தகடு உலோக வேலையில் ஓரம் தரம் ஏன் மிகவும் முக்கியமானது

எப்படி முக்கிய உருவாக்கும் செயல்முறைகளை தட்டு உலோக விளிம்புத் தரத்தை வடிவமைக்கவும்

லேசர் வெட்டுதல் மற்றும் நீர்ஜெட் – வெப்ப மாறுபாடு மற்றும் விளிம்புகளில் இயந்திர ஒருமைப்பாடு – ஒப்பீடு

லேசர் வெட்டுதல் மற்றும் நீர் ஜெட் வெட்டுதல் ஆகிய இரண்டிற்கும் இடையேயான தேர்வு அடிப்படையில் தகடு உலோகத்தின் ஓர தரம் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. லேசர் வெட்டுதல் அதிக துல்லியத்தையும் வேகத்தையும் வழங்குகிறது, ஆனால் அது வெப்ப-பாதிக்கப்பட்ட பகுதி (HAZ) ஐ உருவாக்குகிறது, இது ஓரத்திற்கு அருகிலுள்ள நுண்கட்டமைப்பை மாற்றுகிறது. 2022 ஆம் ஆண்டில் ஃபாப்ரிகேட்டர்ஸ் & மேனுஃபேக்சரர்ஸ் அசோசியேஷன் நடத்திய ஆய்வின்படி, கூட 0.1 மிமீ HAZ என்பது ஓரத்தின் நெகிழ்வுத்தன்மையை 30% வரை குறைக்கலாம், இது பின்னர் வடிவமைப்பு செயல்முறையின் போது நுண்ணிய விரிசல்கள் ஏற்படுவதற்கான ஆபத்தை அதிகரிக்கிறது. மாறாக, நீர் ஜெட் வெட்டுதல் ஒரு குளிர்ந்த, துடைக்கும் கலவையைப் பயன்படுத்துகிறது—இது வெப்ப உள்ளீட்டை நீக்கி, அடிப்படை உலோகத்தின் இயந்திர பண்புகளைப் பாதுகாக்கிறது. இதன் பரிவர்த்தனை என்பது அதிக மேற்பரப்பு முனைப்பு (Ra 3.2–6.3 µm) ஆகும், இது பளபளப்பான பயன்பாடுகளுக்கு இரண்டாம் நிலை முடிவு தேவைப்படலாம். கீழே உள்ள அட்டவணை கீழ்நிலை செயல்திறனை பாதிக்கும் முக்கிய வேறுபாடுகளை வலியுறுத்துகிறது.

தேர்வு பொருளின் தடிமன், கலவையின் உணர்திறன் மற்றும் வடிவமைத்தல் அல்லது குறுக்குவெட்டு செய்வதற்கான விளிம்பு ஒருமைப்பாட்டைப் பொறுத்தது.

வெட்டுதல் மற்றும் துளையிடுதல்: இடைவெளி, பர்ர் உயரம் மற்றும் அவை தகடு உலோக விளிம்புத் தரத்தின் மீது ஏற்படுத்தும் நேரடி தாக்கம்

வெட்டுதல் மற்றும் துளையிடுதலில், துளையிடும் கருவிக்கும் வடிவமைப்பு கருவிக்கும் இடையேயான இடைவெளி (பஞ்ச்-டு-டை) நேரடியாக பர்ர் உயரத்தையும் மொத்த விளிம்புத் தரத்தையும் கட்டுப்படுத்துகிறது. சிறந்த இடைவெளி—பொதுவாக பொருளின் தடிமனின் 5–10%—சுத்தமான உடைவை ஏற்படுத்துகிறது, இது சீரான வெட்டு பாண்டையும் குறைந்த பர்ரையும் வழங்குகிறது. மிகக் குறுகிய இடைவெளி இரண்டாம் வெட்டு மண்டலங்களை உருவாக்குகிறது, இது பர்ர் உயரத்தை அதிகரிக்கிறது மற்றும் தகட்டின் தடிமனின் 10% வரை செல்லக்கூடிய முள்ளெடுத்த விளிம்புகளை உருவாக்குகிறது. மிகையான இடைவெளி பொருளை பெரிய சுழற்சி மற்றும் தெளிவான பர்ர்களுக்கு இழுக்கிறது, இது பாதுகாப்பு ஆபத்துகளை ஏற்படுத்துகிறது மற்றும் துல்லியமான வளைத்தல் அல்லது கூட்டுதலை இடையூறு செய்கிறது. தொழில் தரவுகள், எஃகு பாகங்களில் 0.1 மிமீ-க்கு மேற்பட்ட பர்ர்கள் குளிர் வடிவமைப்பின் போது விளிம்பு பிளவு ஆபத்தை குறிப்பிடத்தக்க அளவில் அதிகரிக்கின்றன என்று காட்டுகின்றன (பிரிஸிஷன் மெட்டல்ஃபார்மிங் அசோசியேஷன், 2021). கருவியின் தேய்மானம் இதை மேலும் முறையில் மிகைப்படுத்துகிறது: மங்கிய துளையிடும் கருவிகள் அல்லது வடிவமைப்பு கருவிகள் பர்ர் உயரத்தை இரண்டு அல்லது மூன்று மடங்கு அதிகரிக்கலாம், இது விளிம்பு ஒருமைப்பாட்டை குறைக்கிறது மற்றும் முடிவு செயல்முறை செலவுகளை அதிகரிக்கிறது. எனவே, நம்பகமான விளிம்புத் தரத்திற்கு மாறாத இடைவெளி கட்டுப்பாடு மற்றும் முன்கூட்டியே கருவிகளை பராமரித்தல் அவசியம்.

கீழ்நிலை செயல்பாடுகளில் தாள் உலோகத்தின் விளிம்புத் தரத்தின் குறைவான தரத்தின் செயல்பாட்டு ஆபத்துகள்

வளைத்தல் மற்றும் குளிர் வடிவமைத்தல் போது விளிம்பு பிளவு மற்றும் விரிச்சல்

முன்னர் வெட்டுதல் அல்லது துளையிடுதல் போது ஏற்படும் விளிம்பு குறைபாடுகள்—சிறு முள்கள், நுண்ணிய விரிச்சல்கள் மற்றும் விறைப்புறுதல் பகுதிகள்—ஆகியவை வளைத்தல் மற்றும் குளிர் வடிவமைத்தல் போது வலுவான வடிவ முறுக்கு மையங்களாகச் செயல்படுகின்றன. 2 மிமீ-ஐ விட ஆழமான ஒரு சிறு விரிச்சல் கூட வளைவு ஆயுளை 50% க்கும் அதிகமாகக் குறைக்கும். தரமிழந்த விளிம்புகள் இழுவிசை விரிவாக்க திறனை கடுமையாகக் குறைக்கின்றன; உயர் வலிமை மற்றும் மேம்படுத்தப்பட்ட உயர் வலிமை எஃகுகளில் (AHSS), கடினமான வளைவு ஆரங்களும் மேற்பரப்பில் மோசமான விளிம்புகளும் பெரும்பாலும் உடனடியாக பிளவு அல்லது மெதுவான விரிச்சலைத் தூண்டுகின்றன. தாள் தடிமனின் 10%-ஐ விட அதிகமான சிறு முள்கள் வளைவு வரியில் பிளவுகளை நிச்சயமாகத் தூண்டும், அதே நேரத்தில் நுண்ணிய விறைப்புறுதல் பகுதிகள் உடைவு தொடங்குவதை விரைவுபடுத்தும். சுழற்சி சுமையில் இயங்கும் பாகங்களுக்கு, இந்த விரிச்சல்கள் விரைவாக பரவும்—இது முன்கூடிய தவறுகளுக்கு வழிவகுக்கும். வடிவமைத்தலுக்கு முன்பு விளிம்புத் தரத்தைக் கட்டுப்படுத்துவது வெறும் அழகு முயற்சி அல்ல—இது தொடர் உற்பத்தியில் கட்டமைப்பு நம்பகத்தன்மை மற்றும் கழிவு குறைப்பிற்கான அடித்தளமாகும்.

தயாரிக்கப்படாத விளிம்புகள் காரணமாக வெல்டிங் நிலையற்ற நிலை மற்றும் பூச்சு ஒட்டுதல் தோல்வி

துருவுகள் மற்றும் மிகவும் கூரிய விளிம்புகள் வெல்டிங் வில்களை சீரற்ற நிலையில் வைக்கின்றன, இது ஒழுங்கற்ற ஊடுருளுதல், துளிகள் மற்றும் துளைகளை ஏற்படுத்துகிறது. அவை மேலும் இடத்திற்கு ஏற்ற அதிக வெப்பத்தையும், வில் தாக்கங்களையும் ஏற்படுத்தி, இணைப்புகளை பலவீனப்படுத்தும் மீதமுள்ள வலிமைகளை அறிமுகப்படுத்துகின்றன. கலவை வெல்டிங்கில், துருவற்ற, சற்று வளைந்த விளிம்பு நிரப்பு பொருளின் சீரான ஈர்ப்பை உறுதிப்படுத்துகிறது மற்றும் இணைப்பு இல்லாத குறைபாடுகளை குறைக்கிறது. அதே குறைபாடுகள் பூச்சுகள் மற்றும் ஒட்டும் பிணைப்புகளையும் பாதிக்கின்றன: கூரிய விளிம்புகள் ஈரமான படல பூச்சுகள் சீரான தடிமனை அடைவதைத் தடுத்து, வெப்ப சுழற்சி அல்லது இயந்திர வலிமைக்கு எதிராக விரைவில் தோல்வியடையக்கூடிய மெல்லிய இடங்களை உருவாக்குகின்றன. ஆராய்ச்சிகள் தொடர்ந்து பூச்சுகள் மற்றும் பிணைப்பு தோல்விகளை மேற்பரப்பு முடுக்கம் மற்றும் மைக்ரோ-விரிசல்களுடன் இணைக்கின்றன, இவை மேல் நிலை வெட்டு செயல்பாடுகளிலிருந்து பெறப்படுகின்றன. கண்ணால் காணக்கூடிய மிகச் சிறிய துருவுகள் கூட பீல் தொடங்கும் இடங்களாகச் செயல்படுகின்றன, இது பிரிவினை அல்லது துரு பரவலை விரைவுபடுத்துகிறது. திறமையான விளிம்பு தயாரிப்பு—துருவை நீக்குதல் மற்றும் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட வளைதல்—நேரடியாக வெல்டிங் சீர்திட்டத்தை மேம்படுத்துகிறது மற்றும் பாதுகாப்பு பூச்சுகள் தயாரிப்பின் சேவை ஆயுள் முழுவதும் செயல்பாட்டில் இருப்பதை உறுதிப்படுத்துகிறது.

தகடு மெட்டல் விளிம்புத் தரத்தை அளவிடுதல், குறிப்பிடுதல் மற்றும் மேம்படுத்துதல்

துளை விரிவாக்க விகிதம் (HER) மற்றும் விளிம்பு பிளவு உணர்திறன் ஆகியவை முக்கிய அளவுகோல்கள்

துளை விரிவாக்க விகிதம் (HER) என்பது தட்டு உலோகத்தின் ஓரத்தின் தரத்தையும், வடிவமைப்பு செயல்முறையின் போது ஓரத்தில் பிளவு ஏற்படுவதற்கான எதிர்ப்பையும் அளவிடுவதற்கான ஒரு முக்கியமான, தரமான அளவீட்டு அளவுகோலாகும். இந்தச் சோதனையில், ஒரு துளை செய்யப்பட்ட பின்னர் அது ஒரு கூம்பு வடிவ கருவியால் விரிக்கப்படுகிறது; இது முழு தடிமன் வழியாக பிளவு ஏற்படும் வரை நீட்டிக்கப்படுகிறது. இதன் விளைவாக ஏற்படும் விட்ட அதிகரிப்பு—சதவீதத்தில் வெளிப்படுத்தப்படுகிறது—உற்பத்தி நம்பகத்தன்மையுடன் நெருங்கிய தொடர்புடையதாகும். மேம்பட்ட உயர் வலிமை உலோகங்களுக்கு (AHSS), HER மதிப்புகள் பொதுவாக 20% முதல் 50% வரை இருக்கும்; 980 MPa-க்கு மேற்பட்ட இழுவிசை வலிமை கொண்ட பொருட்கள் பெரும்பாலும் 20%-க்கு கீழேயே இருக்கும் (எஃகுத் தொழில் தரவு, 2022). குறைந்த HER மதிப்பு ஓரத்தின் குறைந்த தரத்தைக் குறிக்கிறது—இது பொதுவாக வெப்ப அல்லது இயந்திர வெட்டுதலால் ஏற்படும் நுண்ணிய பிளவுகளால் ஏற்படுகிறது—மேலும் ஓரத்தைச் சுற்றியுள்ள செயல்முறைகளில், குறிப்பாக ஓர வளைத்தல் (flanging) போன்றவற்றில் தோல்வியை முன்கூட்டியே குறிக்கிறது. எனவே, HER மூலம் அளவிடப்படும் ஓரப் பிளவு உணர்திறன் என்பது வழங்குநர்களுக்கான ஒரு முக்கியமான தன்மை ஆகும்; மேலும் சிக்கலான அடிப்படையிலான அச்சிடுதல் (stamping) பயன்பாடுகளில் வாங்குநர்கள் சரிபார்க்கும் முக்கிய புள்ளியாகவும் இது செயல்படுகிறது.

ஓரத்தின் தரத்தை மீட்டெடுக்கும் துருவிலக்குதல், ஓர வளைத்தல் மற்றும் துல்லியமான முடிவு செயல்முறைகள்

துண்டிக்கப்பட்ட பிறகு விளிம்பு முழுமையை மீட்டெடுத்தல், உறுதியான தகடு உலோக விளிம்புத் தரத்தை அடைவதற்கு அவசியமாகும். புரை நீக்கம் (Deburring) என்பது உயர்ந்து நிற்கும், கூரான பொருளை அகற்றும் செயல்முறையாகும்—இது கூட்டுசேர்ப்பில் தடையைத் தடுக்கிறது மற்றும் விரிச்சிகள் தோன்றுவதைத் தடுக்கிறது. பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் முறைகளில் இயந்திர துருவல், அதிர்வு முறையிலான முடிவு செயல்முறை மற்றும் வெப்ப புரை நீக்கம் ஆகியவை அடங்கும்—இவை ஒவ்வொன்றும் உற்பத்தி அளவு, வடிவமைப்பு மற்றும் பொருள் ஆகியவற்றை அடிப்படையாகக் கொண்டு தேர்ந்தெடுக்கப்படுகின்றன. புரை நீக்கத்துடன் பெரும்பாலும் செய்யப்படும் விளிம்பு வளைவு (Edge rounding), கடினமான பாய்வு அல்லது மின்னணு வேதியியல் செயல்முறை ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்தி கட்டுப்படுத்தப்பட்ட வளைவு ஆரத்தை உருவாக்குகிறது, இது வலிமை மையப்படுத்தலைக் குறைக்கிறது. தானியங்கி செம்பட்டை செய்தல் (automated chamfering) அல்லது லேசர் பாலிஷிங் போன்ற துல்லியமான செயல்முறைகள், அதிக வலிமை தேவைப்படும் பயன்பாடுகளுக்கு ஒரே மாதிரியான, மீண்டும் மீண்டும் சாத்தியமான விளிம்புகளை வழங்குகின்றன. ஒரு முன்னணி கருவிகள் நிறுவனத்தின் ஆய்வின்படி, DP 590 எஃகில் 0.1–0.2 மிமீ விளிம்பு ஆரத்தை பயன்படுத்துவதால் HER (ஹை-ஸ்ட்ரெஸ் எஜ் ரெசிஸ்டன்ஸ்) 30% வரை மேம்படுத்தப்பட்டது (ஆண்டர்சன், 2023). இந்தச் செயல்முறைகள் விளிம்பு செயல்திறனை மேம்படுத்துவதுடன், கழிவு மற்றும் மீண்டும் செய்யப்படும் வேலைகளைக் குறைக்கின்றன—எனவே இவை தயாரிப்பு நம்பகத்தன்மையில் ஒரு முக்கிய முதலீடாகும்.

கேள்விகளுக்கு பதில்கள்

மெல்லிய தகடு கலவைகளுக்கு ஏன் லேசர் வெட்டுதல் விரும்பப்படுகிறது?

அதிக தொகை, மெல்லிய தடிமன் கொண்ட கலவைகளுக்கு லேசர் வெட்டுதல் முறை மிகவும் துல்லியமானதாகவும், வேகமானதாகவும், சிக்கலான வடிவங்களை செயல்படுத்த வல்லதாகவும் இருப்பதால் விரும்பப்படுகிறது. எனினும், இது வெப்ப-பாதிக்கப்பட்ட பகுதி (HAZ) ஐ உருவாக்குகிறது, இது விளிம்பு வடிவின் இயற்பியல் பண்புகளை பாதிக்கலாம்.

வாட்டர்ஜெட் வெட்டுதலின் முக்கிய குறைபாடுகள் யாவை?

வாட்டர்ஜெட் வெட்டுதல் ஒரு HAZ ஐ ஏற்படுத்தாது மற்றும் அடிப்படை பொருளின் பண்புகளை பாதுகாக்கிறது, ஆனால் அதன் மேற்பரப்புகள் பொதுவாக மோசமான முறையில் உள்ளன, எனவே மிக மென்மையான பயன்பாடுகளுக்கு கூடுதல் முடிவு தேவைப்படுகிறது.

பஞ்ச்-டு-டை இடைவெளி விளிம்புத் தரத்தை எவ்வாறு பாதிக்கிறது?

தவறான பஞ்ச்-டு-டை இடைவெளி பெரிய பர்ர் உயரத்தை ஏற்படுத்தி முள்ளெழும் விளிம்புகளை உருவாக்கலாம் அல்லது பெரிய சுழற்சிகளையும், பாதுகாப்பு ஆபத்துகளையும் ஏற்படுத்தலாம். சுலபமான வெட்டுகளுக்கு பொருளின் தடிமனின் 5–10% இடைவெளியை பராமரிப்பது அவசியம்.

ஹோல் எக்ஸ்பான்ஷன் ரேஷியோ (HER) சோதனையின் பங்கு என்ன?

HER சோதனை ஒரு பொருளின் வடிவமைப்பு செயல்முறைகளின் போது விளிம்பு பிளவுகளை எதிர்கொள்ளும் திறனை அளவிடுகிறது, அதாவது பிளவு ஏற்படுவதற்கு முன் துளையிடப்பட்ட துளையின் விட்டத்தின் விரிவாக்கத்தை அளவிடுகிறது.

வெல்டிங் மற்றும் பூசுதல் செயல்முறைகளில் ஓர தயாரிப்பு ஏன் முக்கியமானது?

சரியான ஓர தயாரிப்பு பர்ர்ஸ் மற்றும் கூரிய மூலைகளைக் குறைக்கிறது, இது ஒரு சீரான வெல்ட் ஊடுருவலை ஊக்குவிக்கிறது மற்றும் துளைகள் மற்றும் சிந்துதல் போன்ற குறைபாடுகளைத் தடுக்கிறது. இது மேலும் சீரான பூச்சுத் தடிமனை அடைவதற்கு உதவுகிறது, இதன் மூலம் உறுதித்தன்மை அதிகரிக்கிறது.