दबाव वाहिकाओं के निर्माण में, जब सिलेंडर के अनुदैर्ध्य वेल्ड को वेल्ड करने के लिए जलमग्न चाप वेल्डिंग का उपयोग किया जाता है, तो अनुदैर्ध्य वेल्ड के अंत में या उसके पास अक्सर दरारें उत्पन्न हो जाती हैं (जिन्हें आगे टर्मिनल दरारें कहा जाता है)।
कई लोगों ने इसका अध्ययन किया है, और उन्हें लगता है कि टर्मिनल दरार का मुख्य कारण यह है कि जब वेल्डिंग चाप अनुदैर्ध्य वेल्ड के अंत के करीब होता है, तो वेल्ड अक्षीय दिशा में फैलता है और विकृत होता है, और ऊर्ध्वाधर अक्षीय दिशा में अनुप्रस्थ तनाव के साथ होता है। खुला विरूपण;
रोलिंग, विनिर्माण और संयोजन की प्रक्रिया में, सिलेंडर में ठंडा काम सख्त तनाव और असेंबली तनाव भी होता है; वेल्डिंग प्रक्रिया के दौरान, टर्मिनल पोजिशनिंग वेल्ड और आर्क स्ट्राइक प्लेट के संयम के कारण, वेल्ड के अंत में एक बड़ा खिंचाव तनाव उत्पन्न होता है;
जब आर्क टर्मिनल पोजिशनिंग वेल्ड और आर्क स्ट्राइक प्लेट पर जाता है, तो इस हिस्से के थर्मल विस्तार और विरूपण के कारण, वेल्ड के अंत में अनुप्रस्थ तन्यता तनाव शिथिल हो जाता है, और संयम बल कम हो जाता है, जिससे वेल्ड धातु जो वेल्ड के अंत में जम गई है, कम हो जाती है। बड़े तन्यता तनाव के कारण टर्मिनल दरारें बनती हैं।
कारणों के उपरोक्त विश्लेषण के आधार पर दो समाधान प्रस्तावित हैं:
एक है आर्क स्ट्राइक प्लेट की चौड़ाई बढ़ाना ताकि उसका बंधन बल बढ़ सके;
दूसरा तरीका है स्लॉटेड इलास्टिक रेस्ट्रेंट आर्क-स्टार्टिंग प्लेट का उपयोग करना।
हालाँकि, व्यवहार में उपरोक्त प्रतिउपायों को अपनाने के बाद भी समस्या का प्रभावी ढंग से समाधान नहीं हो पाया है:
उदाहरण के लिए, हालांकि लोचदार संयम चाप इग्निशन प्लेट का उपयोग किया जाता है, अनुदैर्ध्य वेल्ड की टर्मिनल दरार अभी भी उत्पन्न होगी, और टर्मिनल दरार अक्सर तब होती है जब वेल्डिंग की मोटाई छोटी होती है, कठोरता छोटी होती है और सिलेंडर शरीर को जबरन इकट्ठा किया जाता है;
हालांकि, जब सिलेंडर के अनुदैर्ध्य वेल्ड के विस्तारित हिस्से में एक उत्पाद परीक्षण प्लेट होती है, हालांकि टैक वेल्डिंग की स्थिति उत्पाद परीक्षण प्लेट के बिना समान होती है, अनुदैर्ध्य सीम शायद ही कभी टर्मिनल दरारें उत्पन्न करने के लिए उत्पन्न होती है।
बार-बार परीक्षण और विश्लेषण के बाद, यह पाया गया कि अनुदैर्ध्य सीम टर्मिनल दरारों की उत्पत्ति न केवल टर्मिनल वेल्ड पर अपरिहार्य बड़े तन्य तनाव से संबंधित है, बल्कि कई अन्य अत्यंत महत्वपूर्ण कारणों से भी संबंधित है।
एक. टर्मिनल दरारों के कारणों का विश्लेषण
1. टर्मिनल वेल्ड के तापमान क्षेत्र में परिवर्तन
आर्क वेल्डिंग के दौरान, जब वेल्डिंग ताप स्रोत अनुदैर्ध्य वेल्ड के अंत के करीब होता है, तो वेल्ड के अंत में सामान्य तापमान क्षेत्र बदल जाएगा, और यह अंत के जितना करीब होगा, परिवर्तन उतना ही अधिक होगा।
चूंकि आर्क पायलट प्लेट का आकार सिलेंडर की तुलना में बहुत छोटा है, इसकी ताप क्षमता भी बहुत छोटी है, और आर्क पायलट प्लेट और सिलेंडर केवल टैक वेल्डिंग द्वारा जुड़े हुए हैं, इसलिए उनमें से अधिकांश को असंतत माना जा सकता है।
इसलिए, टर्मिनल वेल्ड की गर्मी हस्तांतरण की स्थिति बहुत खराब है, जिसके परिणामस्वरूप भाग के स्थानीय तापमान में वृद्धि होगी, पिघले हुए पूल का आकार बदल जाएगा, प्रवेश की गहराई भी बढ़ जाएगी, और पिघले हुए पूल का उच्च तापमान पर रहने का समय भी लंबा हो जाएगा। पिघले हुए पूल के जमने की गति धीमी हो जाती है, खासकर जब आर्क इग्निशन प्लेट का आकार बहुत छोटा होता है, और आर्क इग्निशन प्लेट और सिलेंडर के बीच का टैक वेल्ड बहुत छोटा या बहुत पतला होता है।
2. वेल्डिंग ताप इनपुट का प्रभाव
चूंकि जलमग्न चाप वेल्डिंग में उपयोग की जाने वाली वेल्डिंग ऊष्मा इनपुट अक्सर अन्य वेल्डिंग विधियों की तुलना में बहुत बड़ी होती है, प्रवेश गहराई बड़ी होती है, जमा धातु की मात्रा बड़ी होती है, और यह एक फ्लक्स परत द्वारा कवर होती है, इसलिए पिघला हुआ पूल बड़ा होता है और पिघले हुए पूल के जमने की गति और वेल्ड की शीतलन दर अन्य वेल्डिंग विधियों की तुलना में धीमी होती है, जिसके परिणामस्वरूप मोटे दाने और अधिक गंभीर अलगाव होता है, जिसने गर्म दरारों की पीढ़ी के लिए बेहद अनुकूल परिस्थितियां बनाई हैं।
इसके अलावा, वेल्डिंग सीम का पार्श्व संकोचन अंतराल के उद्घाटन की तुलना में बहुत छोटा है, ताकि टर्मिनल भाग का पार्श्व तन्य बल अन्य वेल्डिंग विधियों की तुलना में बड़ा हो। यह विशेष रूप से बेवल वाली मध्यम प्लेटों और बिना बेवल वाली पतली प्लेटों के लिए सच है।
3. अन्य परिस्थितियाँ
यदि जबरन असेंबली होती है, तो असेंबली की गुणवत्ता आवश्यकताओं को पूरा नहीं करती है, और आधार धातु में एस और पी जैसी अशुद्धियों की सामग्री बहुत अधिक होती है और पृथक्करण होता है, जिससे दरारें भी आएंगी।
दो: टर्मिनल दरारों की प्रकृति
टर्मिनल दरारें अपनी प्रकृति के अनुसार गर्म दरारों से संबंधित हैं, और गर्म दरारों को उनके गठन के चरणों के अनुसार क्रिस्टलीय दरारों और उप-ठोस दरारों में विभाजित किया जा सकता है। हालाँकि जिस हिस्से में टर्मिनल दरार बनती है वह कभी-कभी टर्मिनल होता है, कभी-कभी टर्मिनल के आसपास के क्षेत्र से 150 मिमी के भीतर, कभी-कभी यह एक सतही दरार होती है, कभी-कभी यह एक आंतरिक दरार होती है, और अधिकांश मामलों में टर्मिनल के आसपास की आंतरिक दरारें होती हैं।
यह देखा जा सकता है कि टर्मिनल दरार की प्रकृति मूल रूप से एक उप-ठोस दरार है, अर्थात, जब वेल्ड टर्मिनल अभी भी तरल अवस्था में है, हालांकि टर्मिनल के पास पिघला हुआ पूल जम गया है, यह अभी भी ठोस से थोड़ा नीचे एक उच्च तापमान पर है। शून्य-शक्ति अवस्था में, दरारें टर्मिनल पर जटिल वेल्डिंग तनाव (मुख्य रूप से तन्य तनाव) की कार्रवाई के तहत उत्पन्न होती हैं,
सतह के पास वेल्ड की सतह परत गर्मी को नष्ट करना आसान है, तापमान अपेक्षाकृत कम है, और इसमें एक निश्चित ताकत और उत्कृष्ट प्लास्टिसिटी है, इसलिए टर्मिनल दरार अक्सर वेल्ड के अंदर मौजूद होती है और नग्न आंखों से इसका पता नहीं लगाया जा सकता है।
तीन. टर्मिनल दरारों को रोकने के उपाय
टर्मिनल दरारों के कारणों के उपरोक्त विश्लेषण से, यह देखा जा सकता है कि जलमग्न चाप वेल्डिंग अनुदैर्ध्य सीमों की टर्मिनल दरारों को दूर करने के लिए सबसे महत्वपूर्ण उपाय हैं:
1. आर्क पायलट प्लेट का आकार उचित रूप से बढ़ाएं
लोग अक्सर आर्क स्ट्राइक प्लेट के महत्व से पर्याप्त रूप से परिचित नहीं होते हैं, उन्हें लगता है कि आर्क स्ट्राइक प्लेट का कार्य केवल आर्क क्लोजिंग के दौरान आर्क क्रेटर को वेल्डमेंट के बाहर ले जाना है। स्टील को बचाने के लिए, कुछ लोग आर्क पायलट प्लेट को बहुत छोटा बनाते हैं और एक वास्तविक "आर्क पायलट प्लेट" बन जाते हैं। ये प्रथाएँ बहुत गलत हैं। आर्क इग्निशन प्लेट के चार कार्य हैं:
(1) आर्क स्ट्राइकिंग के दौरान वेल्ड के टूटे हुए हिस्से को और आर्क क्लोजिंग के दौरान आर्क क्रेटर को वेल्डमेंट के बाहर ले जाएं।
(2) अनुदैर्ध्य सीम के टर्मिनल भाग के संयम को मजबूत करें, और टर्मिनल भाग द्वारा उत्पन्न बड़े तन्य तनाव को सहन करें।
(3) टर्मिनल भाग के तापमान क्षेत्र में सुधार करें, जो गर्मी चालन के लिए अनुकूल है और टर्मिनल भाग का तापमान बहुत अधिक नहीं बनाता है।
(4) टर्मिनल पर चुंबकीय क्षेत्र वितरण में सुधार करें और चुंबकीय विक्षेपण की डिग्री को कम करें।
उपरोक्त चार उद्देश्यों को प्राप्त करने के लिए, आर्क स्ट्राइक प्लेट का आकार पर्याप्त होना चाहिए, और मोटाई वेल्डमेंट के समान होनी चाहिए। आकार वेल्डमेंट के आकार और स्टील प्लेट की मोटाई से निर्धारित किया जाना चाहिए। सामान्य दबाव वाहिकाओं के लिए, यह अनुशंसा की जाती है कि लंबाई और चौड़ाई 140 मिमी से कम नहीं होनी चाहिए।
2. आर्क इग्निशन प्लेट की असेंबली और टैक वेल्डिंग पर ध्यान दें
आर्क पायलट प्लेट और सिलेंडर के बीच टैक वेल्डिंग में पर्याप्त लंबाई और मोटाई होनी चाहिए। आम तौर पर, टैक वेल्ड की लंबाई और मोटाई आर्क पायलट प्लेट की चौड़ाई और मोटाई के 80% से कम नहीं होनी चाहिए, और निरंतर वेल्डिंग की आवश्यकता होती है। केवल "स्पॉट" वेल्डिंग करना संभव नहीं है। अनुदैर्ध्य सीम के दोनों किनारों पर, मध्यम और भारी प्लेट के लिए पर्याप्त वेल्ड मोटाई सुनिश्चित की जानी चाहिए, और यदि आवश्यक हो तो एक निश्चित नाली खोली जानी चाहिए।
3. सिलेंडर के टर्मिनल भाग की टैक वेल्डिंग पर ध्यान दें
सिलेंडर को गोल करने के बाद टैक वेल्डिंग के दौरान अनुदैर्ध्य सीम के अंत में संयम को और बढ़ाने के लिए, अनुदैर्ध्य सीम के अंत में टैक वेल्ड की लंबाई 100 मिमी से कम नहीं होनी चाहिए, और वेल्ड की मोटाई पर्याप्त होनी चाहिए, और कोई दरारें नहीं होनी चाहिए, संलयन की कमी जैसे दोष।
4. वेल्डिंग ताप इनपुट को सख्ती से नियंत्रित करें
दबाव वाहिकाओं की वेल्डिंग प्रक्रिया के दौरान, वेल्डिंग गर्मी इनपुट को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, जो न केवल वेल्डेड जोड़ों के यांत्रिक गुणों को सुनिश्चित करने के लिए है, बल्कि दरारों की घटना को रोकने में भी बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। जलमग्न चाप वेल्डिंग के वेल्डिंग करंट की परिमाण का टर्मिनल दरार की संवेदनशीलता पर बहुत प्रभाव पड़ता है, क्योंकि वेल्डिंग करंट की परिमाण सीधे तापमान क्षेत्र और वेल्डिंग हीट इनपुट की मात्रा से संबंधित होती है।
5. पिघले हुए पूल के आकार और वेल्डिंग सीम बनाने वाले गुणांक को सख्ती से नियंत्रित करें
जलमग्न चाप वेल्डिंग के वेल्ड पूल का आकार और गठन गुणांक वेल्डिंग दरारों की संवेदनशीलता से निकटता से संबंधित हैं। इसलिए, वेल्ड पूल के आकार, आकार और गठन गुणांक को भी सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए।
चार. निष्कर्ष
जब सिलेंडर के अनुदैर्ध्य सीम को वेल्ड करने के लिए जलमग्न चाप वेल्डिंग का उपयोग किया जाता है, तो अनुदैर्ध्य सीम टर्मिनल दरारें उत्पन्न होना बेहद आम है, और इसे कई वर्षों से अच्छी तरह से हल नहीं किया गया है। परीक्षण और विश्लेषण के माध्यम से, जलमग्न चाप वेल्डिंग अनुदैर्ध्य सीम के टर्मिनल दरार का मुख्य कारण इस भाग में बड़े तन्य तनाव और विशेष तापमान क्षेत्र के कारण होता है, जो दोनों के संयुक्त प्रभाव का परिणाम है।
अभ्यास ने साबित कर दिया है कि आर्क इग्निशन प्लेट के आकार को उचित रूप से बढ़ाने, टैक वेल्डिंग के गुणवत्ता नियंत्रण को मजबूत करने और वेल्डिंग गर्मी इनपुट की मात्रा और वेल्ड के आकार को सख्ती से नियंत्रित करने जैसे उपाय प्रभावी रूप से जलमग्न आर्क वेल्डिंग में टर्मिनल दरारों की घटना को रोक सकते हैं।
