വെൽഡിംഗ് സാങ്കേതികതയുടെ അടിസ്ഥാനങ്ങൾ
വെൽഡിംഗ് എന്നത് ഒരേ അല്ലെങ്കിൽ സമാന ഘടനയുള്ള ലോഹങ്ങളെ ചൂടിന്റെ പ്രവർത്തനത്തിലൂടെ, ഒരേ അല്ലെങ്കിൽ സമാന ലോഹം ചേർത്തോ ചേർക്കാതെയോ, തമ്മിൽ ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന പ്രക്രിയയാണ്. വെൽഡിംഗിലൂടെ ഭാഗങ്ങൾ വേർപെടുത്താൻ കഴിയാത്ത വിധത്തിൽ തമ്മിൽ ബന്ധിപ്പിക്കപ്പെടുന്നതിനാൽ ഒരൊറ്റ സമഗ്ര രൂപം ഉണ്ടാകുന്നു. നല്ല വെൽഡിംഗിന് അന്തർനിഹിതമായ ബന്ധം ആവശ്യമാണ്; അത് വെൽഡിംഗ് സ്ഥാനത്ത് അടിസ്ഥാന വസ്തുവും ഉരുകുമ്പോഴേ ലഭ്യമാകൂ (ഉരുക്ക് മേഖല).
ഇലക്ട്രിക് ആർക്ക് വെൽഡിംഗ്
സ്റ്റീൽ ഘടനകളിൽ പ്രധാനമായി പരിഗണിക്കുന്നത് ആർക്ക് വെൽഡിംഗാണ്, അതിൽ ആവശ്യമായ ചൂട് വൈദ്യുത ജ്വാലാഘാതത്തിലൂടെ ലഭിക്കുന്നു. ജ്വാലാഘാതം അടിസ്ഥാന ഭാഗത്തും അങ്ങനെ വിളിക്കുന്ന ഇലക്ട്രോഡും തമ്മിൽ രൂപപ്പെടുന്നു; ഈ ഇലക്ട്രോഡ് ഉരുകി അധിക വസ്തു നൽകുന്നു. ചേർക്കുന്ന വസ്തുവിന്റെ (ഇലക്ട്രോഡിന്റെ) ശരിയായ തിരഞ്ഞെടുപ്പാണ് വെൽഡുചെയ്ത ബന്ധത്തിന്റെ ഗുണങ്ങളെ ഏറ്റവും കൂടുതൽ സ്വാധീനിക്കുന്നത്. ഇലക്ട്രോഡുകൾ തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നത് വെൽഡ് ചെയ്യേണ്ട അടിസ്ഥാന വസ്തുവിന്റെ സ്വഭാവിക ശക്തികളനുസരിച്ചാണ്. ഇലക്ട്രോഡുകളുടെ തിരഞ്ഞെടുപ്പും വെൽഡിംഗ് നിബന്ധനകളുടെ നിശ്ചയവും വിദഗ്ധ അറിവ് ആവശ്യപ്പെടുന്നതുകൊണ്ട്, പ്രത്യേക പരിശീലനം ലഭിച്ച “വെൽഡിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയിലെ വിദഗ്ധ എഞ്ചിനിയർമാർ” എന്ന സ്ഥാപനമുണ്ടാക്കി; അവരുടെ ചുമതലകളിൽ വെൽഡിംഗ് ജോലികൾ മേൽനോട്ടം വഹിക്കുന്നതും വെൽഡർമാരുടെ സർട്ടിഫിക്കേഷനുകൾ ഇടവിട്ടു പുതുക്കുന്നതും ഉൾപ്പെടുന്നു.
വാതക വെൽഡിംഗും കട്ടിംഗും
ഗ്യാസ് വെൽഡിംഗിൽ ആവശ്യമായ ചൂട് വാതകം കത്തിക്കുന്നതിലൂടെ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നു, അതിലൂടെ അടിസ്ഥാനവും കൂട്ടിച്ചേർക്കുന്ന വസ്തുവും ഉരുകുന്നു. കൂടുതൽ പ്രധാനപ്പെട്ടത് മുറിക്കൽ ആണ്. മുറിക്കൽ ടോർച്ച് ൽ, വെൽഡിംഗിനിടയിലേതുപോലെ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ചൂട് നാളത്തിനൊപ്പം, ഓക്സിജനിനായി മറ്റൊരു മുറിക്കൽ നാളവും ഉണ്ട്. ചൂടുള്ള ജ്വാലയിൽ ചൂടാക്കിയ ഉരുക്ക് കത്തിച്ച് ഓക്സിജൻ പ്രവാഹം കൊണ്ട് ഊതിക്കളയുന്നു. മുറിക്കൽ കൂടുതൽ പ്രോസസ്സിംഗ് ആവശ്യമില്ലാതെ പല സ്റ്റീൽ ഘടനാ ആവശ്യങ്ങൾക്കുമതി ആയ മൃദുവും കൃത്യവുമായ ഉപരിതലങ്ങൾ നൽകുന്നു.
വെൽഡുചെയ്യാവുന്ന സ്വഭാവം
വെൽഡുചെയ്ത ജോയിന്റുകൾ വിലയിരുത്തുമ്പോൾ, വെൽഡിംഗ് പ്രക്രിയയുടെ സമയത്ത് ചേർക്കുന്ന വസ്തുവിന്റെയും അടിസ്ഥാന വസ്തുവിന്റെയും ഘടന ഗണ്യമായി മാറാൻ സാധ്യതയുണ്ടെന്ന് കണക്കിലെടുക്കണം. ഘടനയിലെ മാറ്റത്തിനും വലിയ പ്രാധാന്യമുണ്ട് – ഉരുകിയ സീവും മാറ്റമില്ലാത്ത അടിസ്ഥാന വസ്തുവും തമ്മിൽ, ചൂട് സ്വാധീനത്തിന്റെ അളവിനെ ആശ്രയിച്ച്, വ്യത്യസ്ത ഘടനകളും അതനുസരിച്ച് വ്യത്യസ്ത ഗുണങ്ങളുമുള്ള മേഖലകൾ ഉണ്ടാകും. സീമിനോടു ചേർന്ന് അടിസ്ഥാന വസ്തു ഉരുകിയിരുന്ന പ്രദേശം (ഉണക്കൽ മേഖല) സ്ഥിതിചെയ്യുന്നു, അവിടെയാണ് വെൽഡിംഗ് മേഖലയെയും അടിസ്ഥാന വസ്തുവിനെയും തമ്മിൽ സംയോജിപ്പിക്കുന്നത്. ചുറ്റുമുള്ള വസ്തുവിന്റെ മേഖലയിലും ഇനിയും ശക്തമായി ചൂടേറിയിരിക്കുന്നു, എങ്കിലും അവിടെ ഉരുകൽ ബിന്ദു ഇനി എത്തിച്ചേരുന്നില്ല. ഈ അതിചൂടേറ്റ മേഖലയിൽ ഘടനയിൽ വലിയ മാറ്റങ്ങൾ സംഭവിക്കുന്നു, അതിനാൽ പലപ്പോഴും മുഴുവൻ വെൽഡുചെയ്ത ജോയിന്റിന്റെ ഗുണങ്ങൾ നിർണ്ണയിക്കുന്നത് അതാണ്.
സീം വിള്ളൽ എന്നു പറയുന്നത് സീമിൽ വിള്ളലുകൾ ഉണ്ടാകുന്നതിനെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു; ഇവ വേൽഡിംഗിനു ശേഷം ഉടൻ തന്നെ, ഇനിയും ഉയർന്ന താപനിലയുള്ളപ്പോൾ, അല്ലെങ്കിൽ നീല ചൂട് മേഖലയിലുളള തണുപ്പിക്കലിനിടയിൽ മാത്രമോ (ഏകദേശം 300oC-ൽ) ഉണ്ടാകാം. വിള്ളൽ രൂപപ്പെടുന്നത് പ്രധാനമായും ഇലക്ട്രോഡുകളുടെ സ്വഭാവമാണ്; ഇത് ഏകദേശം മുഴുവനായും പൊതിഞ്ഞ ഇലക്ട്രോഡുകളിൽ മാത്രമാണ് കാണപ്പെടുന്നത്, അവ തന്നെയാണ് സ്റ്റീൽ ഘടനകൾക്ക് ഏറെ പ്രസക്തമായത്. വിള്ളലുകൾ ഉണ്ടാകാൻ രണ്ട് വ്യവസ്ഥകൾ പാലിക്കപ്പെട്ടിരിക്കണം: വേൽഡിംഗ് പ്രക്രിയയാലോ മറ്റ് പുറം സ്വാധീനങ്ങളാലോ ഉണ്ടാകുന്ന ഉയർന്ന സമ്മർദ്ദങ്ങൾ, കൂടാതെ വസ്തുവിന്റെ കാഠിന്യം വർധിക്കൽ.
മറ്റുള്ള ലോഹപരമായ മാറ്റങ്ങൾക്കൊപ്പം, വസ്തുവിന്റെ ഘടനയിലും ഘടനയിലും ഉണ്ടാകുന്ന മാറ്റങ്ങൾക്കുപുറമേ, ഭൗതിക പ്രക്രിയകളും പ്രധാനമാണ്; വെൽഡിംഗ് സമയത്ത് വസ്തുവിലേക്ക് കൊണ്ടുവരുന്ന വലിയ താപ അളവുകളും അതിനാൽ കൈവരുന്ന ഉയർന്ന താപനിലകളും ഇതുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. ചൂടാക്കൽ ഒരുപോലെ നടക്കുന്നതല്ല, മറിച്ച് അതിയായി പരിമിതമായ പ്രദേശങ്ങളിലേ നടക്കൂ. ചൂടാക്കലുമായി ബന്ധപ്പെട്ട താപ വികാസം ചൂടേറ്റ മേഖലയെ ചൂടില്ലാത്ത വസ്തു അകത്തെ സമ്മർദ്ദത്തിലൂടെ തടയുന്നതിനാൽ തടസ്സപ്പെടുന്നു. കൂടാതെ ബാഹ്യ സമ്മർദ്ദവും ഉണ്ടാകുന്നു, കാരണം വെൽഡിംഗ് സമയത്ത് ഭാഗങ്ങൾ ശക്തമായി കെട്ടിപ്പിടിക്കേണ്ടതുണ്ട്; അതിനാൽ ചൂടാക്കലിൽ പ്ലാസ്റ്റിക് ചുരുക്കങ്ങൾ ഉണ്ടാകുന്നു. തണുപ്പിക്കുന്ന സമയത്ത് സീവും അതിന്റെ പരിസരവും ഏറ്റവും ശക്തമായി ചുരുങ്ങുന്നു (ചുരുങ്ങൽ). തണുപ്പിക്കുമ്പോൾ തടസ്സപ്പെട്ട നീളവൽക്കരണം കാരണം നിർബന്ധിത സമ്മർദ്ദങ്ങൾ (ചുരുങ്ങലിൽ നിന്നുള്ള സമ്മർദ്ദങ്ങൾ) ഉണ്ടാകണം. 200 oC മുതൽ 300 oC വരെ വെൽഡ് ചെയ്യപ്പെടുന്ന ഭാഗങ്ങളെ മുൻകൂട്ടി ചൂടാക്കുന്നതിലൂടെ തണുപ്പിക്കൽ ഗണ്യമായി മന്ദഗതിയാക്കാം. ഹാർഡനിംഗ് സ്വാധീനം കുറയുന്നതിലൂടെ ഘടന മികച്ചതാകുകയും കാഠിന്യം കുറവായിരിക്കുകയും ചെയ്യും.
വസ്തുക്കളുടെയും വെൽഡിംഗ് ജോലികളുടെയും പരിശോധന
പൊതുവായി: വെൽഡിംഗ് പ്രവർത്തനങ്ങളുടെ ഗുണമേന്മ പല സാഹചര്യങ്ങളെയും, ഒടുവിൽ വിദഗ്ധ തൊഴിലാളിയുടെ കഴിവിനെയും വിശ്വാസ്യതയെയും ആശ്രയിക്കുന്നതിനാൽ, എല്ലാ വെൽഡിംഗ് പ്രവർത്തനങ്ങളും കൃത്യമായി നിരീക്ഷിക്കുകയും പരിശോധന നടത്തുകയും വേണം. പരിശോധനകളിൽ, വസ്തുക്കളുടെയും ഇലക്ട്രോഡുകളുടെയും വെൽഡുചെയ്യാനുള്ള ശേഷി നിർണ്ണയിക്കുന്നവ, ഒരു നിശ്ചിത കേസിനായി വെൽഡിംഗ് സാഹചര്യങ്ങളും വെൽഡിംഗ് നടപടികളും തമ്മിലുള്ള താരതമ്യം, സാമ്പിളുകളുടെ പരിശോധനകൾ തുടങ്ങിയവ ഉൾപ്പെടുന്നു.
ചിത്രം 1 - വെൽഡുചെയ്ത സീമിന്റെ മടക്കപരീക്ഷണം
വെൽഡുചെയ്ത സീമിന്റെ വളവ് പരീക്ഷണം: ഇത് ചതുരാകൃതിയിലുള്ള പര്യായവിഭാഗമുള്ള ഒരു ലളിത ബീമിന്റെ വളവ് പരീക്ഷണമാണ് (ചിത്രം 1), അതിൽ ടെൻഷൻ ഫൈബറിൽ അർദ്ധവൃത്താകൃതിയിൽ തയ്യാറാക്കിയ നീളവഴി ഗ്രൂവ് വീണ്ടും ഒരു പാളിയാൽ വെൽഡ് ചെയ്യപ്പെടുന്നു, അത് മുറിയിലെ താപനിലയിൽ. ഈ സീം രൂപവികരണക്ഷമതയെ ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കുന്നതിനാൽ, പരീക്ഷണങ്ങൾ പലപ്പോഴും പൂർണ്ണമായും ഭംഗുരമായി, പെട്ടെന്നു തന്നെ, പൊട്ടുന്നു. ചെറുതായ പാളികളിൽ വളവ് കോണം കൂടുതലാണ്; പാളിയുടെ കനം വർധിക്കുന്തോറും അത് കുറയുന്നു.
നോട്ട്ച് കടുപ്പം: സീം വളവ് പരീക്ഷണത്തിൽ സാധാരണയായി ആദ്യം സീമിൽ തന്നെയാണ് വിള്ളലുകൾ പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നത്, അതിനാൽ ഭംഗുരമായ പൊട്ടൽ സംഭവിക്കുന്നു. സീം ഭംഗുരമായി പിളരുമ്പോൾ പെട്ടെന്ന് ഉണ്ടാകുന്ന ഭാരം അടിസ്ഥാന വസ്തുവിന് സ്വീകരിക്കാൻ കഴിയണം. വേൽഡ് മേഖലയിൽ നിന്നുള്ള വിള്ളൽ അടിസ്ഥാന വസ്തുവിലൂടെ വേഗത്തിൽ പടരരുത്, മറിച്ച് വിള്ളൽ മന്ദഗതിയിൽ മാത്രം മുന്നേറാൻ കഴിയണം എന്നതാണ് ആവശ്യകത. ഈ അപ്രതീക്ഷിത ഭാരം ഏറ്റെടുക്കാൻ അടിസ്ഥാന വസ്തു മതിയായ കടുപ്പമുള്ളതായിരിക്കണം, അതും കുറഞ്ഞ താപനിലകളിലും ഈ ശേഷി മതിയായ രീതിയിൽ നിലനിൽക്കണം. നോട്ട്ച് കടുപ്പവും മറ്റ് യാന്ത്രിക ഗുണങ്ങളും വലിയ തോതിൽ പരീക്ഷണം നടത്തുന്ന താപനിലയിൽ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. കുറഞ്ഞ താപനിലകളിൽ, ഉദാഹരണത്തിന് 0 oC-നു താഴെ, അത് 20 oC-ലെ മൂല്യത്തിന്റെ ഒരു ഭാഗമത്രെയായി താഴാം. ഈ പെട്ടെന്നുള്ള കുറവിന്റെ സ്ഥാനം ഏതെങ്കിലും വസ്തുവിന്റെ വിലയിരുത്തലിന് പ്രധാനമാണ്. വേൽഡ് ചെയ്ത സ്റ്റീൽ ഘടനകൾക്കായി ഇന്ന് ആവശ്യപ്പെടുന്നത് നല്ല പ്രായസഹിഷ്ണുതയുള്ള വസ്തുവാണ്, അഥവാ തണുത്ത നിലയിൽ നടത്തപ്പെടുന്ന വലിച്ചുനീട്ടൽ പരീക്ഷണങ്ങളിൽ ഉയർന്ന ഇംപാക്റ്റ് നോട്ട്ച് ശക്തി.
ചിത്രം 2 - നോച്ചിലെ സമ്മർദ്ദാവസ്ഥകളിലെ വികൃതി
കാഠിന്യം: വെൽഡിംഗ് മേഖലയിൽ കാഠിന്യപ്രതിഭാസങ്ങൾ വലിയ പ്രാധാന്യമുണ്ട്. കാഠിന്യവർധന അറിയുന്നത് പ്രധാനമാണ്, കാരണം കാഠിന്യം കൂടുന്നതിനനുസരിച്ച് ഭംഗത്തിലെ നീളം വേഗത്തിൽ കുറയുന്നു (ചിത്രം 3), അതേസമയം വലിവ് ബലം σB ബ്രിനെൽ കാഠിന്യം HB-യോട് ഏതാണ്ട് അനുപാതികമായി ഉയരുന്നു. കെട്ടിട സ്റ്റീലുകൾക്കായി ഏകദേശം σB = 0,36*HB ആണ്. I-ബീമിന്റെ മുഖ്യ കോർണർ വെൽഡിന്റെ ഒരു ഉദാഹരണ കാഠിന്യം ചിത്രം 4-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. പരിവർത്തന മേഖലയിൽ വളരെ ചെറിയ ദൂരങ്ങളിൽ കാഠിന്യത്തിൽ വലിയ വ്യത്യാസങ്ങൾ കാണപ്പെടുന്നു. കാഠിന്യത്തിന്റെ പ്രവാഹം രൂപപ്പെട്ട ഘടനയെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. σ-ε-l രേഖയും നോച്ച് സമ്മർദ്ദാവസ്ഥ പോലെ തന്നെ കാഠിന്യത്തോടൊപ്പം മാറുന്നു (ചിത്രം 2).
ചിത്രം 3 - ബ്രിനെൽ കാഠിന്യവും നീളവർദ്ധനവും
ചിത്രം 4 - ഒരു വെൽഡ് ചെയ്ത I-താങ്ങിന്റെ കഴുത്തിലെ വെൽഡ് മേഖലയിൽ ഉള്ള കാഠിന്യങ്ങൾ
പൂർത്തിയായ വെൽഡുചെയ്ത ജോഡികളുടെ നശിപ്പിക്കാത്ത പരിശോധന
റേഡിയോഗ്രാഫി – ചെറിയ കട്ടികളിൽ റേഡിയോഗ്രാഫി നടത്തുമ്പോൾ, ഒരു സ്ക്രീനിൽ തന്നെ എക്സ്-റേ ചിത്രം ദൃശ്യമാക്കാം. എക്സ്-റേ കിരണങ്ങൾക്ക് പകരം രേഡിയോആക്റ്റീവ് വസ്തുക്കളുടെ ഗാമ കിരണങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കാം. എക്സ്-റേ ചിത്രം വെൽഡിന്റെ ഗുണമേന്മയെക്കുറിച്ച് നിഗമനം നടത്താൻ അനുവദിക്കുന്നു. ഉൾപ്പെട്ട സ്ലാഗ് അല്ലെങ്കിൽ പൊറുകൾ, കൂടാതെ ബന്ധത്തിലെ പിഴവുകളും പൊട്ടലുകളും ഇതിലൂടെ കണ്ടെത്തുകയും ആവശ്യമായാൽ നീക്കം ചെയ്യുകയും ചെയ്യാം.
കാന്തിക പ്രവാഹനം – പരിശോധിക്കുന്ന സ്റ്റീലിന്റെ ആ ഭാഗത്ത് കാന്തികക്ഷേത്രം സൃഷ്ടിക്കുന്നു, തുടർന്ന് പാകിയിരിക്കുന്ന ചിപ്പികൾ ആ ക്ഷേത്രത്തിന് അനുസരിച്ച് ക്രമീകരിക്കുന്നു. കാന്തികക്ഷേത്രത്തിലെ ഏതെങ്കിലും അപാകതകളിൽ നിന്ന് വിള്ളലുകൾ കണ്ടെത്താൻ കഴിയും. ഈ രീതി ഉപരിതല വിള്ളലുകൾ കണ്ടെത്തുന്നതിന് പ്രത്യേകിച്ച് ഫലപ്രദമാണ്, പക്ഷേ സ്ലാഗ് ഉൾക്കാഴ്ചകൾക്കും പോറുകൾക്കും, കൂടാതെ കൂടുതൽ കട്ടിയുള്ള പ്ലേറ്റുകളുടെ ഉള്ളിലെ വിള്ളലുകൾക്കും താരതമ്യേന കുറവ് സംവേദനശേഷിയുള്ളതാണ്.
അൾട്രാസൗണ്ട് പരിശോധന – അത്യല്പ ശബ്ദ തരംഗങ്ങൾ അതിരുപരിതലങ്ങളിൽ മാത്രമല്ല, അകത്തുള്ള വിഭജന ഉപരിതലങ്ങളിലും, ഉദാഹരണത്തിന് വിള്ളലുകളിലും പാളി വേർപാടുകളിലും, പ്രതിഫലിക്കുന്നു.