जलमग्न आर्क वेल्डिंग क्या है?

आधुनिक भारी उद्योग और स्टील पाइप निर्माण में सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली और कुशल स्वचालित वेल्डिंग प्रक्रियाओं में से एक हैसबमर्ज्ड आर्क वेल्डिंग(देखा)। एक परिपक्व तकनीक के रूप में, SAW में जलमग्न चाप, फ्लक्स सुरक्षा, गहरी पैठ, स्थिर वेल्डिंग गुणवत्ता और कम छींटे जैसी विशेषताएं हैं। एमआईजी और टीआईजी (ओपन आर्क) वेल्डिंग विधियों के विपरीत, जलमग्न आर्क वेल्डिंग का पूरा आर्क और पिघला हुआ पूल पूरी तरह से फ्लक्स द्वारा कवर और संरक्षित होता है, इस प्रकार वेल्डिंग क्षेत्र को हवा से अलग किया जाता है और ऑक्सीकरण दोषों से बचा जाता है। जब से औद्योगिक उत्पादन शुरू हुआ, जलमग्न आर्क वेल्डिंग सर्पिल वेल्डेड पाइपों, मोटी दीवार वाली स्टील संरचनाओं, दबाव वाहिकाओं, बॉयलर निर्माण, जहाज निर्माण और बड़े उपकरण निर्माण के लिए मुख्य वेल्डिंग प्रक्रिया बन गई है। मोटी प्लेट वेल्डिंग के लिए इसकी उपयुक्तता, मजबूत वर्तमान क्षमता और स्वचालन में आसानी के कारण, जलमग्न आर्क वेल्डिंग ने भारी उद्योग विनिर्माण में एक अपूरणीय स्थान पर कब्जा कर लिया है।

मूल परिभाषा और कार्य सिद्धांत

जलमग्न आर्क वेल्डिंग एक स्वचालित या अर्ध स्वचालित आर्क वेल्डिंग प्रक्रिया है जो भराव सामग्री के रूप में ठोस तार का उपयोग करती है औरफ्लक्ससुरक्षात्मक माध्यम के रूप में. इस प्रक्रिया की मुख्य विशेषता यह है कि वेल्डिंग प्रक्रिया के दौरान, चाप फ्लक्स परत से ढका होता है, और कोई खुली लौ नहीं देखी जा सकती है। वेल्डिंग की संपूर्ण धातुकर्म प्रतिक्रिया एक सीलबंद स्लैग संरक्षण वातावरण में पूरी की जाती है।

इसके कार्य सिद्धांत को चार चरणों में विभाजित किया जा सकता है: चाप प्रज्वलन, ताप पिघलना, धातुकर्म प्रतिक्रिया, और स्लैग गठन संरक्षण। जब वेल्डिंग मशीन चालू होती है, तो वेल्डिंग तार और वर्कपीस के बीच शॉर्ट सर्किट एक क्षणिक करंट उत्पन्न करता है, जिससे आर्क प्रज्वलित हो जाता है। साथ ही, उच्च तापमान वाली चाप ऊष्मा आसपास के फ्लक्स, वेल्डिंग तार और आधार सामग्री को पिघला देती है। पिघला हुआ प्रवाह एक चिपचिपी और घनी तरल स्लैग परत बनाता है जो उच्च तापमान वाले पिघले हुए पूल को पूरी तरह से कवर कर सकता है। यह स्लैग परत हवा में ऑक्सीजन, नाइट्रोजन और जल वाष्प को अलग कर सकती है, जिससे हानिकारक गैसों को वेल्ड सीम में प्रवेश करने से रोका जा सकता है। इसी समय, पिघले हुए स्लैग और पिघले हुए स्टील के बीच जटिल धातुकर्म प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला होती है, जैसे डीऑक्सीडेशन, डिसल्फराइजेशन और डीफॉस्फोराइजेशन, जिससे वेल्ड सीम की माइक्रोस्ट्रक्चर को शुद्ध किया जाता है और वेल्डिंग जोड़ के यांत्रिक गुणों में सुधार होता है। ठंडा होने के बाद, तरल स्लैग वेल्ड सतह पर एक कठोर खोल में जम जाता है, जिसे निकालना आसान होता है और एक चिकना और समान वेल्ड बनता है।

SAW प्रणाली के मुख्य उपकरण और सामग्री

एक पूर्ण जलमग्न आर्क वेल्डिंग प्रणाली में पेशेवर वेल्डिंग उपकरण, वेल्डिंग तार और विशेष फ्लक्स शामिल होते हैं।

1. वेल्डिंग उपकरण

मुख्य उपकरण में मुख्य रूप से एक स्वचालित वेल्डिंग बिजली आपूर्ति, वायर फीडर, वेल्डिंग ट्रॉली या मोबाइल गैन्ट्री सिस्टम, फ्लक्स आपूर्ति और रिकवरी डिवाइस शामिल हैं। वेल्डिंग बिजली की आपूर्ति चाप के निरंतर और स्थिर दहन को सुनिश्चित करने के लिए स्थिर वर्तमान और वोल्टेज प्रदान करती है। स्वचालित वायर फीडर वायर फीडिंग गति को सटीक रूप से नियंत्रित कर सकता है और आर्क रुकावट और अस्थिर पिघले हुए पूल से बचने के लिए इसे वेल्डिंग गति की गति से मिला सकता है। वॉकिंग ट्रॉली वेल्डिंग गन को एक समान गति से चलाने के लिए चलाती है, जिससे वेल्ड की चौड़ाई और प्रवेश गहराई की स्थिरता सुनिश्चित होती है। इसके अलावा, स्वचालित फ्लक्स परिसंचरण प्रणाली फ्लक्स के स्वचालित प्रसार और पुनर्प्राप्ति को प्राप्त कर सकती है, न केवल वेल्डिंग प्रक्रिया के दौरान निरंतर सुरक्षा सुनिश्चित करती है, बल्कि सामग्री उपयोग में भी सुधार करती है और जिससे उत्पादन लागत कम हो जाती है।

2. वेल्डिंग तार और फ्लक्स

जलमग्न आर्क वेल्डिंग धातुकर्म अनुकूलन प्राप्त करने के लिए वेल्डिंग तार और फ्लक्स के संयुक्त प्रभाव पर निर्भर करती है। वेल्डिंग तार भराव धातु और मिश्र धातु तत्व प्रदान करता है, जबकि फ्लक्स एक सुरक्षात्मक, डीऑक्सीडाइजिंग और अशुद्धता हटाने वाले एजेंट के रूप में कार्य करता है। विभिन्न प्रकार के स्टील, जैसे कार्बन स्टील, कम {{2}मिश्र धातु उच्च {{3}शक्ति स्टील, और पाइपलाइन स्टील, को संबंधित तटस्थ, अम्लीय या क्षारीय फ्लक्स की आवश्यकता होती है। उनमें से, क्षारीय फ्लक्स में अपेक्षाकृत मजबूत अशुद्धता हटाने की क्षमता होती है, जो वेल्ड की निम्न तापमान कठोरता और दरार प्रतिरोध में काफी सुधार कर सकती है, और उच्च मानक पाइपलाइन और दबाव पोत वेल्डिंग के लिए उपयुक्त हैं; अम्लीय फ्लक्स में अच्छी प्रक्रिया प्रदर्शन, स्थिर चाप और सुंदर वेल्ड गठन होता है, और मुख्य रूप से साधारण संरचनात्मक स्टील की वेल्डिंग के लिए उपयोग किया जाता है।

जलमग्न आर्क वेल्डिंग की पूरी तकनीकी प्रक्रिया

1. वेल्ड से पहले तैयारी

वेल्ड की गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए वेल्ड-पूर्व उपचार एक महत्वपूर्ण कदम है। सबसे पहले, उत्पाद की सतह और वेल्ड क्षेत्र को अच्छी तरह से साफ किया जाना चाहिए, जंग, ऑक्साइड स्केल, तेल के दाग, नमी और अन्य अशुद्धियों को हटाकर छिद्रों, स्लैग समावेशन और अशुद्धियों के कारण होने वाली दरारों जैसे दोषों को रोका जाना चाहिए। दूसरे, आंतरिक जल वाष्प को हटाने के लिए फ्लक्स को एक विशिष्ट उच्च तापमान पर सुखाया जाना चाहिए, जिससे वेल्ड सीम में हाइड्रोजन की मात्रा कम हो जाएगी और हाइड्रोजन प्रेरित ठंडी दरार से बचा जा सकेगा। इसके अलावा, ऑपरेटर को समान प्रवेश परत और अच्छा संलयन सुनिश्चित करने के लिए शीट की मोटाई और वेल्डिंग मानकों के अनुसार वेल्डिंग असेंबली गैप और वेल्ड कोण को समायोजित करने की आवश्यकता होती है।

2. पैरामीटर सेटिंग्स और ट्रायल वेल्डिंग

औपचारिक वेल्डिंग प्रक्रिया से पहले, कर्मचारियों को वेल्डिंग करंट, वोल्टेज, आर्क मूवमेंट स्पीड और तार की लंबाई आदि सहित मुख्य प्रक्रिया पैरामीटर सेट करने की आवश्यकता होती है। करंट वेल्ड की गर्मी इनपुट और प्रवेश गहराई निर्धारित करता है; वोल्टेज वेल्ड सीम की चौड़ाई और वेल्ड बीड की उपस्थिति को नियंत्रित करता है; आर्क गति की गति वेल्डिंग दक्षता और संलयन की गुणवत्ता को प्रभावित करती है। यदि पैरामीटर ठीक से मेल नहीं खाते हैं, तो इसके परिणामस्वरूप अपर्याप्त प्रवेश गहराई, जलन, अपूर्ण संलयन, या असमान वेल्ड गठन हो सकता है। बड़े पैमाने पर उत्पादन में मापदंडों की स्थिरता और योग्य वेल्ड प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए, परीक्षण वेल्डिंग आयोजित की जानी चाहिए।

3. औपचारिक वेल्डिंग और फ्लक्स सुरक्षा

औपचारिक वेल्डिंग प्रक्रिया के दौरान, फ्लक्स आपूर्ति उपकरण वेल्ड सीम पर फ्लक्स को समान रूप से फैलाता है, जिससे फ्लक्स परत की पर्याप्त मोटाई बनती है। वेल्डिंग तार को लगातार डाला जाता है, और इलेक्ट्रिक आर्क फ्लक्स परत के नीचे स्थिर रूप से जलता है। उच्च तापमान वाला विद्युत चाप आधार सामग्री और वेल्डिंग तार को पिघला देता है, जिससे पिघला हुआ पूल बन जाता है। उसी समय, फ्लक्स के पिघलने के बाद, एक सुरक्षात्मक स्लैग परत बनती है, जो हवा को अलग करती है और धातुकर्म शुद्धिकरण को पूरा करती है। वेल्डिंग कार्ट निरंतर और लंबी दूरी की वेल्डिंग प्राप्त करने के लिए निरंतर गति से आगे बढ़ती है। सर्पिल वेल्डेड पाइपों और मोटी दीवार वाली स्टील संरचनाओं के लिए, आमतौर पर डबल साइडेड जलमग्न आर्क वेल्डिंग का उपयोग किया जाता है। पूर्ण प्रवेश और सघन वेल्ड संरचना सुनिश्चित करने के लिए, पहले आंतरिक वेल्ड किया जाता है, उसके बाद बाहरी वेल्ड किया जाता है।

4. वेल्डिंग के बाद उपचार और निरीक्षण

वेल्डिंग पूरी होने के बाद, प्राकृतिक शीतलन की प्रतीक्षा करें और सतह के स्लैग शेल को हटा दें। वेल्ड की सतह अच्छी निर्माण गुणवत्ता के साथ चिकनी और सपाट है। पाइपलाइन स्टील और दबाव वाहिकाओं जैसे उच्च गुणवत्ता वाले उत्पादों के लिए, आंतरिक दरारें, स्लैग समावेशन और अपूर्ण संलयन दोषों का पता लगाने के लिए अल्ट्रासोनिक परीक्षण और एक्स किरण दोष का पता लगाने जैसे पोस्ट-वेल्ड गैर-विनाशकारी परीक्षण की आवश्यकता होती है। साथ ही, यह सत्यापित करने के लिए कि वेल्ड की ताकत और कठोरता औद्योगिक मानकों को पूरा करती है या नहीं, यांत्रिक संपत्ति परीक्षण जैसे तन्य परीक्षण और प्रभाव परीक्षण आयोजित करने की आवश्यकता है।

मुख्य तकनीकी लाभ

औद्योगिक उत्पादन प्रक्रिया में, जलमग्न आर्क वेल्डिंग में मोटी प्लेट वेल्डिंग और लंबी वेल्ड सीम वेल्डिंग में अपूरणीय तकनीकी फायदे हैं। सबसे पहले, फ्लक्स सुरक्षा प्रणाली हवा को पूरी तरह से अलग कर सकती है, जिसके परिणामस्वरूप वेल्ड सीम के अंदर गैस की मात्रा बहुत कम होती है और उत्कृष्ट यांत्रिक गुणों के साथ घनी आंतरिक संरचना होती है। दूसरे, जलमग्न आर्क वेल्डिंग उच्च धाराओं का सामना कर सकती है और बड़ी गर्मी इनपुट प्राप्त कर सकती है, जिसमें अच्छी प्रवेश क्षमता होती है, और यह विशेष रूप से मोटी प्लेट वेल्डिंग के लिए उपयुक्त है जिसे सामान्य वेल्डिंग प्रक्रियाओं द्वारा पूरा नहीं किया जा सकता है। इसके अलावा, इस स्वचालित वेल्डिंग विधि में उच्च उत्पादन क्षमता, स्थिर वेल्डिंग प्रक्रिया, कम दोष दर और मानव श्रम पर बहुत कम निर्भरता है। चौथा, वेल्डिंग के धुएं से होने वाला प्रदूषण काफी हद तक कम हो गया है, जिससे साइट पर काम करने का माहौल और सुरक्षा में सुधार हुआ है। पांचवां, वेल्ड सीम चिकना और एक समान है, लगभग कोई छींटे नहीं है, जो बाद में पीसने और ठीक प्रसंस्करण के कार्यभार को काफी कम करता है, और उत्पादन दक्षता में सुधार करता है।

सीमाएँ

हालाँकि जलमग्न आर्क वेल्डिंग के महत्वपूर्ण फायदे हैं, लेकिन इसकी कुछ तकनीकी सीमाएँ भी हैं। वेल्डिंग प्रक्रिया के दौरान फ्लक्स कवरेज की आवश्यकता के कारण, जलमग्न आर्क वेल्डिंग केवल फ्लैट वेल्डिंग और क्षैतिज वेल्डिंग के लिए उपयुक्त है, और ऊर्ध्वाधर वेल्डिंग और ओवरहेड वेल्डिंग जैसी पूर्ण स्थिति वेल्डिंग प्राप्त नहीं कर सकती है। इसलिए, स्थितिगत सीमाएँ हैं। इसके अलावा, जलमग्न चाप वेल्डिंग पतली प्लेट वेल्डिंग के लिए उपयुक्त नहीं है क्योंकि जलमग्न चाप वेल्डिंग का ताप इनपुट बहुत बड़ा है, जिससे प्लेट विरूपण या जलने का खतरा होता है। साथ ही, वेल्डिंग उपकरण के बड़े आकार के कारण, यह जटिल और अनियमित आकार के छोटे काम के टुकड़ों के साथ-साथ मोबाइल निर्माण परिदृश्यों के लिए उपयुक्त नहीं है। वास्तविक उत्पादन में, सख्त कुंजी प्रक्रिया नियंत्रण किया जाना चाहिए: हाइड्रोजन प्रेरित दरारों को रोकने के लिए फ्लक्स के सुखाने के तापमान को सख्ती से नियंत्रित करें; इलेक्ट्रोड को घुसने या अधिक गर्म होने से बचाने के लिए करंट और वोल्टेज का सटीक मिलान करें; वायु घुसपैठ को रोकने के लिए फ्लक्स की एकसमान कवरेज सुनिश्चित करना; वेल्ड गठन को स्थिर करने के लिए वेल्डिंग गति को उचित रूप से नियंत्रित करें।

मुख्य औद्योगिक अनुप्रयोग

आर्क वेल्डिंग का व्यापक रूप से भारी उद्योग विनिर्माण क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है जहां गुणवत्ता और दक्षता के उच्च मानकों की आवश्यकता होती है।

1. स्टील पाइप उद्योग में, यह सर्पिल वेल्डेड पाइपों और बड़े व्यास अनुदैर्ध्य सीम वेल्डेड पाइपों के लिए एक विशेष वेल्डिंग प्रक्रिया है, और इसका व्यापक रूप से लंबी दूरी की तेल और गैस पाइपलाइनों, नगरपालिका जल आपूर्ति पाइपलाइनों और पवन ऊर्जा इंजीनियरिंग पाइपलाइनों में उपयोग किया जाता है।

2. भारी इस्पात संरचना उद्योग में, जलमग्न आर्क वेल्डिंग तकनीक का उपयोग पुल स्टील प्लेटों, भवन भार वहन संरचनाओं और बंदरगाह मशीनरी निर्माण के लिए किया जाता है।

3. दबाव पोत और बॉयलर निर्माण में, इस तकनीक का उपयोग मोटी दीवार वाले सिलेंडर वेल्डिंग के लिए किया जाता है ताकि उच्च दबाव सहनशीलता और हवा की जकड़न सुनिश्चित की जा सके।

4. जहाज निर्माण और समुद्री इंजीनियरिंग क्षेत्र में, जलमग्न आर्क वेल्डिंग जहाज बॉडी स्टील प्लेटों और अपतटीय प्लेटफ़ॉर्म घटकों की संरचनात्मक स्थिरता और संक्षारण प्रतिरोध सुनिश्चित कर सकती है।

स्वचालन और बुद्धिमान विनिर्माण के निरंतर विकास के साथ, जलमग्न आर्क वेल्डिंग तकनीक धीरे-धीरे बुद्धिमान पैरामीटर समायोजन, रोबोट सहयोगी वेल्डिंग और कुशल वेल्डिंग की ओर विकसित हो रही है, जो औद्योगिक उत्पादन दक्षता को और बढ़ा रही है।

जलमग्न आर्क वेल्डिंग एक कुशल, उच्च गुणवत्ता वाली और अत्यधिक स्वचालित वेल्डिंग प्रक्रिया है जो फ्लक्स और धातुकर्म शुद्धि की सुरक्षा के माध्यम से वेल्डिंग प्राप्त करती है। पारंपरिक स्लॉट आर्क वेल्डिंग के विपरीत, जलमग्न आर्क वेल्डिंग सुरक्षा के लिए दानेदार फ्लक्स का उपयोग करती है, बंद वेल्डिंग को सक्षम करती है, सरंध्रता दोषों को प्रभावी ढंग से समाप्त करती है और वेल्ड धातु को शुद्ध करती है, जिसके परिणामस्वरूप बेहतर यांत्रिक गुण होते हैं। इसमें गहरी पैठ, स्थिर प्रक्रिया, सौंदर्यपूर्ण वेल्ड उपस्थिति और कम दोष दर जैसे महत्वपूर्ण फायदे हैं। यह विशेष रूप से मोटी प्लेटों, लंबे वेल्ड और बड़े पैमाने पर औद्योगिक उत्पादन के लिए उपयुक्त है।

हालाँकि वेल्डिंग पोजीशन और पतली प्लेट वेल्डिंग में इसकी कुछ सीमाएँ हैं, फिर भी यह भारी उद्योग, पाइपलाइन निर्माण, दबाव पोत उत्पादन और इस्पात संरचना इंजीनियरिंग में प्रमुख स्थान रखता है। भविष्य में, वेल्डिंग तकनीक और स्वचालित नियंत्रण प्रणालियों में निरंतर नवाचार के साथ, जलमग्न आर्क वेल्डिंग उच्च वेल्डिंग दक्षता, कम दोष दर और अधिक स्थिर वेल्डिंग प्रदर्शन प्राप्त करेगी, जो आधुनिक औद्योगिक बुनियादी ढांचे के निर्माण का समर्थन करने वाली एक कोर वेल्डिंग प्रक्रिया बनी रहेगी।