வெவ்வேறு தடிமன் கொண்ட பாகங்களை வெல்டிங் செய்யும்போது நீங்கள் அறிந்திருக்க வேண்டியவை

வெல்டிங் தொழில்நுட்பங்கள் மெல்லிய, இடைநிலை மற்றும் தடிமனான பகுதிகளுக்கு ஏற்றவாறு மேம்படுத்தப்பட்டது

மெல்லிய உலோகங்களுக்கான (≤1.6 மிமீ) துல்லிய நுண்ணிய தொழில்நுண்ணாய்வுகள்: தொடர் வெல்டிங் (ஸ்கிப் வெல்டிங்), பயண கோணம் மற்றும் குறைந்த வெப்ப வெல்டிங் பாஸ்கள்

மெல்லிய பொருள்களை வெல்ட் செய்வது வெப்ப மேலாண்மையை முதன்மை மாறியாகக் கொண்டு, அதை ஒரு பிந்தைய கவனமாக விடாமல் கட்டுப்பாட்டில் வைத்திருத்தலை திறமையாக நிரூபிக்கிறது. குறைந்த வெப்ப நிறையைக் கொண்டிருப்பதால், அடிப்படை உலோகம் விற்று ஆற்றலுக்கு எதிராக குறைந்த எதிர்ப்பை வழங்குகிறது, இது வெல்ட் செய்யும் போது பொருள் முழுவதும் வெடித்துச் செல்வதற்கான தொடர்ந்து காணப்படும் அபாயத்தை ஏற்படுத்துகிறது. தாக்குதல் வெல்டிங்—குறுகிய, இடைவெளியுடன் கூடிய தற்செயலான வெல்ட் பீட்ஸ்களை வைத்தல்—என்பது சுழற்சிகளுக்கு இடையில் வெப்பத்தை வட்டவடிவில் வெளியேற்ற அனுமதிக்கிறது, இது வெப்ப பாதிக்கப்பட்ட மண்டலத்தில் (HAZ) மொத்த வெப்பநிலை உயர்வைக் கட்டுப்படுத்துகிறது மற்றும் வடிவ மாற்றத்தை குறிப்பிடத்தக்க அளவில் குறைக்கிறது. 2024 தொழில்நுட்ப வழிகாட்டி, இதை தகடு உலோக உற்பத்தியில் வளைவு ஏற்படுவதைத் தடுப்பதற்கான முதன்மையான பாதுகாப்பு முறையாக அடையாளம் காண்கிறது.

பயண கோணம் தள்ளுதலிலிருந்து இழுத்தல் நோக்கி மாற்றப்பட வேண்டும்—பொதுவாக 10–15 டிகிரி—இதனால் வில்ட் குழம்பின் மீது வில்ட் விற்று விசை முன்னோக்கி உருகாத பொருளின் மீது செல்லாமல், மீண்டும் வில்ட் குழம்பின் மீது செல்கிறது. இது முன்னோக்கிய ஓரத்தில் ஊடுருவலைத் தடுக்கிறது. அதே அளவுக்கு முக்கியமானது, குறைந்த நிலையான மின்னோட்டத்தைப் பயன்படுத்துவதாகும்: பொதுவாக 1.0 மிமீ எஃகிற்கு 50 ஏ-க்குக் கீழ். தாமிரம் அல்லது அலுமினியம் கீழ்த்தடுப்பு கம்பிகள் முக்கியமான வெப்ப சேகரிப்பாகச் செயல்படுகின்றன; இவை குழம்பை விரைவாக குளிர்வித்து, பெற்றோர் உலோகம் சாய்ந்து அல்லது பிரிந்து விடுவதற்கு முன்பாக இணைப்பை உறுதியாக்குகின்றன.

மத்திய தடிமனுக்கான (2–6 மிமீ) நிலையான இணைப்பு முறைகள்: வில்ட் நீளத்தின் ஒருமைப்பாடு மற்றும் இணைப்பு பொருத்தத்தின் தகவமைப்பு

2–6 மிமீ வரம்பில் நம்பகமான கலப்பு என்பது குறைபாடுகளைத் தவிர்ப்பதை மட்டும் சார்ந்திராமல், குறிப்பாக வெல்டிங் குழம்பின் இயக்கத்தைச் செயலில் கட்டுப்படுத்துவதை தான் சார்ந்திருக்கிறது. தொடர்ச்சியான வில்க் நீளம் அடிப்படையாகும்: குறுகிய-சுற்று மாற்று முறையில் GMAW ஐப் பயன்படுத்தும்போது, 10–12 மிமீ தூரத்தை பராமரிப்பது மின்னோட்ட விநியோகத்தை ஒருமைப்பாட்டுடனும், முன்கூட்டியே கணிக்கக்கூடிய படிவமைப்பையும் உறுதி செய்கிறது. இந்த மாறுபாடுகள் நேரடியாக அடிப்பகுதி கலப்பை பாதிக்கின்றன அல்லது மேற்பரப்பில் அதிக படிவமைப்பை ஏற்படுத்துகின்றன—குறிப்பாக, இடைத்தர தடிமனில் பொதுவாகக் காணப்படும் மிதமான இடைவெளி சகிப்புத்தன்மை காரணமாக இது மிகவும் பிரச்சனைக்குரியதாகும்.

இணைப்பு பொருத்தம் ஸ்திரமானது அல்ல—அது சரிசெய்யப்பட வேண்டிய ஒரு மாறியாகும். அடிப்பகுதி இடைவெளி மிகவும் இறுக்கமாக இருந்தால் முழுமையான ஊடுருவல் இல்லை; மிகவும் அதிகமாக இருந்தால் உருகிய உலோகம் வெளியே வரும் வாய்ப்பு உண்டு. இதற்கான முறை பதிலளிக்கும் வகையில் அமைந்துள்ளது: கம்பியின் பீட்டு வேகத்தை சிறிது அதிகரிப்பது அதிக இடைவெளிகளை நிரப்புகிறது, அதே நேரத்தில் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட அலை வடிவமைப்பு (weave pattern) மோசமாக பொருத்தப்பட்ட மூலை இணைப்புகளில் வெப்பத்தை சீராக பரவச் செய்கிறது, இதனால் குளிர்ந்த மேற்பரப்பு மேல் மூடுதல் (cold laps) இன்றி முழு பக்கச் சுவர் ஈர்ப்பு (sidewall wetting) உறுதி செய்யப்படுகிறது. துறையின் சிறந்த நடைமுறைகளில் குறிப்பிடப்பட்டுள்ளபடி, MIG இன் அதிக படிவமைப்பு விகிதம் இந்த மாறுபாடுகளை 2–25 மிமீ வரம்பில் தாண்டுவதற்கு மிகவும் திறமையானதாகும்.

6 மிமீ-க்கு மேற்பட்ட தடிமன் கொண்ட பாகங்களுக்கான ஊடுருவல்-மையப்படுத்தப்பட்ட அணுகுமுறைகள்: பல-கட்ட வரிசைமுறை மற்றும் குழிவு வடிவமைப்பு ஒத்திசைவு

6 மிமீ-க்கு மேற்பட்ட பாகங்களுக்கு, இலக்கு முழுமையான இணைப்பு ஊடுருவலை நோக்கியும், பல-கட்ட வெல்டிங்கில் உள்ள வெப்ப மற்றும் உலோகவியல் வடிவமைப்பு முறைகளை மேலாண்மை செய்வதை நோக்கியும் தீவிரமாக மாறுகிறது. கண்டிப்பான திட்டமிடல் குறைந்த வெப்பத்தில் செய்யப்படும் வேர் கட்டத்துடன் (எ.கா., 3.2 மிமீ மின்னணு) தொடங்குகிறது, இது உள் இணைப்பின் தரத்தை உறுதி செய்கிறது; இதனைத் தொடர்ந்து உயர் மின்னோட்டத்தில் செய்யப்படும் சூடான கட்டம் துகள் அமைப்பை மேம்படுத்தவும், தோன்றும் துளைகளை அகற்றவும் செய்யப்படுகிறது. நிரப்பு மற்றும் மூடு கட்டங்கள் கட்டுப்பாட்டில் உள்ள இடைக் கட்ட வெப்பநிலையில் (பொதுவாக 250°C-க்கு மேல் அனுமதிக்கப்படாது) செய்யப்படுகின்றன, இது வெப்ப பாதிப்பு மண்டலத்தின் மென்மையைத் தடுக்கிறது.

குழிவு வடிவமைப்பு வெல்டிங் செயல்முறையின் ஊடுருவல் வடிவத்துடன் துல்லியமாக ஒத்திசைவு பெற வேண்டும். குறுகிய, ஆழமான V-குழிவு ஒரு அகன்ற, மேற்பரப்பில் உள்ள கலவை வில்லுடன் பொருந்தாது, பக்கச் சுவர் இணைப்பின் குறைபாட்டை ஏற்படுத்தும். பதிலாக, வில்லுக்கு அணுகலை உறுதி செய்ய கோண அளவு மற்றும் வேர் முகப்பு வடிவமைக்கப்படுகின்றன மற்றும் குறைந்தபட்ச நிர filling கனஅளவு—வெப்ப உள்ளீடு மற்றும் ஒரு மீட்டருக்கான விலை ஆகிய இரண்டையும் நேரடியாகக் கட்டுப்படுத்துதல். மிகவும் தடிமனான பகுதிகளுக்கு, பக்கவாட்டில் மாறி மாறியாக வைத்தல் (side-to-side) நீள சுருங்குதலை எதிர்க்கிறது: ஒவ்வொரு புதிய கடந்து செல்லும் பாதையும் முந்தையதை பகுதியளவில் வலுவிழந்த அழுத்தத்திலிருந்து விடுவிக்கிறது, இதனால் ஒரு சாத்தியமான குறைபாடு கட்டுப்படுத்தப்பட்ட செயல்முறை மாறியாக மாறுகிறது.

தடிமன் மாற்றங்களின் போது குறைபாடுகளைத் தடுப்பதற்கான வெப்ப உள்ளீடு மேலாண்மை

மென்மையான உலோகங்களில் துளையிடுதலைத் தவிர்ப்பதற்காக உண்மை நேர மின்னோட்டம் மற்றும் மின்னழுத்த மாற்றங்கள்

1.6 மிமீ அல்லது அதற்குக் குறைவான பகுதிகளில் துளையிடுதல், சிறிய பகுதியில் மிகையான வில்லின் ஆற்றல் குவிவதால் ஏற்படுகிறது—இது வெப்ப பாதிக்கப்பட்ட மண்டலத்தின் (HAZ) விரைவான விரிவாக்கத்தையும், நிர filling பொருள் அதை இணைக்கும் முன்னரே குழம்பு சிதைவையும் ஏற்படுத்துகிறது. சிந்திக்கப்பட்ட பல்ஸ் திட்டங்கள் (synergic pulse programs) அல்லது சரிசெய்யக்கூடிய மின்சார வழங்கல்கள் (adaptive power supplies) மூலம் சாத்தியமாகும் உண்மை நேர மின்னோட்டம் மற்றும் மின்னழுத்த மாற்றங்கள், வெப்ப உள்ளீட்டை 0.3–0.8 kJ/mm என்ற பாதுகாப்பான வரம்பிற்குள் வைத்திருக்கின்றன. உதாரணமாக, மின்னோட்டத்தை 10–15 A குறைத்து, பயண வேகத்தை 20% அதிகரிப்பதன் மூலம், அடிப்பகுதி முகப்பின் (root-face) உச்ச வெப்பநிலையை 150–200 °C வரை குறைக்கலாம்.

மேம்படுத்தப்பட்ட GTAW அமைப்புகள் இப்போது வில்க் மின்னழுத்தத்தை 1 கிலோஹெர்ட்ஸில் (kHz) மாதிரியாக எடுத்து, மில்லிசெகன்டுகளில் பதிலளிக்கின்றன—வில்க் நீளம் குறைந்த உடனேயே மின்னோட்டத்தைக் குறைக்கின்றன. இது ஆபரேட்டரின் தாமதத்தை நீக்குகிறது மற்றும் திடீரென சரிசெய்தலை சாத்தியமாக்குகிறது. வெவ்வேறு தடிமனுள்ள பாகங்களை இணைக்கும்போது—எ.கா., 1 மிமீ தடிமனுள்ள தகட்டை 3 மிமீ தடிமனுள்ள தாங்கியுடன் இணைத்தல்—அடிப்படை மின்னோட்டத்தை மெல்லிய பாகத்திற்காக அமைக்க வேண்டும், மேலும் தடிமனான பக்கத்தை ஈர்க்க குறுகிய, இலக்கு நிர்ணயிக்கப்பட்ட மின்னோட்ட ஊட்டங்களைப் பயன்படுத்த வேண்டும். சமீபத்திய மாற்றுத்திறன் மின்னழுத்த மாற்றிகள் (inverters) தனித்தனியாக பின்னணி/உச்ச மின்னோட்ட ஒழுங்குபடுத்தலை ஆதரிக்கின்றன, இது உச்சங்களுக்கு இடையில் உருகிய உலோகத்தை உறுதிப்படுத்தும் “குளிர்-துளை” (cool-pulse) ஐ உருவாக்குகிறது—இது மாறாத மின்னோட்ட வில்க் கட்டுமானத்தை விட மொத்த வெப்ப ஏற்புத்தன்மையை 30% வரை குறைக்கிறது. வில்க் உணர்வு பின்னூட்டம் (Arc-sensing feedback), கைமுறை மற்றும் அரை-தானியங்கி செயல்பாடுகளில் உற்பத்தி சூழல்களில் புறணியாக்கல் (burn-through rejection) விகிதத்தை 98% க்கு மேல் உயர்த்துகிறது.

முன்வெப்பப்படுத்தல், இடைநிலை குளிர்விப்பு மற்றும் படிப்படியான கட்டுமான திட்டமிடல் ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்தி வெவ்வேறு தடிமனுள்ள முனை-முனை இணைப்புகளில் (butt joints) வளைவு மற்றும் சிதைவுகளைக் குறைத்தல்

ஒரு உறுப்பின் தடிமன் மற்றொன்றை விட இருமடங்கு அதிகமாக இருக்கும் இணைப்புகளில், கோண முறுக்கம் மற்றும் மீதமுள்ள வலுவூட்டம் வெல்டிங் செய்து மாதங்களுக்குப் பிறகு பிளவுகளைத் தூண்டலாம். கார்பன் எஃகுகளுக்கு 120–180 °C வெப்பநிலையில் தடிமனான தகட்டை முன்குளிர்விப்பது, வெப்ப சரிவை 30–50% குறைக்கிறது, இது மேலும் சீரான குளிர்விப்பை சாத்தியமாக்குகிறது. இடைநிலை வெப்பநிலை கட்டுப்பாடும் அதே அளவுக்கு முக்கியமாகும்: ஒவ்வொரு வெல்டிங் பாஸுக்கும் இடையில் கட்டமைப்பை 200 °C ஐ விடக் குறைவாக வைத்திருத்தல்—தொடுதல் வெப்பநிலை மானிகள் மூலம் சரிபார்க்கப்படும்—இது மெல்லிய பகுதியைச் சாய்க்கும் தொடர்ச்சியான வெப்ப சேகரிப்பைத் தடுக்கிறது.

தொடர் கட்டமைப்பு திட்டமிடல் இந்த நடவடிக்கைகளை நிரப்புகிறது. தொடர்ச்சியான வைப்புக்கு பதிலாக, பின்னோக்கி நகர்த்துதல் அல்லது தவிர்த்தல் வரிசை சுருக்கு விசைகளை சமன் செய்கிறது. 8 மிமீ முதல் 20 மிமீ வரையிலான முகப்பு இணைப்பில், மையத்திலிருந்து வெளிப்புறமாக மாறிமாறி 50 மிமீ பகுதிகளை சேர்த்தல் 300 மிமீக்கு 0.5–1.0 மிமீ வரை இறுதி விரிவாக்கத்தைக் குறைக்கிறது—AWS கட்டமைப்பு காட்சி கூட்டு வழிகாட்டுதல்கள் (2022) படி. வெவ்வேறு தடிமன் கொண்ட பகுதிகளில் கோண விரிவு வெல்டுகளுக்கு, மூன்று-கட்ட வரிசை—அடிப்பகுதி வெல்டு கனமான பகுதியில், சிறிய சூடான வெல்டு, பின்னர் மேற்புற வெல்டு—ஆகியவை கோண மாற்றத்தை 2°க்கு கீழே கட்டுப்படுத்துகின்றன. இந்த நுட்பங்கள் கப்பல் கட்டுமானம் மற்றும் அழுத்த கலன் தயாரிப்பில் மிகவும் முக்கியமானவை, அங்கு ±1.5 மிமீ/மீ நேர்கோட்டுத்தன்மை துல்லியத்திற்கான தரம் தரப்பட்டுள்ளது. ஒவ்வொரு கட்டத்திற்குப் பிறகு 0.2 MPa அழுத்தத்தில் செறிவூட்டப்பட்ட காற்றைப் பயன்படுத்துவது போன்ற விரைவான குளிர்விப்பு, முழு வெப்ப சமனில் ஏற்படுவதற்கு முன்பாக அளவு நிலைத்தன்மையை மேலும் உறுதிப்படுத்துகிறது.

வெவ்வேறு தடிமன் கொண்ட பகுதிகளை நம்பகமாக கூட்டுதலுக்கான மின்முனை மற்றும் அளவுரு தேர்வு

தடிமன் அடுக்குகளுக்கு ஏற்ப ஸ்டிக், MIG மற்றும் TIG செயல்முறைகளுக்கான மின்னோட்டம், முனைத்தன்மை மற்றும் செயல்பாட்டு நேர சரிசெய்தல்

வெவ்வேறு தடிமன் கொண்ட பொருள்களை வில்டிங் செய்யும்போது, சிறந்த மின்னோட்ட அளவு, மின்னுற்று முனை (போலாரிட்டி) மற்றும் செயல்பாட்டு சுழற்சி (டியூட்டி சைக்கிள்) ஆகியவை கட்டாயமானவை—இவை வெப்ப உள்ளீடு, ஊடுருவல் ஆழம் மற்றும் செயல்முறை நிலைத்தன்மை ஆகியவற்றை நிர்ணயிக்கின்றன. ஸ்டிக் வெல்டிங் (SMAW) ஆனது தடிமனான பகுதிகளில் ஆழமான ஊடுருவலுக்கு DC எலெக்ட்ரோட் பாசிட்டிவ் (DCEP) ஐ விரும்புகிறது, ஆனால் மெல்லிய பொருள்களுக்கு எரிச்சல் ஏற்படாமல் தடுக்க அது DCEN அல்லது குறைந்த மின்னோட்டத்திற்கு மாறுகிறது. MIG (GMAW) ஆனது DCEP ஐப் பயன்படுத்தி மாறாத மின்னழுத்த வெளியீட்டைக் கொண்டுள்ளது; மின்னோட்டம் கம்பியின் விநியோக வேகத்தின் மூலம் துல்லியமாக சரிசெய்யப்படுகிறது. TIG (GTAW) ஆனது பொதுவாக எஃகுக்கு DCEN ஐயும், அலுமினியத்திற்கு AC ஐயும் பயன்படுத்துகிறது; மின்னோட்டம் கால் பெடல் மூலம் மிகத் துல்லியமாகக் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது. டியூட்டி சைக்கிள் என்பது ஒரு பத்து நிமிட கால அளவில் ஒரு இயந்திரம் வெப்பமடையாமல் தனது தரம் செய்யப்பட்ட வெளியீட்டை எவ்வளவு சதவீதம் தொடர்ந்து வழங்க முடியும் என்பதைக் குறிக்கிறது—இது பயன்பாட்டின் தேவைகளுக்கு ஏற்றவாறு பொருத்தப்பட வேண்டும்: அதிக மின்னோட்டத்தில் தடிமனான பகுதிகளை வெல்டிங் செய்யும்போது, 200 A-இல் குறைந்தபட்சம் 60% டியூட்டி சைக்கிள் தரம் கொண்ட இயந்திரம் தேவை.

அடிக்கடி கேட்கப்படும் கேள்விகள்

தவிர்க்கப்பட்ட வெல்டிங் (ஸ்கிப் வெல்டிங்) என்றால் என்ன? அது ஏன் பயன்படுத்தப்படுகிறது?

தவிர்க்கப்பட்ட வெல்டிங் என்பது சிறிய, இடைவெளியுடன் கூடிய குறுகிய வெல்ட் பீட்ஸை வைத்தலைக் குறிக்கிறது. இந்த முறை மெல்லிய உலோகங்களில் சுட்டுச் செல்லுதல் (பர்ன்-த்ரூ) மற்றும் வடிவ மாற்றத்தைத் தடுக்கிறது; இது ஒவ்வொரு சுழற்சிக்கும் இடையில் வெப்பத்தை வெளியேற்ற அனுமதிக்கிறது.

வெவ்வேறு தடிமன் கொண்ட இணைப்புகளை வெல்ட் செய்யும்போது வளைதலை (வார்ப்பிங்) எவ்வாறு குறைக்கலாம்?

வளைதலைக் குறைக்க, தடிமனான தகட்டை முன்கூட்டியே சூடேற்றுதல், இணைப்புகளுக்கு இடையில் வெப்பநிலையைக் கட்டுப்படுத்த இடைநிலை குளிர்வித்தல், மேலும் பின்புறம் படிநிலை அல்லது தவிர்க்கப்பட்ட வரிசை போன்ற முறைகளைப் பயன்படுத்தி வெல்ட் கட்டங்களை முறையாக திட்டமிடுதல் ஆகியவை பயனுள்ளவை.

வெவ்வேறு தடிமன் அடுக்குகளுக்கான பரிந்துரைக்கப்பட்ட அமைப்புகள் யாவை?

அமைப்புகள் தடிமன் அடுக்குகளைப் பொறுத்து மாறுபடும்: மெல்லிய உலோகங்களுக்கு, குறைந்த ஆம்பியர் மற்றும் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட வெப்ப உள்ளீடு பரிந்துரைக்கப்படுகிறது; நடுத்தர தடிமனுக்கு நிலையான விற்சுழற்சி நீளத்துடன் மிதமான ஆம்பியர் பயன்படுத்தப்படுகிறது; தடிமனான பகுதிகளுக்கு உயர் ஆம்பியர் மற்றும் பல-கட்ட வரிசை முறைகள் தேவைப்படுகின்றன. விரிவான தகவல்களுக்கு வழங்கப்பட்டுள்ள அட்டவணையைக் காணவும்.

மெல்லிய உலோகங்களில் சுட்டுப் போவதைத் தடுக்க எந்த தொழில்நுட்பம் உதவுகிறது?

சினர்ஜிக் பல்ஸ் நிரல்கள் மற்றும் செயல்படும் மின்சார வழங்கல்கள் ஆம்பியர் மற்றும் வோல்டேஜை நேரடியாக மாற்றுகின்றன, இதனால் சுட்டுப் போவதைத் தடுக்க வெப்ப உள்ளீடு பாதுகாப்பான வரம்பில் பராமரிக்கப்படுகிறது.