लेजर वेल्डिंग के लिए शील्ड गैस |

लेजर वेल्डिंग का मुख्य उद्देश्य पतली दीवारों वाली सामग्रियों और सटीक पुर्जों की वेल्डिंग दक्षता और गुणवत्ता में सुधार करना है। आज हम लेजर वेल्डिंग के फायदों के बारे में बात नहीं करेंगे, बल्कि इस बात पर ध्यान केंद्रित करेंगे कि लेजर वेल्डिंग के लिए शील्डिंग गैसों का सही तरीके से उपयोग कैसे किया जाए।

लेजर वेल्डिंग के लिए शील्ड गैस का उपयोग क्यों किया जाता है?

लेजर वेल्डिंग में, शील्ड गैस वेल्ड निर्माण, वेल्ड की गुणवत्ता, वेल्ड की गहराई और वेल्ड की चौड़ाई को प्रभावित करती है। अधिकतर मामलों में, सहायक गैस का उपयोग वेल्ड पर सकारात्मक प्रभाव डालता है, लेकिन इसके कुछ प्रतिकूल प्रभाव भी हो सकते हैं।

जब आप शील्ड गैस को सही ढंग से इस्तेमाल करते हैं, तो इससे आपको निम्नलिखित में मदद मिलेगी:

✦वेल्ड पूल को प्रभावी ढंग से सुरक्षित रखें ताकि ऑक्सीकरण को कम किया जा सके या पूरी तरह से रोका जा सके।

✦वेल्डिंग प्रक्रिया में उत्पन्न होने वाले छींटों को प्रभावी ढंग से कम करें

✦वेल्ड छिद्रों को प्रभावी ढंग से कम करें

✦जमने के दौरान वेल्ड पूल को समान रूप से फैलने में सहायता करें, ताकि वेल्ड सीम एक साफ और चिकनी किनारी के साथ आए।

✦धातु वाष्प के गुबार या प्लाज्मा बादल का लेजर पर पड़ने वाला परिरक्षण प्रभाव प्रभावी रूप से कम हो जाता है, और लेजर की प्रभावी उपयोग दर बढ़ जाती है।

जब तकशील्ड गैस का प्रकार, गैस प्रवाह दर और ब्लोइंग मोड का चयनये बातें सही हैं, आप वेल्डिंग का आदर्श परिणाम प्राप्त कर सकते हैं। हालांकि, सुरक्षात्मक गैस का गलत उपयोग वेल्डिंग को प्रतिकूल रूप से प्रभावित कर सकता है। गलत प्रकार की शील्ड गैस का उपयोग करने से वेल्ड में दरारें आ सकती हैं या वेल्डिंग के यांत्रिक गुण कम हो सकते हैं। गैस प्रवाह दर बहुत अधिक या बहुत कम होने से वेल्ड का ऑक्सीकरण अधिक गंभीर हो सकता है और वेल्ड पूल के अंदर धातु सामग्री का बाहरी हस्तक्षेप हो सकता है, जिसके परिणामस्वरूप वेल्ड ढह सकती है या असमान रूप से बन सकती है।

परिरक्षित गैस के प्रकार

लेजर वेल्डिंग में आमतौर पर इस्तेमाल होने वाली सुरक्षात्मक गैसें मुख्य रूप से N2, Ar और He हैं। इनके भौतिक और रासायनिक गुण अलग-अलग होते हैं, इसलिए वेल्ड पर इनका प्रभाव भी अलग-अलग होता है।

नाइट्रोजन (N2)

नाइट्रोजन (N2) की आयनीकरण ऊर्जा मध्यम होती है, जो आर्गन (Ar) से अधिक और हीलियम (He) से कम होती है। लेजर विकिरण के प्रभाव में, N2 का आयनीकरण स्तर स्थिर रहता है, जिससे प्लाज्मा बादल बनने की संभावना कम हो जाती है और लेजर की प्रभावी उपयोग दर बढ़ जाती है। नाइट्रोजन एक निश्चित तापमान पर एल्युमीनियम मिश्र धातु और कार्बन स्टील के साथ अभिक्रिया करके नाइट्राइड उत्पन्न कर सकता है, जिससे वेल्ड की भंगुरता बढ़ जाती है और मजबूती कम हो जाती है, तथा वेल्ड जोड़ों के यांत्रिक गुणों पर इसका गंभीर प्रतिकूल प्रभाव पड़ता है। इसलिए, एल्युमीनियम मिश्र धातु और कार्बन स्टील की वेल्डिंग करते समय नाइट्रोजन का उपयोग करने की सलाह नहीं दी जाती है।

हालांकि, नाइट्रोजन द्वारा उत्पन्न नाइट्रोजन और स्टेनलेस स्टील के बीच रासायनिक प्रतिक्रिया वेल्ड जोड़ की मजबूती को बढ़ा सकती है, जो वेल्ड के यांत्रिक गुणों को बेहतर बनाने के लिए फायदेमंद होगा, इसलिए स्टेनलेस स्टील की वेल्डिंग में नाइट्रोजन का उपयोग परिरक्षण गैस के रूप में किया जा सकता है।

आर्गन (Ar)

आर्गन की आयनीकरण ऊर्जा अपेक्षाकृत कम होती है, और लेजर की क्रिया से इसका आयनीकरण स्तर बढ़ जाता है। ऐसे में, परिरक्षण गैस के रूप में आर्गन प्लाज्मा बादलों के निर्माण को प्रभावी ढंग से नियंत्रित नहीं कर पाती, जिससे लेजर वेल्डिंग की प्रभावी उपयोग दर कम हो जाती है। प्रश्न उठता है: क्या वेल्डिंग में परिरक्षण गैस के रूप में आर्गन का उपयोग उचित नहीं है? उत्तर है: नहीं। अक्रिय गैस होने के कारण, आर्गन अधिकांश धातुओं के साथ प्रतिक्रिया नहीं करती, और यह उपयोग में सस्ती भी है। इसके अलावा, आर्गन का घनत्व अधिक होने के कारण यह वेल्ड पिघले हुए धातु के पूल की सतह पर आसानी से बैठ जाती है और वेल्ड पूल को बेहतर सुरक्षा प्रदान करती है, इसलिए आर्गन को पारंपरिक सुरक्षात्मक गैस के रूप में उपयोग किया जा सकता है।

हीलियम (He)

आर्गन के विपरीत, हीलियम की आयनीकरण ऊर्जा अपेक्षाकृत अधिक होती है, जिससे प्लाज्मा बादलों के निर्माण को आसानी से नियंत्रित किया जा सकता है। साथ ही, हीलियम किसी भी धातु के साथ अभिक्रिया नहीं करता है। इसलिए, लेजर वेल्डिंग के लिए यह वास्तव में एक अच्छा विकल्प है। एकमात्र समस्या यह है कि हीलियम अपेक्षाकृत महंगा होता है। बड़े पैमाने पर धातु उत्पादों का उत्पादन करने वाले निर्माताओं के लिए, हीलियम उत्पादन लागत में भारी वृद्धि करता है। इसलिए, हीलियम का उपयोग आमतौर पर वैज्ञानिक अनुसंधान या उच्च मूल्य वर्धित उत्पादों में किया जाता है।

शील्ड गैस को कैसे बाहर निकालें?

सबसे पहले, यह स्पष्ट होना चाहिए कि वेल्ड का तथाकथित "ऑक्सीकरण" केवल एक सामान्य नाम है, जो सैद्धांतिक रूप से वेल्ड और हवा में मौजूद हानिकारक घटकों के बीच रासायनिक प्रतिक्रिया को संदर्भित करता है, जिससे वेल्ड खराब हो जाता है। आमतौर पर, वेल्ड धातु एक निश्चित तापमान पर हवा में मौजूद ऑक्सीजन, नाइट्रोजन और हाइड्रोजन के साथ प्रतिक्रिया करती है।

वेल्ड को "ऑक्सीकृत" होने से बचाने के लिए, उच्च तापमान पर वेल्ड धातु और ऐसे हानिकारक घटकों के बीच संपर्क को कम करना या उससे बचना आवश्यक है, जो न केवल पिघली हुई धातु के पूल में होता है, बल्कि वेल्ड धातु के पिघलने से लेकर उसके जमने और उसके तापमान के एक निश्चित स्तर तक ठंडा होने तक की पूरी अवधि में होता है।

शील्ड गैस छोड़ने के दो मुख्य तरीके

▶एक विधि है पार्श्व अक्ष पर शील्ड गैस का प्रवाह करना, जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है।

▶दूसरी विधि समाक्षीय फूंक मारने की विधि है, जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है।

चित्र 1.

चित्र 2.

दोनों ब्लोइंग विधियों में से किसी एक का चयन कई पहलुओं पर व्यापक विचार करने के बाद ही किया जाता है। सामान्यतः, पार्श्व ब्लोइंग सुरक्षात्मक गैस विधि को अपनाना बेहतर माना जाता है।

लेजर वेल्डिंग के कुछ उदाहरण

1. सीधी बीड/लाइन वेल्डिंग

चित्र 3 में दर्शाए अनुसार, उत्पाद का वेल्ड आकार रेखीय है, और जोड़ का प्रकार बट जॉइंट, लैप जॉइंट, नेगेटिव कॉर्नर जॉइंट या ओवरलैप्ड वेल्डिंग जॉइंट हो सकता है। इस प्रकार के उत्पाद के लिए, चित्र 1 में दर्शाए अनुसार साइड-एक्सिस ब्लोइंग प्रोटेक्टिव गैस का उपयोग करना बेहतर है।

2. आकृति या क्षेत्र की वेल्डिंग को करीब से करें

चित्र 4 में दर्शाए अनुसार, उत्पाद का वेल्ड आकार एक बंद पैटर्न है, जैसे कि समतल परिधि, समतल बहुपक्षीय आकार, समतल बहु-खंडीय रेखीय आकार आदि। जोड़ का प्रकार बट जॉइंट, लैप जॉइंट, ओवरलैपिंग वेल्डिंग आदि हो सकता है। इस प्रकार के उत्पाद के लिए चित्र 2 में दर्शाई गई समाक्षीय सुरक्षात्मक गैस विधि को अपनाना बेहतर है।

सुरक्षात्मक गैस का चयन वेल्डिंग की गुणवत्ता, दक्षता और उत्पादन लागत को सीधे प्रभावित करता है, लेकिन वेल्डिंग सामग्री की विविधता के कारण, वास्तविक वेल्डिंग प्रक्रिया में वेल्डिंग गैस का चयन अधिक जटिल होता है और इसके लिए वेल्डिंग सामग्री, वेल्डिंग विधि, वेल्डिंग स्थान, साथ ही वेल्डिंग प्रभाव की आवश्यकताओं पर व्यापक विचार करना आवश्यक होता है। वेल्डिंग परीक्षणों के माध्यम से, बेहतर परिणाम प्राप्त करने के लिए अधिक उपयुक्त वेल्डिंग गैस का चयन किया जा सकता है।