไม่หลวม เพราะจุดที่หลวมจะเกิดความร้อนสูงจนเกิดไฟไหม้หรือวงจรภายในเครื่องเสียหายได้

• สภาพแวดล้อมและความปลอดภัย (Environment & Safety)

• การระบายอากาศ: พื้นที่ติดตั้งใช้งานเครื่องเชื่อมไฟฟ้าต้องมีอากาศถ่ายเทสะดวก ไม่มีสิ่งกีดขวางทางลมเข้าออกของพัดลมระบายความร้อนหลังเครื่อง

• ความชื้นและฝุ่นละออง: พื้นที่เชื่อมต้องแห้ง ไม่มีความชื้นแฉะ และอยู่ห่างจากบริเวณที่มีฝุ่นเหล็กหนาแน่น (หากหลีกเลี่ยงไม่ได้ ควรเลือกเครื่องที่มีมาตรฐาน IP23 หรือสูงกว่า)

• ระบบป้องกันไฟกระชาก (Surge Protector): สำหรับโรงงานที่มีเครื่องจักรใหญ่ทำงานร่วมด้วย ควรมีการติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากที่ตู้ย่อยเพื่อถนอมแผงวงจรอินเวอร์เตอร์

สรุป

แนวทางการเลือกเครื่องเชื่อมไฟฟ้าสำหรับงานอุตสาหกรรมในปัจจุบัน จึงไม่ใช่เพียงการมองหาเครื่องที่เชื่อมติด หรือแนวเชื่อมสวยเพียงเท่านั้น แต่คือการเลือกเครื่องเชื่อมไฟฟ้าที่มีเสถียรภาพทางพลังงานสูงที่สุด เครื่องเชื่อมที่มีค่า Efficiency มากกว่า 85 เปอร์เซ็นต์ และค่า Power Factor มากกว่า 0.9 พร้อมระบบ PFC คือคำตอบที่ช่วยลดค่าไฟ ลดงานเสีย และยืดอายุการใช้งานเครื่องจักรให้นานนับสิบปี เป็นการลงทุนที่คืนทุนเร็วที่สุดสำหรับผู้ประกอบการยุคใหม่

สำหรับท่านใดที่กำลังมองหาเครื่องเชื่อมไฟฟ้าคุณภาพสูงสำหรับใช้ในงานเชื่อมอุตสาหกรรม ราคาถูกแต่คงมาตรฐานในระดับสูง แนะนำให้เลือกซื้อสินค้ากับแบรนด์ KOVET เพราะมีสินค้าที่ใช้ในงานเชื่อมให้เลือกหลากหลายประเภท รับประกันงานคุณภาพ สนใจสอบถามข้อมูลเพิ่มเติมได้