स्टील अपनी ताकत और स्थायित्व के लिए प्रसिद्ध है, जिससे यह निर्माण, निर्माण और इंजीनियरिंग में एक प्रधान है। जब स्टील के टुकड़े वेल्डिंग से जुड़ जाते हैं, तो एक महत्वपूर्ण सवाल उठता है: "क्या स्टील के समान ही एक वेल्ड है?" उत्तर वेल्डिंग प्रक्रिया, भराव सामग्री, संयुक्त डिजाइन और वेल्ड की गुणवत्ता सहित कई कारकों पर निर्भर करता है। आदर्श स्थितियों में, एक कुएं - निष्पादित वेल्ड मैच कर सकते हैं या यहां तक कि बेस स्टील की ताकत से अधिक हो सकते हैं। हालांकि, तकनीक या सामग्री चयन में खामियां वेल्ड को स्टील से जुड़ने की तुलना में कमजोर छोड़ सकती हैं।
स्टील की तुलना में वेल्ड कैसे ताकत प्राप्त करते हैं
एक वेल्ड की ताकत बेस स्टील के साथ एक धातुकर्म बंधन बनाने की अपनी क्षमता से उपजी है। वेल्डिंग के दौरान, आधार धातु और भराव सामग्री (यदि उपयोग किया जाता है) को एक पिघला हुआ राज्य में गर्म किया जाता है, जिससे उनके परमाणुओं को संयुक्त पर इंटरमिक्स करने की अनुमति मिलती है। जैसा कि वेल्ड ठंडा होता है, यह मिश्रण एक ठोस, एकीकृत संरचना बनाता है जहां वेल्ड और बेस स्टील के बीच की सीमा आणविक स्तर पर लगभग अप्रभेद्य हो जाती है। जब सही ढंग से किया जाता है, तो यह बंधन संयुक्त में समान रूप से तनाव वितरित करता है, जैसे कि यह स्टील के एक टुकड़े के माध्यम से प्रवाहित होगा।
भराव सामग्री स्टील की ताकत से मेल खाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। वेल्डर फिलर मेटल्स का चयन करते हैं (जैसे कि हल्के स्टील के लिए E7018 इलेक्ट्रोड) को बेस स्टील की तन्यता ताकत से मेल खाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। हल्के स्टील में आमतौर पर 60,000-80,000 पीएसआई (प्रति वर्ग इंच पाउंड) की तन्यता ताकत होती है, और ई 7018 भराव धातु 70,000 पीएसआई - को प्रभावी रूप से आधार सामग्री से मेल खाने के लिए तैयार किया जाता है। उच्च - ताकत स्टील (जैसे, 100,000 पीएसआई तन्यता ताकत) के लिए, E11018-G जैसे विशेष भराव का उपयोग यह सुनिश्चित करने के लिए किया जाता है कि वेल्ड स्टील के प्रदर्शन के साथ गति बनाए रखें।
संयुक्त डिजाइन यह भी प्रभावित करता है कि क्या एक वेल्ड स्टील की ताकत से मेल खा सकता है। एक ठीक से डिज़ाइन किया गया संयुक्त - जैसे कि एक पूर्ण - पैठ बट वेल्ड (जहां वेल्ड स्टील की पूरी मोटाई में प्रवेश करता है) - आधार धातु के साथ वेल्ड के संपर्क क्षेत्र को अधिकतम करता है। यह वेल्ड को आसपास के स्टील के साथ समान रूप से लोड साझा करने की अनुमति देता है। उदाहरण के लिए, एक पूर्ण - प्रवेश एक {- इंच मोटी हल्के स्टील प्लेट पर वेल्ड वेल्ड, एक मिलान भराव का उपयोग करते हुए, आमतौर पर बेस स्टील में विफल हो जाएगा (वेल्ड नहीं) जब चरम बल के अधीन किया जाता है - एक स्पष्ट संकेत वेल्ड के रूप में मजबूत होता है।
जब वेल्ड स्टील की तुलना में कमजोर हो सकता है
उनकी क्षमता के बावजूद, वेल्ड्स से बचाव योग्य या अपरिहार्य कारकों के कारण स्टील की ताकत से कमी हो सकती है:
वेल्डिंग दोष
वेल्ड में दोष कम ताकत का एक प्राथमिक कारण है। पोरसिटी (वेल्ड में फंसे छोटे गैस के बुलबुले) कमजोर धब्बे बनाते हैं जहां तनाव ध्यान केंद्रित कर सकता है, वेल्ड की तन्यता ताकत को कम करता है। 5% पोरसिटी के साथ एक वेल्ड अपनी इच्छित शक्ति का 10-15% खो सकता है। अधूरा फ्यूजन - जहां वेल्ड बेस स्टील के साथ पूरी तरह से बॉन्ड करने में विफल रहता है - गैप्स को छोड़ देता है जो दरारें की तरह काम करता है, जिससे वेल्ड को लोड के नीचे तोड़ने का खतरा होता है। इसी तरह, अंडरकट (वेल्ड किनारों के साथ ग्रूव्स) संयुक्त के प्रभावी क्रॉस - अनुभागीय क्षेत्र को कम कर देता है, इसे अटूट स्टील की तुलना में कमजोर करता है।
गर्मी - प्रभावित क्षेत्र (HAZ) मुद्दे
वेल्डिंग की गर्मी वेल्ड के पास स्टील के माइक्रोस्ट्रक्चर को बदल देती है, जिससे एक गर्मी - प्रभावित क्षेत्र (HAZ) बनती है। कुछ स्टील्स में - विशेष रूप से उच्च - कार्बन या मिश्र धातु स्टील्स - वेल्डिंग के बाद तेजी से ठंडा हो सकता है, जो खतरनाक भंगुर बना सकता है। यह भंगुरता तनाव को अवशोषित करने के लिए HAZ की क्षमता को कम करती है, जिससे संयुक्त इस क्षेत्र में विफल हो जाता है, भले ही वेल्ड स्वयं मजबूत हो। उदाहरण के लिए, वेल्डिंग उच्च - ताकत कम - मिश्र धातु (HSLA) स्टील के बिना उचित प्रीहीटिंग या पोस्ट - वेल्ड हीट ट्रीटमेंट वेल्ड और बेस स्टील दोनों की तुलना में खतरे को कमजोर छोड़ सकता है।
बेमेल सामग्री
बेस स्टील की तुलना में कम ताकत के साथ एक भराव सामग्री का उपयोग करना एक कमजोर वेल्ड की गारंटी देता है। यदि हल्के स्टील (60,000 पीएसआई) को कम - शक्ति स्टील (40,000 पीएसआई) के लिए डिज़ाइन किए गए भराव के साथ वेल्डेड किया जाता है, तो वेल्ड बेस धातु से पहले विफल हो जाएगा। इसी तरह, एक संगत भराव के बिना वेल्डिंग डिसिमिलर स्टील्स (जैसे, हल्के स्टील से स्टेनलेस स्टील) वेल्ड में भंगुर इंटरमेटेलिक यौगिक बना सकते हैं, जो कि आधार सामग्री के नीचे अपनी ताकत को कम कर सकता है।
गरीब संयुक्त डिजाइन
एक खराब डिज़ाइन किया गया संयुक्त भी सबसे अच्छा वेल्ड को कम करता है। उदाहरण के लिए, एक छोटे पैर की लंबाई के साथ एक पट्टिका वेल्ड, बेस स्टील की तुलना में एक छोटा क्रॉस - अनुभागीय क्षेत्र है, इसके लोड - असर क्षमता को सीमित करता है। एक संयुक्त के साथ पतले स्टील को वेल्डिंग करें जो एक तनाव एकाग्रता बनाता है - जैसे कि एक तेज कोने - वेल्ड को तनाव के तहत विफल करने का कारण बन सकता है, भले ही वेल्ड धातु स्वयं मजबूत हो।
वेल्ड और स्टील की ताकत की तुलना करने के लिए परीक्षण
यह निर्धारित करने के लिए कि एक वेल्ड स्टील की ताकत से मेल खाता है, इंजीनियर तन्यता परीक्षण का उपयोग करते हैं। वेल्डेड संयुक्त का एक नमूना एक मशीन में अलग किया जाता है, और इसे तोड़ने के लिए आवश्यक बल को मापा जाता है। यदि नमूना बेस स्टील (वेल्ड या हेज़ नहीं) में टूट जाता है, तो वेल्ड को स्टील के समान मजबूत होने की पुष्टि की जाती है। यदि यह वेल्ड या खतरे में टूट जाता है, तो वेल्ड कमजोर होता है, और प्रक्रिया में समायोजन की आवश्यकता होती है।
उदाहरण के लिए, एक ठीक से वेल्डेड हल्के स्टील संयुक्त पर एक तन्यता परीक्षण आमतौर पर एक ही आयाम के एक ठोस स्टील बार के बराबर एक ब्रेकिंग बल दिखाएगा। यह पुष्टि करता है कि वेल्ड ने बेस स्टील के रूप में एक वेल्ड के लिए "मूल धातु की शक्ति" - उद्योग शब्दावली प्राप्त की है।
वास्तविक - वेल्ड ताकत के विश्व उदाहरण
ब्रिज गर्डर्स या बिल्डिंग फ्रेम जैसे संरचनात्मक अनुप्रयोगों में, वेल्ड्स को स्टील बीम की ताकत से मेल खाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इन संरचनाओं में वेल्डेड जोड़ों को यह सुनिश्चित करने के लिए कठोर परीक्षण से गुजरना पड़ता है कि वे स्टील के समान भार का सामना कर सकते हैं। इसी तरह, मोटर वाहन निर्माण में, चेसिस घटकों में वेल्ड्स को स्टील फ्रेम के रूप में मजबूत होने के लिए इंजीनियर किया जाता है, यह सुनिश्चित करते हुए कि वाहन टकराव में संरचनात्मक अखंडता को बनाए रखता है।
इसके विपरीत, कम - तनाव अनुप्रयोगों में वेल्ड्स - जैसे कि सजावटी मेटलवर्क - को स्टील की ताकत से मेल खाने की आवश्यकता नहीं हो सकती है। एक वेल्ड एक स्टील रेलिंग को एक पोस्ट के लिए पकड़े हुए, उदाहरण के लिए, केवल हल्के भार का समर्थन करने की आवश्यकता है, इसलिए मामूली कमजोरियां स्वीकार्य हैं।
निष्कर्ष
एक वेल्ड स्टील की तरह ही मजबूत हो सकता है, लेकिन यह सावधानीपूर्वक निष्पादन पर निर्भर करता है। एक अच्छी तरह से - डिजाइन किया गया संयुक्त, मिलान भराव सामग्री, उचित वेल्डिंग तकनीक, और पोस्ट पर ध्यान - वेल्ड उपचार (जैसे मिश्र धातु स्टील्स के लिए गर्मी उपचार) वेल्ड्स को बेस स्टील के समान शक्ति प्राप्त करने की अनुमति देता है। हालांकि, दोष, भौतिक बेमेल, या खराब प्रक्रिया नियंत्रण वेल्ड को कमजोर छोड़ देगा।
महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में, जहां सुरक्षा और स्थायित्व सर्वोपरि हैं, वेल्ड को सख्ती से परीक्षण किया जाता है ताकि वे यह सुनिश्चित कर सकें कि वे स्टील की ताकत को पूरा करते हैं या उससे अधिक हैं। अधिकांश व्यावहारिक उद्देश्यों के लिए, उचित प्रशिक्षण और मानकों के पालन के साथ, वेल्ड्स मज़बूती से स्टील की ताकत से मेल खा सकते हैं जो वे - में शामिल होते हैं, वेल्डिंग को स्टील संरचनाओं में मजबूत, स्थायी कनेक्शन बनाने के लिए एक विश्वसनीय विधि बनाते हैं।
