वेल्डिंग विधियों की एक विस्तृत विविधता है। उनमें से एक ऐसी विदेशी प्रक्रिया है जैसे घर्षण हलचल वेल्डिंग। इसकी विशिष्ट विशेषता उपभोग्य सामग्रियों जैसे इलेक्ट्रोड, वेल्डिंग तार, परिरक्षण गैसों की अनुपस्थिति है। एक नई विकसित पद्धति व्यापक स्वीकृति प्राप्त कर रही है।
उपस्थिति का इतिहास
घर्षण हलचल वेल्डिंग (FSW) का इतिहास 1991 में शुरू हुआ। यह ब्रिटिश वेल्डिंग इंस्टीट्यूट (TWI) का एक अभिनव विकास था। कुछ साल बाद, विमान और जहाजों के निर्माण में तकनीक का इस्तेमाल किया गया।
नई तकनीक को उत्पादन में लगाने वाली पहली कंपनियां नॉर्वेजियन मरीन एल्युमिनियम और अमेरिकन बोइंग थीं। उन्होंने ईएसएबी चिंता से वेल्डिंग उपकरण का इस्तेमाल किया, जो उनके उद्यमों में घूर्णी घर्षण वेल्डिंग (पीसीटी) के क्षेत्र में विकास में माहिर हैं।
2003 से, कंपनी लगातार घर्षण हलचल वेल्डिंग की संभावनाओं पर शोध कर रही है। उदाहरण के लिए, वहाँ थेएल्यूमीनियम मिश्र धातुओं और उनके संशोधनों की वेल्डिंग के लिए तरीके विकसित किए गए हैं, जिनका उपयोग विमान, जहाजों और रेलवे कंटेनरों के निर्माण में किया जाता है।
विमान उद्योग में, रिवेट किए गए जोड़ों को वेल्डेड वाले से बदलना संभव पाया गया। इसके अलावा, FSW विधि द्वारा वेल्डिंग की गति विद्युत चाप की गति से काफी अधिक है। एक मिनट में 6 मीटर लंबा वेल्ड बनाया जा सकता है, जबकि पारंपरिक वेल्डिंग गति 0.5 सेमी की मोटाई के लिए केवल 0.8-2 मीटर / मिनट है।
प्रक्रिया का सार
घर्षण विधि द्वारा वेल्डिंग क्षेत्र में गर्म करने के कारण धातु का जोड़ होता है। घर्षण हलचल वेल्डिंग का मुख्य वेल्डिंग उपकरण एक धातु की छड़ है, जिसमें दो भाग होते हैं: एक कॉलर और एक कंधा।
अपने उभरे हुए हिस्से के साथ, घूमने वाली छड़ सामग्री में डूब जाती है, जिससे तेज गर्मी होती है। इसकी आपूर्ति कंधे से सीमित होती है, जिससे वर्कपीस को वेल्ड करने की अनुमति नहीं मिलती है। हीटिंग ज़ोन में, सामग्री अपनी प्लास्टिसिटी को काफी बढ़ा देती है और कंधे से दबाकर एक एकल द्रव्यमान बनाती है।
अगला चरण वेल्डेड ज़ोन के साथ रॉड की गति है। आगे बढ़ते हुए, कंधा गर्म धातु द्रव्यमान को मिलाता है, जो ठंडा होने के बाद एक मजबूत संबंध बनाता है।
एसटीपी की गुणवत्ता को क्या प्रभावित करता है
फ्रिक्शन स्टिर वेल्डिंग एक निरंतर विकसित होने वाली प्रक्रिया है। लेकिन पहले से ही कई पैरामीटर हैं जो कनेक्शन की गुणवत्ता को प्रभावित करते हैं:
- उपकरण द्वारा उत्पन्न बल।
- फ़ीड रेटवेल्डिंग सिर।
- कंधे की कीमत।
- छड़ी के घूमने की परिधिगत गति।
- झुकाव कोण।
- छड़ी का पोषण बल।
वेल्डिंग की विशेषताओं का हेरफेर आपको भिन्न धातुओं के कनेक्शन को प्राप्त करने की अनुमति देता है। उदाहरण के लिए, एल्यूमीनियम और लिथियम। लिथियम, इसकी कम घनत्व और उच्च शक्ति के कारण, एल्यूमीनियम मिश्र धातु भागों के मिश्र धातु घटक के रूप में कार्य कर सकता है, जो इस तकनीक को एयरोस्पेस उद्योग में उपयोग करने की अनुमति देता है।
फ्रिक्शन स्टिर वेल्डिंग आसानी से फोर्जिंग, स्टैम्पिंग, कास्टिंग की जगह ले सकती है, जब उनका उपयोग मुश्किल-से-मिलान धातुओं से भागों का उत्पादन करने के लिए किया जाता है। उदाहरण के लिए, ऑस्टेनाइट और पर्लाइट संरचना वाले स्टील्स, एल्यूमीनियम या कांस्य से बने स्टील्स।
किस क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है
मोटर वाहन उद्योग जैसे उद्योग लगातार इस बात पर काम कर रहे हैं कि उत्पाद का वजन कम करते हुए उसकी ताकत के गुणों को कैसे बढ़ाया जाए। इस संबंध में, नई सामग्रियों का निरंतर परिचय है जो पहले प्रसंस्करण की जटिलता के कारण अप्राप्य थे। तेजी से, संरचनात्मक तत्व जैसे कि सबफ्रेम और कभी-कभी पूरे शरीर एल्यूमीनियम या एल्यूमीनियम के संयोजन से बने होते हैं।
इस प्रकार, 2012 में, होंडा ने अपने वाहनों के लिए सबफ्रेम बनाने के लिए एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग और फ्रिक्शन स्टिर वेल्डिंग लागू किया। उन्होंने स्टील और एल्यूमीनियम का संयोजन पेश किया।
एल्यूमीनियम से बॉडी वेल्ड के उत्पादन के दौरान धातु की चादरों का बर्न-थ्रू हो सकता है। यह कमी एसटीपी से वंचित है। इसके अलावाबिजली की खपत 1.5-2 गुना कम हो जाती है, उपभोग्य सामग्रियों जैसे वेल्डिंग तार, परिरक्षण गैसों की लागत कम हो जाती है।
कार उत्पादन के अलावा, निम्नलिखित क्षेत्रों में एसटीपी का उपयोग किया जाता है:
- निर्माण उद्योग: एल्युमीनियम सपोर्ट ट्रस, ब्रिज स्पैन।
- रेल परिवहन: फ्रेम, पहिएदार बोगियां, वैगन।
- जहाज निर्माण: बल्कहेड, संरचनात्मक तत्व।
- विमान: ईंधन टैंक, धड़ के पुर्जे।
- खाद्य उद्योग: तरल उत्पादों (दूध, बीयर) के लिए विभिन्न कंटेनर।
- विद्युत उत्पादन: मोटर हाउसिंग, परवलयिक एंटेना।
एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं के अलावा, तांबे के यौगिकों को प्राप्त करने के लिए घर्षण हलचल वेल्डिंग का उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, खर्च किए गए रेडियोधर्मी ईंधन के निपटान के लिए तांबे के कंटेनरों के उत्पादन में।
एसटीपी के लाभ
एफएसडब्ल्यू के अध्ययन ने मिश्र धातुओं के विभिन्न समूहों में शामिल होने पर वेल्डिंग मोड का चयन करना संभव बना दिया। इस तथ्य के बावजूद कि शुरू में FSW को कम गलनांक वाली धातुओं के साथ काम करने के लिए विकसित किया गया था, जैसे कि एल्यूमीनियम (660 ° C), बाद में इसका उपयोग निकल (1455 ° C), टाइटेनियम (1670 ° C), लोहे में शामिल होने के लिए किया जाने लगा। (1538 डिग्री सेल्सियस)।
अनुसंधान से पता चलता है कि इस तरह से प्राप्त वेल्ड पूरी तरह से इसकी संरचना में वेल्ड किए जाने वाले भागों की धातु से मेल खाती है और इसमें उच्च शक्ति संकेतक, कम श्रम लागत और कम अवशिष्ट विरूपण होता है।
सहीचयनित वेल्डिंग मोड निम्नलिखित संकेतकों के अनुसार वेल्ड सामग्री और वेल्ड की जा रही धातु की अनुरूपता की गारंटी देता है:
- थकान शक्ति:
- लचीला और तन्य शक्ति;
- क्रूरता।
अन्य प्रकार की वेल्डिंग पर लाभ
एसटीपी के कई फायदे हैं। उनमें से:
- गैर विषैले। अन्य किस्मों के विपरीत, कोई विद्युत चाप जलता नहीं है, जिसके कारण पिघला हुआ धातु वेल्डिंग क्षेत्र में वाष्पित हो जाता है।
- सीवन गठन की गति में वृद्धि, जिसके परिणामस्वरूप तेज चक्र समय होता है।
- ऊर्जा लागत को आधा करना।
- वेल्ड की आगे की प्रक्रिया की कोई आवश्यकता नहीं है। फ्रिक्शन स्टिर टूल स्ट्रिपिंग की आवश्यकता के बिना एक आदर्श वेल्ड बनाता है।
- अतिरिक्त उपभोग्य सामग्रियों (वेल्डिंग तार, औद्योगिक गैसों, फ्लक्स) की कोई आवश्यकता नहीं है।
- धातु जोड़ों को प्राप्त करने की क्षमता जो अन्य प्रकार की वेल्डिंग के लिए उपलब्ध नहीं हैं।
- वेल्डिंग किनारों की कोई विशेष तैयारी आवश्यक नहीं है, सिवाय सफाई और गिरावट के।
- छिद्रों के बिना एक सजातीय वेल्ड संरचना प्राप्त करना, जिसके परिणामस्वरूप आसान गुणवत्ता नियंत्रण होता है, जो घर्षण हलचल वेल्डिंग GOST R ISO 857-1-2009 के लिए विनियमित होता है।
वेल्ड की गुणवत्ता की जांच कैसे की जाती है
वेल्डिंग की गुणवत्ता दो प्रकार के नियंत्रण द्वारा जांची जाती है। पहले के परिणामस्वरूप प्रोटोटाइप का विनाश शामिल हैदो भागों का कनेक्शन। दूसरा विनाश के बिना सत्यापन की अनुमति देता है। ऑप्टिकल नियंत्रण, ऑडियोमेट्रिक परीक्षा जैसे तरीकों का उपयोग किया जाता है। यह छिद्रों और अमानवीय समावेशन की उपस्थिति को निर्धारित करने में मदद करता है जो सीम की विशेषताओं को नीचा दिखाते हैं। ध्वनि नियंत्रण के परिणाम एक आरेख है जो स्पष्ट रूप से उन स्थानों को दिखाता है जहां ध्वनिक प्रतिध्वनि आदर्श से विचलित होती है।
विधि के नुकसान
कई फायदों के साथ, घर्षण वेल्डिंग विधि के साथ-साथ नुकसान भी हैं:
- गतिशीलता की कमी। एसटीपी में निश्चित भागों का कनेक्शन शामिल है, जो अंतरिक्ष में सख्ती से तय होता है। यह घर्षण हलचल वेल्डिंग उपकरण, जैसे गतिहीनता पर कुछ गुण लगाता है।
- कम बहुमुखी प्रतिभा। भारी उपकरण एक ही प्रकार के संचालन करने के लिए कॉन्फ़िगर किया गया है। इस संबंध में, वेल्डिंग के लिए उपकरण विशिष्ट कार्यों के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। उदाहरण के लिए, कन्वेयर पर कार के साइडवॉल वेल्डिंग के लिए, और कुछ नहीं के लिए।
- वेल्डिंग सीम में रेडियल संरचना होती है। इस संबंध में, कुछ प्रकार की विकृति के साथ या जब भाग को आक्रामक वातावरण में संचालित किया जाता है, तो वेल्ड थकान जमा हो सकती है।
कार्रवाई के सिद्धांत के अनुसार एसटीपी की किस्में
घर्षण पर आधारित वेल्डिंग प्रक्रियाओं को कई प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है:
- रैखिक घर्षण। विधि का सार एक घूर्णन टिप की कार्रवाई के परिणामस्वरूप नहीं, बल्कि एक दूसरे के सापेक्ष भागों की गति के कारण एक स्थायी कनेक्शन प्राप्त करना है। संपर्क के बिंदु पर सतह पर अभिनय करते हुए, वे बनाते हैंघर्षण और फलस्वरूप उच्च तापमान। दबाव में, आस-पास के हिस्से पिघल जाते हैं, और एक वेल्डेड जोड़ बन जाता है।
- रेडियल वेल्डिंग। इस विधि का उपयोग बड़े-व्यास के कंटेनरों, रेलवे टैंकों के उत्पादन के लिए किया जाता है। यह इस तथ्य तक उबलता है कि भागों के जोड़ों को बाहर की ओर पहने हुए एक घूमने वाली अंगूठी द्वारा गर्म किया जाता है। घर्षण से, यह तापमान को गलनांक के करीब लाता है। इस तकनीक का उपयोग करने वाले उद्यम का एक उदाहरण चेबोक्सरी टैंक कार निर्माता सेस्पेल है। घर्षण हलचल वेल्डिंग वेल्डिंग कार्य का बड़ा हिस्सा लेती है।
- स्टड वेल्डिंग। यह किस्म कीलक कनेक्शन की जगह लेती है। इस प्रकार का उपयोग ओवरलैप कनेक्शन के लिए किया जाता है। संपर्क के बिंदु पर घूर्णन पिन वेल्ड किए जाने वाले भागों को गर्म करता है। उच्च तापमान से, पिघलने लगता है, और पिन अंदर घुस जाता है। ठंडा होने पर, यह एक मजबूत स्थायी संबंध बनाता है।
कठिनाई स्तर से एसटीपी की किस्में
घर्षण का उपयोग करके किए गए वेल्डिंग संचालन को प्लानर और वॉल्यूमेट्रिक में विभाजित किया जा सकता है। इन किस्मों के बीच मुख्य अंतर यह है कि पहले मामले में, दो-आयामी अंतरिक्ष में वेल्ड बनता है, और दूसरे में - त्रि-आयामी अंतरिक्ष में।
इस प्रकार, तलीय जोड़ों के लिए, वेल्डिंग उपकरण निर्माता ESAB ने 2D LEGIO मशीन विकसित की है। यह विभिन्न अलौह धातुओं के लिए अनुकूलन योग्य घर्षण हलचल वेल्डिंग प्रणाली है। विभिन्न आकार समूहउपकरण आपको छोटे और बड़े आकार के भागों को वेल्ड करने की अनुमति देता है। अंकन के अनुसार, LEGIO उपकरण में कई लेआउट होते हैं, जो वेल्डिंग हेड्स की संख्या, कई अक्षीय दिशाओं में वेल्ड करने की क्षमता में भिन्न होते हैं।
अंतरिक्ष में जटिल स्थिति वाले वेल्डिंग कार्य के लिए 3डी रोबोट हैं। ऐसे उपकरण ऑटोमोबाइल कन्वेयर पर स्थापित होते हैं, जहां एक जटिल कॉन्फ़िगरेशन के वेल्ड की आवश्यकता होती है। ऐसे रोबोट का एक उदाहरण ESAB का Rosio है।
निष्कर्ष
एसटीपी की तुलना पारंपरिक प्रकार की वेल्डिंग से की जाती है। इसका व्यापक उपयोग न केवल आर्थिक लाभ का वादा करता है, बल्कि उत्पादन में कार्यरत लोगों के स्वास्थ्य के संरक्षण का भी वादा करता है।
