Moderní svařovací pracoviště dnes běžně kombinují výkonové zdroje pro MIG/MAG, TIG, obalenou elektrodu (MMA) nebo plazmové a laserové svařování s citlivou elektronikou – CNC stroji, robotickými pracovišti, měřicí technikou, PLC systémy nebo počítačovými sítěmi. S rostoucí mírou automatizace tak nabývá na významu téma elektromagnetické kompatibility (EMC).
Nevhodně řešené uzemnění, dlouhé kabely nebo neodborná instalace zdrojů mohou způsobit nestabilitu oblouku, poruchy řídicích systémů, výpadky komunikace nebo dokonce poškození elektronických komponent.
Co je elektromagnetická kompatibilita (EMC)
Elektromagnetická kompatibilita je schopnost elektrického zařízení pracovat správně ve svém elektromagnetickém prostředí, aniž by samo vytvářelo nepřijatelné rušení jiných zařízení.
Svařovací zdroje – zejména invertorové – jsou z principu silnými zdroji elektromagnetického rušení. Při svařování vznikají:
-
prudké změny proudu a napětí,
-
vysokofrekvenční složky (např. HF zapalování u TIG),
-
rychlé spínání výkonových polovodičů,
-
elektromagnetické pole kolem svařovacích kabelů.
Procesy jako pulzní MIG/MAG nebo TIG s vysokofrekvenčním zapalováním oblouku generují široké spektrum elektromagnetických emisí. Ty se mohou šířit:
-
Vedením (konduktivně) – po napájecí síti nebo ochranném vodiči.
-
Vyzařováním (radiací) – do okolního prostoru.
-
Indukcí – do blízkých kabelových tras.
Normy pro svařovací zařízení stanovují limity emisí i požadavky na odolnost vůči rušení. V praxi však rozhoduje především správná instalace zařízení na konkrétním pracovišti.
Správné uzemnění jako základ prevence
Nejčastější příčinou problémů s EMC v dílnách bývá nesprávné uzemnění nebo nevhodné proudové smyčky.
1. Ochranný vodič a připojení zdroje
Svařovací zdroj musí být připojen k napájecí síti s funkčním ochranným vodičem (PE). Přerušení nebo poddimenzování ochranného vodiče může vést nejen k bezpečnostnímu riziku, ale i k vyšší úrovni rušení.
2. Uzemnění svařovaného dílu
Zemnicí svorka (zpětný vodič) má být:
-
připojena co nejblíže místu svařování,
-
na čistém, vodivém povrchu,
-
s dostatečným kontaktem.
Dlouhá proudová smyčka mezi hořákem a zemnicí svorkou zvyšuje indukované napětí a elektromagnetické pole. U robotických pracovišť je nutné zamezit průchodu svařovacího proudu přes ložiska, lineární vedení nebo konstrukční části strojů.
3. Vyrovnání potenciálů
Ve větších provozech je vhodné řešit centrální systém vyrovnání potenciálů. Kovové konstrukce, stoly, přípravky a rámy strojů by měly být vodivě propojeny, aby se zabránilo vzniku bludných proudů.
Vliv dlouhých kabelů na úroveň rušení
Délka a uspořádání kabelů má zásadní vliv na elektromagnetické pole v okolí pracoviště.
Svařovací kabely
-
Čím delší kabel, tím větší indukčnost a vyšší vyzařování.
-
Doporučuje se používat nejkratší možnou délku.
-
Kabel hořáku a zpětný kabel by měly být vedeny těsně u sebe (minimalizace smyčky).
Oddělené a vzdálené vedení těchto kabelů zvyšuje velikost magnetického pole a možnost indukce rušení do dalších vedení.
Napájecí a datové kabely
Napájecí kabely svařovacích zdrojů by neměly být vedeny souběžně s:
-
datovými kabely (Ethernet, Profibus, Profinet),
-
kabely snímačů a analogových signálů,
-
vedením měřicí techniky.
Pokud se kříží, měly by se křížit pod pravým úhlem. V citlivých aplikacích se používají stíněné kabely a oddělené kabelové trasy.
Specifická rizika u moderních technologií
TIG s HF zapalováním
Vysokofrekvenční zapalování oblouku je významným zdrojem rušení. U pracovišť s citlivou elektronikou je vhodné:
-
minimalizovat délku kabelů,
-
zajistit kvalitní uzemnění,
-
zvážit použití lift-arc zapalování místo HF tam, kde je to technologicky možné.
Pulzní MIG/MAG
Pulzní režim pracuje s rychlými změnami proudu. Nekvalitní uzemnění nebo dlouhé kabely mohou vést k nestabilitě komunikace robotů nebo senzoriky.
Laserové a hybridní svařování
V kombinaci s výkonnými zdroji a řízením CNC je EMC otázkou systémového řešení celé linky – od rozvaděčů po konstrukci rámů.
Doporučení pro dílny a provozy
-
Instalaci svařovací techniky svěřte kvalifikovanému elektrotechnikovi.
-
Používejte zdroje splňující platné EMC normy.
-
Minimalizujte délku svařovacích kabelů a zmenšujte proudové smyčky.
-
Oddělujte výkonové a datové trasy.
-
Pravidelně kontrolujte stav uzemnění a kontaktních spojů.
-
Při problémech měřte rušení systematicky – často je příčinou kombinace více faktorů.
-
U robotických pracovišť řešte EMC už ve fázi projektu, nikoli až po instalaci.
Elektromagnetická kompatibilita při svařování není pouze otázkou splnění normy, ale především správné praxe v dílně. Výkonné invertorové zdroje, pulzní režimy, HF zapalování nebo automatizovaná pracoviště zvyšují nároky na instalaci.
Správné uzemnění, minimalizace délky kabelů a systematický přístup k vedení výkonových a datových tras jsou klíčem k bezproblémovému provozu. V prostředí moderní výroby, kde se svařování prolíná s elektronikou a digitalizací, je EMC nedílnou součástí technologické kvality.
Ilustrační obrázek byl generován pomocí nástroje ChatGPT (OpenAI). Obrázek slouží pouze k vizuální ilustraci a nemusí zobrazovat skutečné produkt