വെൽഡിങ്

വസ്തുക്കൾ തമ്മിൽ യോജിപ്പിക്കുന്ന പ്രക്രിയയാണ് വെൽഡിങ്ങ് (ഇംഗ്ലീഷ്:Welding). പ്രധാനമായും ലോഹങ്ങളും തെർമോപ്ലാസ്റ്റിക് പോലുള്ള വസ്തുക്കളാണ് വെൽഡിങ്ങ് ഉപയോഗിച്ച് ചേർക്കുവാൻ കഴിയുന്നത്. പൊതുവായി യോജിപ്പിക്കേണ്ട വസ്തു ഉരുക്കുകയും, സമാനമായ ഒരു നിറക്കൽ വസ്തു ചേർത്ത് തണുപ്പിക്കുവാൻ അനുവദിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു, രണ്ടും ചേർന്ന് ഒരു ഉറച്ച ചേർപ്പാകുകയും ചെയ്യുന്നു, താപവും മർദ്ദവും ഈ പ്രവർത്തിക്കായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. യോജിപ്പിക്കേണ്ട വസ്തു ഉരുക്കാതെ പെട്ടെന്നുരുകുന്ന ഒരു വസ്തു ഉപയോഗിച്ചും യോജിപ്പ് ഉണ്ടാക്കാം.

പലതരത്തിലുള്ള ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സ് വെൽഡിങ്ങിനുപയോഗിക്കുന്നു. ഗ്യാസ് നാളങ്ങൾ, ഇലക്ട്രിക്ക് ആർക്ക്, ലേസർ, ഇലക്ട്രോൺ ബീം, ഘർഷണം, അൾട്രാസൗണ്ട് തുടങ്ങിയവ ഉദാഹരണങ്ങളാണ്. വ്യാവസായികമായ പല പരിസ്ഥിതികളിലും ഇത് ഉപയോഗിക്കാം, തുറന്ന സ്ഥലങ്ങളിൽ, വെള്ളത്തിനടിയിൽ, ശൂന്യാകാശത്തിലും വെൽഡിങ്ങ് സാധ്യമാണ്. പക്ഷെ വെൽഡിങ്ങ് പ്രയാസകരവും, അപകടകരവുമാണ്. ഷോക്ക്, കണ്ണിനെ തകരാറിലാക്കുന്ന രശ്മികൾ, പുക, അൾട്രാവയലറ്റ് രശ്മികൾ തുടങ്ങിയവയിൽ നിന്നും ഉണ്ടാകുന്ന അപകടങ്ങൾ വളരെയധികം മുൻ‌കരുതലുകൾ എടുക്കുന്നതിലൂടെ ഒഴിവാക്കാം.

19 ആം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ അവസാന കാലം വരെ, കൊല്ലൻ ഉലയിൽ ചൂടാക്കി അടിച്ച് കൂട്ടിച്ചേർക്കുകയായിരുന്നു ചെയ്തിരുന്നത്. അതിനുശേഷമാണ് ആർക്ക് വെൽഡിങ്ങും ഓക്സീഫ്യൂവൽ വെൽഡിങ്ങും ആവിർഭവിച്ചത്. തൊട്ടുപിന്നാലെ റെസിസ്റ്റൻസ് വെൽഡിങ്ങ് എത്തി. വെൽഡിങ്ങ് പരിപോഷിതമായത് 20 ആം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ ആദികാലത്താണ്. ഇതിനുകാരണം ചെലവുകുറഞ്ഞതും പെട്ടെന്നുള്ളതും ഉറപ്പുള്ളതുമായ ചേർപ്പുകൾ ഒന്നാം ലോകമഹായുദ്ധകാലത്തും രണ്ടാം ലോക മാഹായുദ്ധകാലത്തും ആവശ്യമായി വന്നതാണ്. യുദ്ധകാലത്താണ് മിക്ക വെൽഡിങ്ങ് രീതികളും ഉരിത്തിരിഞ്ഞത്. ഗ്യാസ് മെറ്റൽ ആർക്ക് വെൽഡിങ്ങ്, വെള്ളത്തിനടിയിലുള്ള ആർക്ക് വെൽഡിങ്ങ്, ഫ്ലക്സ്-കോർഡ് ആർക്ക് വെൽഡിങ്ങ്, ഇലക്ട്രോസ് ലാഗ് വെൽഡിങ്ങ് തുടങ്ങിയവ ഇതിനുദാഹരണങ്ങളാണ്. ഇലക്ട്രോൺ ബീം, ലേസർ ബീം വെൽഡിങ്ങ് തുടങ്ങിയവയുട ആവിർഭാവം കൊണ്ട് അരനൂറ്റാണ്ടിനു ശേഷം വെൽഡിങ്ങിൽ വീണ്ടും പുരോഗതി കൈവന്നു.  ശാസ്ത്രത്തിന്റെ വളർച്ചയോടൊപ്പം മെച്ചപ്പെട്ട രീതികളും ഗുണവും വർദ്ധിച്ചു. യന്ത്രവൽകൃത വെൽഡിങ്ങ് രീതികളും ഉടലെടുത്തു.

 ചരിത്രം 
ഇരുമ്പുയുഗം മുതൽ തന്നെ യൂറോപ്പിലും മറ്റും ഇരുമ്പ് കൂട്ടിച്ചേർക്കലുകൾ നടന്നിരുന്നു. 5.4 മെട്രിക്ക് ടണ്ണുള്ള ദില്ലിയിലെ ഇരുമ്പുസ്തംഭം ഉണ്ടാക്കുവാൻ ഉപയോഗിച്ചത് വെൽഡിങ്ങാണ് ഏകദേശം 310 AD യിലാണ് ഇത് സ്ഥാപിച്ചത്.Cary and Helzer, p 4 ദില്ലിയിൽ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന തുരുമ്പെടുക്കാത്ത ഇരുമ്പുസ്തംഭം, പുരാതന ഇന്ത്യയുടെ ലോഹസംസ്കരണവൈദഗ്ദ്ധ്യം വിളിച്ചോതുന്ന ഒരു ചരിത്രസ്മാരകമാണ്‌.

മധ്യകാലത്തിലാണ് (5- ആം നൂറ്റാണ്ടിനും 15 - ആം നൂറ്റാണ്ടിനും ഇടയിൽ) ഉലയിലെ കൂട്ടിച്ചേക്കലിനു പുരോഗതി കൈവന്നത്. ലോഹകാരൻ ഉലയിൽ ചൂടാക്കി കൂടിച്ചേരുന്നതുവരെ അടിക്കുകയായിരുന്നു ചെയ്തിരുന്നത്. 1540 ൽ Vannoccio Biringuccio ന്റെ പുസ്തകമായ De la pirotechnia - ൽ പുരാതനരീതി വിശദമായി പരാമർശിച്ചിട്ടുണ്ട്. നവോത്ഥാന കാലത്തിലെ‌ ശില്പികൾ  ഈ രീതിയിൽ നിപുണരായിരുന്നു. ശേഷമുള്ള നൂറ്റാണ്ടുകളിൽ വെൽഡിങ്ങിൽ പുരോഗതി കൈവരിക്കുകയും ചെയ്തു.Lincoln Electric, p 1.1-1 വലിയ മാറ്റങ്ങൾ വെൽഡിങ്ങിലുണ്ടായത് 19 ആം നൂറ്റാണ്ടിലായിരുന്നു. 182 - ൽ റഷ്യൻ ശാസ്ത്രജ്ഞനായിരുന്ന  Vasily Petrov ഇലക്ട്രിക്ക് ആർക്ക് കണ്ടെത്തി, തുടർന്ന് പ്രായോഗിക ഉപയോഗങ്ങളും കണ്ടെത്തി, ഇതിലൊന്നായിരുന്നു വെൽഡിങ്ങ്. 1981 -82 കാലഘട്ടത്തിൽ റഷ്യൻ ശാസ്ത്രജ്ഞൻ Nikolai Benardos ആദ്യത്തെ ഇലക്ട്രിക്ക് ആർക്ക് വെൽഡിങ്ങ് കണ്ടെത്തി, കാർബൺ ഇലക്ട്രോഡ് ഉപയോഗിച്ചിരുന്ന ഇതിനെ കാർബൺ ആർക്ക് വെൽഡിങ്ങ് എന്നറിയപ്പെടുന്നു. 1800 - കളിൽ ലോഹ ഇലക്ട്രോഡുകളുടെ കണ്ടുപിടിത്തം ആർക്ക് വെൽഡിങ്ങിന്റെ പുരോഗതിക്കു കാരണമായി, റഷ്യക്കാരനായ Nikolai Slavyanov (1888), അമേരിക്കക്കാരനായ C. L. Coffin (1890) ഇവരായിരുന്നു പ്രധാനികൾ. ഏകദേശം 1900-ൽ, ബ്രിട്ടണിൽ A. P. Strohmenger കോട്ടഡ് മെറ്റൽ ഇലക്ട്രോഡ് കണ്ടെത്തി, ഇതു സ്ഥിരതയുള്ള ഒരു ആർക്ക് ഉണ്ടാക്കുവാൻ കാരണമായി. 1905 - ൽ റഷ്യൻ ശാസ്ത്രജ്ഞനായിരുന്ന Vladimir Mitkevich മൂന്ന് ഫേസ് ഇലക്ട്രിക്ക് ആർക്ക് വെൽങ്ങിന് ഉപയോഗിക്കുന്നതിനായി കണ്ടെത്തി. 1919 - ൽ പ്രത്യാവർത്തിധാരാ വൈദ്യുതി വെൽഡിങ്ങ്  C. J. Holslag കണ്ടെത്തിയെങ്കിലും, കുറേ വർഷങ്ങൾക്ക് പ്രശസ്തിയാർജ്ജിക്കുവാൻ ഇതിനു കഴിഞ്ഞില്ല.Cary and Helzer, p 5–6

പത്തൊൻപതാം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ അവസാന ദശകത്തിലാണ് റെസിസ്റ്റൻസ് വെൽഡിങ്ങ് പുരോഗതി പ്രാപിച്ചത്, 1885 ആദ്യ പേറ്റന്റ്  Elihu Thomson ന് ലഭിച്ചു, തുടർന്ന് 15 വർഷത്തോളം ഇതിന്റെ പുരോഗതിക്കു പിന്നിൽ ഇദ്ദേഹമായിരുന്നു. 1893 - ൽ ആണ് എക്സോതെർമിക് വെൽഡിങ്ങ് കണ്ടെത്തി, ഏതാണ്ട് ഇതേ കാ‍ലയളവിൽ ഓക്സീ ഫ്യൂവൽ വെൽഡിങ്ങും പ്രസിദ്ധി നേടി.
1836-ൽ Edmund Davy അസറ്റലീൻ കണ്ടെത്തിയെങ്കിലും,1900 വരെ പ്രായോഗികമായി വെൽഡിങ്ങിൽ ഉപയോഗിച്ചിരുന്നില്ല. ഈ സമയത്താണ് ഗ്യാസ് വെൽഡിങ്ങിനുപയോഗിക്കുന്ന  ബ്ലോടോർച്ച് കണ്ടെത്തിയത്.Cary and Helzer, p 6 ചുരുങ്ങിയ ചെലവും, കൊണ്ടുനടക്കുവാൻ ഉള്ള എളുപ്പവും, ഓക്സീഫ്യൂവൽ വെൽഡിങ്ങ് വളരെ പ്രശസ്തിയാർജ്ജിച്ച് വെൽഡിങ്ങ് രീതികളിൽ ഒന്നാക്കിത്തീർത്തു. 20 ആം നൂറ്റാണ്ടെത്തിയപ്പോൾ ആർക്ക് വെൽഡിങ്ങ് ഇതിനു പകരം സ്ഥാനം പിടിച്ചു. ആർക്ക് വെൽഡിങ്ങിൽ ഇലക്ട്രോഡിന് മെറ്റൽ കവറിങ്ങ് വന്നതും മറ്റും ഇതിനുകാരണമാണ്.Weman, p 26

 വെൽഡിങ്ങ് പ്രക്രിയ 
 ആർക്ക് 

വെൽഡിങ്ങ്, ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സ് ഉപയോഗിച്ച് ഇലക്ട്രോഡിനും വെൽഡ് ചെയ്യേണ്ട വസ്തുവിനുമിടയിൽ  ഒരു ഇലക്ട്രിക്ക് ആർക്ക് നിലനിർത്തുന്നു. ഇത് വെൽഡ് ചെയ്യുവാൻ പാകത്തിന് ലോഹത്തിനെ ഉരുക്കുന്നു. ഇതിനായി നേർധാരാ വൈദ്യുതിയോ, പ്രത്യാവർത്തിധാരാ വൈദ്യുതിയോ ഉപയോഗിക്കാം. വെൽഡ് ചെയ്യുന്ന ഭാഗത്ത് ഷീൽഡിങ്ങ് ഗ്യാസ് ഉപയോഗിക്കാറുണ്ട്, നിറ്യ്ക്കൽ വസ്തുവും ചിലപ്പോൾ ഉപയോഗിക്കുന്നുണ്ട്.

 ഊർജ്ജ വിതരണം 

ആർക്ക് വെൽഡിങ്ങിന് തക്കതായ ഊർജ്ജം നൽകുന്നതിന് പലതരം ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സുകൾ ഉപയോഗിക്കാം, പ്രധാനമായും സ്ഥിര വൈദ്യുതോർജ്ജം, സ്ഥിര വോൾട്ടതയിലുള്ള വൈദ്യുതോർജ്ജം എന്നിവയാണ് നൽകുന്നത്. ആർക്കിന്റെ നീളം വോൾട്ടതയുമായി നേരിട്ട് ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു, താപത്തിന്റെ അളവ്, കൊടുക്കുന്ന കരണ്ടിന്റെ അളവിനോടും ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. ടങ്ങ്സ്റ്റൺ ആർക്ക് വെൽഡിങ്ങ്, ഷീൽഡഡ് മെറ്റൽ ആർക്ക് വെൽഡിങ്ങ് തുടങ്ങിയ സ്ഥിര കരണ്ട് ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സുകളാണ് മിക്കപ്പോഴും ഉപയോഗിക്കുന്നത്, എന്തെന്നാൽ മാറിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്ന വോൾട്ടതയിലും ഇവ സ്ഥിര കരണ്ട് നിലനിർത്തുന്നു. യന്ത്രവൽകൃതമല്ലാത്ത വെൽഡിങ്ങിൽ, ഇലക്ട്രോഡ് സ്ഥിർമായി നിർത്തുവാൻ പ്രയാസമായതിനാൽ, ആർക്കിന്റെ നീളത്തിൽ വ്യതിയാനം സംഭവിക്കുകയും വോൾട്ടതയിൽ വ്യതിയാനം സംഭവിക്കുകയും ചെയ്യും. സ്ഥിര വോൾട്ടതാ ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സിൽ വോൾട്ടത സ്ഥിരമായി നിലനിർത്തിക്കൊണ്ട് കരണ്ട് മാറിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്നു, അതിനാൽ യന്ത്രവൽകൃത വെൽഡിങ്ങുകൾ ആയ ഗ്യാസ് മെറ്റൽ ആർക്ക് വെൽഡിങ്ങ്, ഫ്ലക്സ് കോർഡ് ആർക്ക് വെൽഡിങ്ങ്, വെള്ളത്തിനുള്ളിലുള്ളിലെ വെൽഡിങ്ങ് തുടങ്ങിയവയിൽ ഇതുപയോഗിക്കുന്നു. വെൽഡിങ്ങിനിടയിൽ വയറും വെൽഡ് ചെയ്യേണ്ട വസ്തുവും തമ്മിലുള്ള അകലത്തിനുണ്ടാകുന്ന വ്യതിയാനം കറണ്ടിന്റെ വ്യതിയാനം മൂലം നിയന്ത്രിക്കുവാൻ കഴിയുന്നു.ഉദാ: ദൂരം വളരെ കുറവാകുകയാണെങ്കിൽ കറണ്ട് കൂടുകയും വയറിന്റെ അഗ്രം ഉരുകി നിലനിൽക്കേണ്ട അകലത്തിലെത്തിച്ചേരുകയും ചെയ്യുന്നു.Cary and Helzer, p 246–49

ഉപയോഗിക്കുന്ന കറണ്ട് ഏതെന്നുള്ളത് ആർക്ക് വെൽഡിങ്ങിൽ ഒരു പ്രധാന പങ്കു വഹിക്കുന്നു. ഷീൽഡഡ് മെറ്റൽ, ഗ്യാസ് മെറ്റൽ ആർക്ക് വെൽഡിങ്ങ് തുടങ്ങിയവയ്ക്ക് നേർധാരാ വൈദ്യുതി ഉപയോഗിക്കുന്നു, എന്നാൽ ഇലക്ട്രോഡ് ഋണമായോ, ധനമായോ ചാർജ്ജുകൾ ഉപയോഗിച്ച് വൈദ്യുതവൽക്കരിക്കാം. വെൽഡിങ്ങിൽ പോസിറ്റീവ് ചാർജ്ജുള്ള (ധനചാർജ്ജുള്ള) ആനോഡിലായിരിക്കും താപകേന്ദ്രീകരണം നടക്കുന്നത്. ആയതിനാൽ ഇലക്ട്രോഡിന്റെ ചാർജ്ജ് വെൽഡിങ്ങിൽ ഒരു പ്രധാന പങ്കു വഹിക്കുന്നു. ഇലക്ട്രോഡ് പോസിറ്റീവ് ആണെങ്കിൽ വെൽഡ് ചെയ്യേണ്ട വസ്തു ചൂടാകുകയും വെൽഡിങ്ങ് വേഗത്തിലും ആഴത്തിലും നടക്കുന്നു. തിരിച്ചാണെങ്കിൽ കൂടുതൽ സമയമെടുക്കുന്നു.Kalpakjian and Schmid, p 780 പ്രത്യാവർത്തിധാരാ വൈദ്യുതിയാണുപയോഗിക്കുന്നതെങ്കിൽ, വേഗത്തിൽ ഋണ ധന ചാർജ്ജ് പരസ്പരം മാറിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്നതിനാൽ ഇടത്തരം വേഗത്തിലും ആഴത്തിലും വെൽഡിങ്ങ് നടക്കുന്നു. സീറോ ക്രോസിങ്ങിൽ എത്തിയാൽ വീണ്ടും ഇവ ജ്വലിപ്പിക്കേണ്ടതുണ്ട്. ഈ പ്രശ്നം കുറയ്ക്കുവാൻ സാധാരണ സൈൻ വേവിനു പകരം സ്കൊയർ വേവ് ഉപയോഗിക്കാവുന്നതാണ്.Weman, p 16

 പ്രക്രിയ 

ആർക്ക് വെൽഡിങ്ങിൽ സാധാരണ ഷീൽഡഡ് മെറ്റൽ ആർക്ക് വെൽഡിങ്ങ് (shielded metal arc welding) (SMAW) ആണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്.Weman, p 63 ഇവ മാനുവൻ മെറ്റൽ ആർക്ക് വെൽഡിങ്ങ് (manual metal arc welding) (MMA) എന്നോ സ്റ്റിക്ക് വെൽഡിങ്ങ് (stick welding) എന്നോ അറിയപ്പെടുന്നു. ബേസ് മെറ്റലും ഉരുക്കുകൊണ്ടുണ്ടാക്കിയ ഫ്ലക്സ്പൊതിഞ്ഞ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഇലക്ട്രോഡ് റോഡും തമ്മിലുള്ള ആർക്കിൽ  വൈദ്യുത കറണ്ട് പ്രവഹിപ്പിച്ചാണ് ഇത് സാധ്യമാക്കുന്നത്. ഫ്ലക്സ് വെൽഡ് ചെയ്യുന്ന ഭാഗത്തെ ഓക്സിഡേഷനിൽ നിന്നും രക്ഷിക്കുന്നു. മാത്രമല്ല വെൽഡിങ്ങ് സമയത്ത് ഉണ്ടാകുന്ന കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ് (carbon dioxide) (CO2) വാതകം മൂലമുണ്ടാകുന്ന നാശവും തടയുന്നു. ഇലക്ടോഡിലുള്ള ഉരുക്ക് ഫില്ലർ വസ്തുവായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു, ഇതിനാൽ മറ്റൊരു ഫില്ലർ ചേർക്കേണ്ട ആവശ്യമില്ല.

 കുറിപ്പുകൾ 

 അവലംബം 




 പുറത്തേക്കുള്ള കണ്ണികൾ 

 അമേരിക്കൻ വെൽഡിങ്ങ് സൊസൈറ്റി (The American Welding Society)
 കനേഡിയൻ വെൽഡിങ്ങ് അസോസിയേഷൻ (Canadian Welding Association) 

വർഗ്ഗം:സാങ്കേതികം