కార్బను ఆర్కువెల్డింగు

వికీపీడియా నుండి
ఇక్కడికి గెంతు: మార్గసూచీ, వెతుకు
నొకొలై బెనర్డొస్-ఆర్కువెల్దింగు కనుగొన్న శాస్త్రవేత్త
The patent for the arc welding method named Elektrogefest ("Electric Hephaestus") granted to Bernardos and his sponsor Olshevsky in 1887

కార్బను ఆర్కువెల్డింగు అనగా ,ఒక కార్బను ఎలక్ట్రోడు మరియు అతుకవలసిన లోహ అంచుల వద్ద విద్యుతువలయంను ఎర్పరచి,ఎర్పడిన ఉష్ణశక్తినుపయోగించి,రెండు లోహాలఅంచులను కరగించి,అంచులను ఏకీకృతము/మేళనం చేసి లోహాన్ని/లోహాలను అతుకు ప్రక్రియ లేదా విధానము[1].క్రీ.శ.1802లోనే రష్యాకు చెందిన వసిలి పెట్రొవ్(vasily petrov)అనే శాస్త్రవేత్త ఒకవిద్యుతువలయంలో(electric circuit) ఏనోడు(ధన దృవము)కు కాథోడు(ఋణదృవం) ను తాటించి,విద్యుతు ప్రవాహచక్రాన్ని(ప్రవహ వలయం)పూర్తిచేసి వెంటనే రెండింటిమధ్య కొంతదూరముండెలా చేసినచో విద్యుతుపూరిత ఎలక్ట్రానులప్రవాహంలో కలుగుఅడ్డంకివలన,అనోడు నుండి వెలువడు అయనీకరణచెందిన ఎలక్ట్రానుకణాలు ఒకదానితో మరియొకటి బలంగా డీకొట్టుకొనడం వలన,ఘర్షనకారణంగా అత్యధిక ప్రమాణంలో ఉష్ణం వెలువడుతుందని,ఆఉష్ణంగ్రహించి కొన్నిఅయానీకరణఎలక్ట్రానులు కాంతి కణాలుగా మార్పుచెంది కాంతిని ఉద్గారించునని,కాంతివలయంలోని కేంద్రంవద్ద ఏర్పడిన అత్యధికఉష్ణోగ్రతనుపయోగించి లోహాలనుకరగించవచ్చునని,లోహాలను అతుకుటసాధ్యమేనని సిద్ధాంతీకరించాడు.ఈ సిద్ధాం తాన్ని 1881-82 లో రష్యాకు చెందిన శాస్త్రవేత్త నికొలై బెనర్డొస్(nikolai Benardos)సాకారం చేసాడు.కర్బనపుకడ్దిని ఎలక్ట్రోడుగా నుపయోగించి,నేరువిద్యుతు(Direct current)ద్వారా మొదట గా వెల్డింగుచెయ్యడం జరిగినది.కార్బను వెల్డింగులో కర్బనపుకడ్డికి వెలుపల సన్నని రాగిరేకుతొడుగు వుండటంవలన వుద్యుతుప్రవాహంకు అంతరాయంలేకుండగా,ఎలక్ట్రోడు గుండా విద్యుతు ప్రవహిస్తుంది. ఆర్కుకూడా నిరంతరం వుంటుంది.కార్బను ఆర్కువెల్డింగులో రెక్టిపైయరు యొక్కకాథోడు(ఋణదృవము)తీగెను(cable)కర్బనపుకడ్దికి,,అతుకవలసిన లోహాలకు ఆనోడు తీగెను అనుసంధానము చేయుదురు.కార్బను ఆర్కు వెల్డింగులో కొన్ని సమయాలలో రెండు కార్బను లనుపయోగించి కూడా వెల్డింగు చేయుదురు.ఈ విధానాన్నిజంటఎలక్ట్రోడ్ కార్బను ఆర్కువెల్డింగు(Twin carbon electrode arc welding)అందురు.రెండు కార్బనుకడ్డిలను ఎలక్ట్రోడులుగా ఉపయోగించి వెల్డింగు చెయ్యునప్పుడు డి.సి.కరెంటుకు బదులుగా ఎ.సి.(A.C.)కరెంటును వెల్డింగుకై వాడెదరు.

కార్బను ఆర్కువెల్డింగుకు అవసరమైన ఉపకరణములు[మార్చు]

  1. స్టెప్ డౌన్ రెక్టిఫైయరు ట్రాన్సుఫార్మరు
  2. కార్బను ఎలక్ట్రోడు
  3. రక్షిత తొడుగువున్న ఎలక్ట్రోడుహోల్దరు
  4. వెల్డింగు షీల్డులేదా హెల్మెట్
  5. రక్షిత చేతితొడుగులు మరియు పాదరక్షలు
  6. రబ్బరు తొడుగుగల రాగితీగెలున్న వెల్డింగు కేబుల్

స్టెప్ డౌన్ రెక్టిఫైయరు ట్రాన్సుఫార్మరు[మార్చు]

వెల్డింగు చేయుటకు తక్కువ విద్యుతు వోల్టెజి,ఎక్కువ కరెంటు(ఆంపిరేజి)అవసరము.బయటనుంచి లభించు 220/440 వోల్టుల ఎ.సి.కరెంటును కావలసిన రేంజికి వోల్టులను(2.5-100), అంపియర్లను (200-800) ఇవ్వగల రెక్టిఫైయరువున్న స్టెపుడౌన్ ట్రాన్సుఫార్మారుకావాలి.రెక్టిఫైయరు ఎ.సి.విద్యుతును డి.సి.విద్యుతుగా మార్చును.ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ లో విద్యుతు ప్రవాహన్ని తగ్గించుటకై రెండు రక్షితరాగితీగెల వలయ చుట్టలు వుంటాయి.ఎ.సి విద్యుతు ప్రవహించు తీగెచుట్టను ప్రధానవేష్టణము(primary coil)అనియు,విద్యుదయస్కాంత ప్రేరణ ద్వారా విద్యుతును పొందు రెండో తీగచుట్టను గౌణవేష్టణం (secondary coil)అందురు.స్టెప్ డౌన్ ట్రాన్సుఫార్మరులో ప్రధాన వేష్టణములోని తీగచుట్టలకన్న,గౌణవేష్టణం లోని చుట్టల సంఖ్యతక్కువగా నుండును.ప్రధానమరియుగౌణవేష్టణ చుట్టల మధ్య పైకి క్రిందకు జరిగేలా ఒకసిలికాను ఐరనుకోరు వుండును.ఈ ఐరనుకోరును పైకి,క్రిందకు కదిలించడంవలన ప్రధాన,గౌణవేష్టణములమధ్య్హ ఏర్పడు విద్యుదయస్కాంత ప్రేరణ లో ఎచ్చుతగ్గులు కలిగి, గౌణవేష్టణమునుండి వచ్చు నిర్గమ వొల్టెజి కూడా పెరగడం,తగ్గడం జరుగుతుంది.ఈ విధంగా ఈ ఐరనుకోరును జరపడంవలన కావలసిన నిర్గమ విద్యుతును ట్రాన్సుఫారంనుందిపొందవచ్చును. ఎ.సి. స్టెప్‍డౌన్‍ట్రాన్సుఫార్మరు,రెక్టిఫైయరు బదులుగా డి.సి.కరెంటుజనరెటరును కూడావాడవచ్చును.రెక్టిఫైయరువాడకంలో వున్నప్పుడు ట్రాన్సుఫార్మరులో ప్రధమ,గౌణవేష్టణంలమధ్య విద్యుదయస్క్తాంత ప్రవాహకారణంగా తీగచుట్టలలోఏర్పడు ఉష్ణంనుతొలగించుటకై ఒకవిద్యుతుచాలితపంఖా ట్రాన్సుఫార్మరులో అమర్చబడివుండును.కర్బనపుఎలక్ట్రోడునుపయోగించి వెల్డింగుచేయుటకు కనీసం 600 ఆంపియర్ల కరెంటు ఉత్పత్తిసామర్ధ్యమున్న ట్రాన్సుఫార్మరు అవసరము.V1 A 1 = V 2 A 2 (V అనగా వోల్టేజి,Aఅనగా ఆంపిరియర్లు)అను సూత్రముననుసరించి ట్రాన్సుఫర్మరులో ప్రధమతీగవుట్టల(ప్రధమ వేష్టణము)వోల్టుల,అంపిరర్ల మొత్తానికి,రెండవ రక్షితరాగితీగలచుట్ట(గౌణ వేష్టము)లోని వోల్టులు,ఆంపియర్లమొత్తానికి సమానము.ప్రధమ వేష్టణముకన్న గౌణవేష్టణములో రాగితీగలచుట్టలు తక్కువగావుండటం వలన ,అందులో తక్కువవోల్టుల,ఎక్కువఅంపియర్ల విద్యుతు ప్రేరితమగును.

కార్బను ఎలక్ట్రోడు[మార్చు]

వెల్డింగుకై వుపయోగించు ఎలక్ట్రోడుగా కర్బనపుకడ్డిని ఉపయోగిస్తారు.ఈ కర్బనపుఎలక్ట్రోడు యొక్క వ్యాసం 1.5-15మి.మీ.వుండును.ఎలక్ట్రోడువ్యాసం,వెల్డింగు చేయవలసిన లోహాలమందంను బట్టి మారు చుండును.ఎక్కువమందంగల లోహాలను అతుకుటకు ఎక్కువవ్యాసంవున్న కార్బనుఎలక్ట్రోడును వాడెదరు.తక్కువమందమున్నలోహాలను అతుకుటకు తక్కువవ్యాసమున్న కర్బనపుఎలక్ట్రోడును వాడెదరు.కర్బన పుఎలక్ట్రోడు వర్తులాకారంగా పొడవుగా వుండి,క్రిందిభాగం శంఖాకారం(cone)లో వుండి చివర 0.2-2.0 మి.మీ.మందముండును.ఈ శంఖాకారభాగము 20 మి.మీ.పొడవుండును. కర్బనపుకడ్డి పొడవు 300మి.మీ.వుండును.కర్బనపుకడ్ది వెలుపలరాగిపూతకాని,లేదా పలుచటిరాగిరేకు గొట్టముండును.ఇలావుండటం వలన ఎలక్ట్రోడునుండి విద్యుతు ప్రహహంకి అడ్దంకి లేకుండ వుండును.

1.5మి.మీ.మందమున్న లోహాలను అతుకుటకు అవసరమైనకర్బనపుఎలక్ట్రోడు వ్యాసంమరియుఆర్కుకరెంటు(Amps)

అతుక వలసిన లోహము ఎలక్ట్రోడు వ్యాసం(మి.మీ) ఆర్కుకరెంటు(Amps)
రాగి 4 70
M.S.(మైల్డుస్టీలు) 3-4 40
S.S.( స్టైన్‍లెస్ స్టీలు 3-4 40

కొన్నిసమయాలలో కర్బనపుఎలక్ట్రోడు బదులు గ్రాపైటు ఎలక్ట్రొడును వినియోగిస్తారు.గ్రాపైటుకూడా కర్బనపదార్థమే.

రక్షితతొడుగువున్న ఎలక్ట్రోడుహోల్దరు[మార్చు]

వెల్డింగుచేయునప్పుడు కర్బనపుకడ్దిని పట్టివుంచుటకై ఉపయోగించు పరికరణాన్నిహోల్డరు అంటారు.ఇదిలోహంతోచెయ్యబడి,చేతిలోపట్టుకొనుచోట విద్యుతుప్రవాహకనిరోధకపదార్థంతో నింరితమై,రక్షితమైవుండును. హోల్డరుముందుభాగంలో ఎలక్ట్రోడునుంచుటకై ఒకరంధ్రముండి,ఎలక్ట్రోడునుగట్టిగాపట్టివుంచుటకై స్క్రూ(మర)వుండును.హోల్దరువెనుకనున్నలోహాభాగానికి రెక్టిఫైయరునుండివచ్చు కేథోడుకేబుల్ చివరబిగించబడి వుండును.వెల్డింగును 200 అంపియర్లకుమించిన కరెంటువద్దచేయునప్పుడు,హోల్దరు వెడెక్కినప్పుడు నీటిగొట్టంలేదా గాలిగొట్టమునుకలిపి,గొట్టములో గాలి/నీటిని ప్రవహింపచేసి హోల్దరును చల్లబరచెదరు.

వెల్డింగు షీల్డు లేదా హెల్మెటు[మార్చు]

వెల్డింగ్ చేయునప్పుడు జనించు ప్రకాశవంతమైనవిద్యుతును నేరుగాచూడటం ప్రమాదకరము.ఆర్కునుండి వెలువడు ఆల్ట్రావయెలెట్ తదిరతకిరణాలు కంటిలోని రేటినాను నష్టపరచును.అంతియే కాకుండగా అత్యతంత ప్రకాశవంతమైన ఆర్కువెలుగులో వెల్డింగుజాయింట్ ఎలావస్తున్నదో చూడటంసాధ్యంకాదు.అందుచే వెల్డింగుచేయునప్పుడు చూచుటకు నల్లనిఅద్దమున్న( పిల్టరుగ్లాసునుకలిగిన),చేతితోపట్టుకొను షీల్డు లేడా తలకుపెట్టుకొనుషీల్డు హెల్మేటును తప్పనిసరిగా వాడవలెను.

రక్షిత చేతితొడుగులు మరియు పాదరక్షలు[మార్చు]

వెల్డింగు చేయునప్పుడు ఎనోడు,కాథోడు దృవాలమధ్య ఆయానీకరణచెందిన ఎలక్ట్రానుకణప్రవాహం వలనపుట్టు ఉష్ణోగ్రత తీవ్రత ఆర్కువలయం వెలుపలిఅంచువవద్ద 3000-3200oC వుండును.అంతఉష్ణోగ్ర్తతకు దగ్గరగావున్న కాళ్ళ,చేతులచర్మంకాలే ప్రమాదమున్నది. మరియు అల్ట్రావయోలెటు కాంతికిరణాలుకూడా అర్కునుండి జనిస్తాయి.అవిశరీరమునుతాకిన ప్రమాదము. అంతేకాదు వెల్డింగుచేయునప్పుడు జాయింటులలోని కరిగినలోహం చింది కాళ్లమీద,చేతులమీదపడు అవకాశమున్నది.అందువేత వెల్డింగుచేయువ్యక్తి తప్పనిసరిగా చేతులకు ఉష్ణంనుండి,అల్టావయోలెటు కాంతికిరణాల నుండి రక్షణకై చర్మంతో చేసిన చేతితొడుగులను తప్పనిసరిగా ధరించాలి.అలాగే పాదాలకు అగ్నినిరోధక,విద్యుత్తు నిరోధక రక్షకపాదుకులను ధరించడంతప్పనిసరి.

రబ్బరుతొడుగుగల వెల్డింగు కేబుల్[మార్చు]

రెక్టిఫైయరు ట్రాన్సుఫార్మరు యొక్క నిర్గమ విద్యుతువలయంయొక్క ధన,ఋణ దృవాలనుండి వెల్డింగు హోల్దరుకు,మరియు వెల్డింగుచేయు లోహాలను అనుసంధానించుటకు రబ్బరుతొడుగువున్నరాగిలోహంతో చేసిన కేబులు వైరును ఉపయోగించాలి.విద్యుతు ప్రవాహ సమయంలో 600 ఆంపియర్ల విద్యుతుప్రవాహన్ని తట్టుకునేలా వుండాలి.తక్కువ సైజు కేబులును వాడిన,వెల్డింగు సమయంలో కేబులు వేడెక్కుతుంది.


వెల్డింగు చేయు విధానము[మార్చు]

కార్బను ఎలక్ట్రోడు-హొల్దరు
ట్విన్ కార్బనుఎలక్ట్రోడు-హొల్దరు

మొదట వెల్డింగుచెయ్యవలసిన రెండులోహభాగాల అంచులను తుప్పు,నూనెమరకలులంటివి లేకుండగా,వైరుబ్రసు(wire brush),గరుకుకాగితము(emery)నుపయోగించి శుభ్రం చేయుదురు. జోడించ వలసిన భాగాలు 5 మి.మీ,కన్న మందమైనవి అయినచో అంచులను V లేదా U లేదా X ఆకారములో గ్రైండింగ్ చేసి అంచులను దగ్గరగా చేర్చి వుంచెదరు.వెల్డింగుచేయు లోహఫలకలను సమతలమైన ప్రదేశంపైవుంచెదరు.జోడించు లోహ భాగాల వెల్డ్ జాయింట్ పొడవుగా వున్నచో పై,మరియు క్రింది అంచులను,ట్యాక్ వెల్దింగు చేయుదురు,లేనిచో వెల్డింగుసమయంలో జనించు ఉష్ణంవలన అతుకు లోహ భాగాలు వ్యాకోచించడంవలన చివర లోహాభాగాలు దూరంగాజరిగి వెల్డింగువెయ్యడంకష్టమగును.రెక్టిఫయరుయొక్క ఆనోడును జోడించవలసిన లోహభాగానికి ,కాథోడును వెల్డింగుహోల్డరుకు అనుసంధానము చేయుదురు.మొదట కార్బనుఎలక్ట్రోడును లోహాభాగాల అతుకవలసిన అంచులను తాటించగానే,విద్యుతువలయం పూర్తయ్యి చిన్నమెరుపు ఏర్పడుతుంది,వెంటనే కార్బనుఎలక్ట్రోడును జోడించు లోహాఅతుకుకు 10-15 మి.మీ.దూరంకు జరిపిన ప్రకాశవంటమైన కాంతివలయం ఏర్పడుతుంది(Arc).ఆర్కు యొక్క ఉష్ణోగ్రతకు,అంచులు వేడెక్కి కరగడంప్రారంభించును.ఇప్పుడు పూరకలోహకడ్దిని స్రావకములో 20-30మి.మీ.పొడవువరకు కడ్దికి స్రావకం అంతుకునేముంచి,ఆభాగాన్ని కరుగుచున్నలోహభాగాలవద్దవుంచిన అదికరిగి,కరిగినలోహాఅతుకుతోకలసిపోవును, ఈవిధంగా లోహంకరిగి,సమ్మేళనంచెంది ఏకీకృతం కాగానే ఎలక్ట్రోడుని,పూరకలోహన్ని క్రింది అంచుమీదకు జరిపెదరు,ఆభాగంకుడా కరిగి జోడింపబడగానే,మళ్ళి పూరకకడ్దిని,ఎలక్ట్రొడును క్రిందికిజరిపెదరు. ఈవిధంగా వెల్డింగు చేయుదురు.జోడించునప్పుడు 2,3 నిమిషాలకొకసారి(లేదా అతుకు పొడవు 30మి.మీ అయ్యాక) విరామమిచ్చి మళ్ళి వెల్డింగు చెయ్యడం వలన లోహఫలకలు,ఎలక్ట్రోడు ఎక్కువగా వెడెక్కవు.

రెండు కార్బనుఎలక్ట్రోడుల వెల్డింగువిధానము(Twin carbon electrode Arc welding)[మార్చు]

ఈ విధానములో ఆనోడు(ధనదృవం),మరియుకాథోడు(ఋణదృవము)గా కార్బను ఎలక్ట్రోడులను ఉపయోగిస్తారు.ఒకే హోల్డరుకు,భిన్న లోహపట్టిలద్వారా రెండుఎలక్ట్రోడులను కొంచెం ఎటవాలుగా అమర్చి, ఎలక్ట్రోడుల చివరిఅంచులవద్ద ఆర్కును సృష్టించి,వెల్డింగు చేయుదురు.ఈ వెల్డింగు పద్ధతిలోD.C విద్యుత్తుకు బదులుగా A.C. కరెంటును వినియోగిస్తారు.

కార్బను ఆర్కువెల్డింగు పద్ధతిలో స్టీలు,అల్యూమినియం,నికెలు,కాపరు మరియు ఇతర మిశ్రమలోహలను(alloy)వెల్డింగు చెయ్యవచ్చును.పూరకలోహాముగా ఏలోహాలను అతుకుతున్నామో ఆలోహముతో చేసినది అయ్యివుండవలెను.కార్బను ఆర్లువెల్డింగును బ్రేజింగ్ మరియు వెల్డింగూతుకులను వేడిచేసి మృదువుగా చేయుటకుకూడా వాడెదరు.కాస్టింగులను మరమ్మత్తు(repair)చేయుటకు కూడా కార్బను ఆర్కు వెల్డింగును వినియోగించవచ్చును.ప్రస్తుతం TIG,మరియు MiG వెల్డింగు విధానాలు కార్బను ఆర్కువెల్డింగు స్థానమును ఆక్రమించాయి.

ఇవికూడా చూడండి[మార్చు]

  1. వెల్డింగ్

బయటి వనరులు[మార్చు]

సూచికలు[మార్చు]