০১ পুরু প্লেট লেজার-আর্ক হাইব্রিড ওয়েল্ডিং
মহাকাশ, নৌ ও জাহাজ নির্মাণ, রেল পরিবহন ইত্যাদির মতো গুরুত্বপূর্ণ ক্ষেত্রগুলিতে বড় সরঞ্জাম তৈরির ক্ষেত্রে পুরু প্লেট (পুরুত্ব ≥ ২০ মিমি) ওয়েল্ডিং একটি মূল ভূমিকা পালন করে। এই উপাদানগুলির বৈশিষ্ট্য হলো সাধারণত বেশি পুরুত্ব, জটিল জোড়ের গঠন এবং জটিল কার্যপরিবেশ। ওয়েল্ডিংয়ের গুণমান সরঞ্জামের কার্যক্ষমতা এবং আয়ুর উপর সরাসরি প্রভাব ফেলে। ধীর ওয়েল্ডিং গতি এবং গুরুতর স্প্যাটার সমস্যার কারণে, প্রচলিত গ্যাস শিল্ডেড ওয়েল্ডিং পদ্ধতি কম ওয়েল্ডিং দক্ষতা, উচ্চ শক্তি খরচ এবং বড় অবশিষ্ট পীড়নের মতো চ্যালেঞ্জের সম্মুখীন হয়, যা ক্রমবর্ধমান উৎপাদন চাহিদা মেটাতে বাধা সৃষ্টি করে। তবে, লেজার-আর্ক হাইব্রিড ওয়েল্ডিং প্রযুক্তি প্রচলিত ওয়েল্ডিং প্রযুক্তি থেকে ভিন্ন। এটি সফলভাবে লেজার-আর্ক হাইব্রিড ওয়েল্ডিং এবং লেজার-আর্ক হাইব্রিড ওয়েল্ডিং প্রযুক্তির সুবিধাগুলিকে একত্রিত করে।লেজার ওয়েল্ডিংএবং আর্ক ওয়েল্ডিং, এবং এর বৈশিষ্ট্য হলো বৃহৎ অনুপ্রবেশ গভীরতা, দ্রুত ওয়েল্ডিং গতি, উচ্চ দক্ষতা এবং উন্নত ওয়েল্ড গুণমান, যেমনটি চিত্র ১-এ দেখানো হয়েছে। তাই, এই প্রযুক্তিটি ব্যাপক মনোযোগ আকর্ষণ করেছে এবং কিছু গুরুত্বপূর্ণ ক্ষেত্রে এর প্রয়োগ শুরু হয়েছে।
চিত্র ১ লেজার-আর্ক হাইব্রিড ওয়েল্ডিংয়ের মূলনীতি
০২ পুরু পাতের লেজার-আর্ক হাইব্রিড ওয়েল্ডিং নিয়ে গবেষণা
নরওয়েজিয়ান ইনস্টিটিউট অফ ইন্ডাস্ট্রিয়াল টেকনোলজি এবং সুইডেনের লুলা ইউনিভার্সিটি অফ টেকনোলজি ৪৫ মিমি পুরু মাইক্রো-অ্যালয়েড উচ্চ-শক্তি নিম্ন-সংকর ইস্পাতের জন্য ১৫ কিলোওয়াট শক্তিতে যৌগিক ঝালাই করা জোড়ের কাঠামোগত অভিন্নতা নিয়ে গবেষণা করেছে। ওসাকা বিশ্ববিদ্যালয় এবং মিশরের সেন্ট্রাল মেটালার্জিক্যাল রিসার্চ ইনস্টিটিউট বটম হাম্প সমস্যা সমাধানের জন্য একটি বটম লাইনার ব্যবহার করে পুরু প্লেটের (২৫ মিমি) সিঙ্গেল-পাস লেজার-আর্ক হাইব্রিড ওয়েল্ডিং প্রক্রিয়ার উপর গবেষণা করার জন্য একটি ২০ কিলোওয়াট ফাইবার লেজার ব্যবহার করেছে। ড্যানিশ ফোর্স টেকনোলজি কোম্পানি ৩২ কিলোওয়াট শক্তিতে ৪০ মিমি পুরু ইস্পাতের প্লেটের হাইব্রিড ওয়েল্ডিংয়ের উপর গবেষণা করার জন্য সিরিজে দুটি ১৬ কিলোওয়াট ডিস্ক লেজার ব্যবহার করেছে, যা ইঙ্গিত দেয় যে অফশোর উইন্ড পাওয়ার টাওয়ারের ভিত্তি ঝালাইয়ের ক্ষেত্রে উচ্চ-ক্ষমতার লেজার-আর্ক ওয়েল্ডিং ব্যবহৃত হবে বলে আশা করা যায়, যেমনটি চিত্র ২-এ দেখানো হয়েছে। হারবিন ওয়েল্ডিং কোং, লিমিটেড দেশে প্রথম উচ্চ-ক্ষমতার সলিড লেজার-মেল্টিং ইলেকট্রোড আর্ক হাইব্রিড হিট সোর্স ওয়েল্ডিংয়ের মূল প্রযুক্তি এবং সরঞ্জাম একীকরণ প্রযুক্তিতে দক্ষতা অর্জন করেছে। আমার দেশে এই প্রথমবার উচ্চমানের সরঞ্জাম উৎপাদনে উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন সলিড লেজার-ডুয়াল-ওয়্যার মেল্টিং ইলেকট্রোড আর্ক হাইব্রিড ওয়েল্ডিং প্রযুক্তি ও সরঞ্জাম সফলভাবে প্রয়োগ করা হয়েছে।
চিত্র ২. লেজার স্থাপনের বিন্যাস চিত্র
দেশে ও বিদেশে পুরু পাতের লেজার-আর্ক হাইব্রিড ওয়েল্ডিংয়ের বর্তমান গবেষণার অবস্থা অনুযায়ী দেখা যায় যে, লেজার-আর্ক হাইব্রিড ওয়েল্ডিং পদ্ধতি এবং সংকীর্ণ ফাঁকের খাঁজের সমন্বয়ে পুরু পাতের ওয়েল্ডিং করা সম্ভব। যখন লেজারের শক্তি ১০,০০০ ওয়াটের বেশি হয়, তখন উচ্চ-শক্তির লেজারের বিকিরণের অধীনে পদার্থের বাষ্পীভবন আচরণ, লেজার ও প্লাজমার মধ্যকার মিথস্ক্রিয়া প্রক্রিয়া, গলিত পুলের প্রবাহের স্থিতিশীল অবস্থা, তাপ স্থানান্তর প্রক্রিয়া এবং ওয়েল্ডের ধাতুবিদ্যাগত আচরণে বিভিন্ন মাত্রায় পরিবর্তন ঘটে। শক্তি ১০,০০০ ওয়াটের বেশি হলে, শক্তির ঘনত্ব বৃদ্ধির কারণে ছোট ছিদ্রের কাছাকাছি এলাকায় বাষ্পীভবনের মাত্রা তীব্রতর হয় এবং এর পশ্চাৎমুখী বল সরাসরি ছোট ছিদ্রের স্থিতিশীলতা ও গলিত পুলের প্রবাহকে প্রভাবিত করে, যার ফলে ওয়েল্ডিং প্রক্রিয়াও প্রভাবিত হয়। এই পরিবর্তনগুলো লেজার এবং এর যৌগিক ওয়েল্ডিং প্রক্রিয়া বাস্তবায়নের উপর একটি অনস্বীকার্য প্রভাব ফেলে। ওয়েল্ডিং প্রক্রিয়ার এই বৈশিষ্ট্যপূর্ণ ঘটনাগুলো প্রত্যক্ষ বা পরোক্ষভাবে কিছুটা হলেও ওয়েল্ডিং প্রক্রিয়ার স্থিতিশীলতাকে প্রতিফলিত করে এবং এমনকি ওয়েল্ডের গুণমানও নির্ধারণ করতে পারে। লেজার এবং আর্কের মতো দুটি তাপ উৎসের যুগল প্রভাব তাদের নিজ নিজ বৈশিষ্ট্যকে সম্পূর্ণরূপে কাজে লাগাতে সাহায্য করে এবং একক লেজার ওয়েল্ডিং ও আর্ক ওয়েল্ডিংয়ের চেয়ে উন্নততর ওয়েল্ডিং ফলাফল অর্জন করে। লেজার অটোজেনাস ওয়েল্ডিং পদ্ধতির তুলনায়, এই ওয়েল্ডিং পদ্ধতির শক্তিশালী গ্যাপ অভিযোজন ক্ষমতা এবং বৃহৎ ওয়েল্ডযোগ্য পুরুত্বের মতো সুবিধা রয়েছে। পুরু প্লেটের সংকীর্ণ গ্যাপ লেজার ওয়্যার ফিলিং ওয়েল্ডিং পদ্ধতির তুলনায়, এর উচ্চ ওয়্যার গলন দক্ষতা এবং ভালো গ্রুভ ফিউশন প্রভাবের মতো সুবিধা রয়েছে। এছাড়াও, আর্কের প্রতি লেজারের আকর্ষণ আর্কের স্থিতিশীলতা বাড়ায়, যা লেজার-আর্ক হাইব্রিড ওয়েল্ডিংকে প্রচলিত আর্ক ওয়েল্ডিংয়ের চেয়ে দ্রুততর করে তোলে।লেজার ফিলার ওয়্যার ওয়েল্ডিংতুলনামূলকভাবে উচ্চ ঝালাই দক্ষতার সাথে।
০৩ উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন লেজার-আর্ক হাইব্রিড ওয়েল্ডিং অ্যাপ্লিকেশন
জাহাজ নির্মাণ শিল্পে উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন লেজার-আর্ক হাইব্রিড ওয়েল্ডিং প্রযুক্তি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। জার্মানির মেয়ার শিপইয়ার্ড জাহাজের হালের ফ্ল্যাট প্লেট এবং স্টিফেনার ওয়েল্ডিং করার জন্য একটি ১২ কিলোওয়াট CO2 লেজার-আর্ক হাইব্রিড ওয়েল্ডিং প্রোডাকশন লাইন স্থাপন করেছে, যা একবারে ২০ মিটার দীর্ঘ ফিলেট ওয়েল্ড তৈরি করতে এবং বিকৃতির মাত্রা ২/৩ ভাগ কমাতে সক্ষম। জিই (GE) ইউএসএস সারাটোগা বিমানবাহী রণতরী ওয়েল্ডিং করার জন্য সর্বোচ্চ ২০ কিলোওয়াট আউটপুট ক্ষমতার একটি ফাইবার লেজার-আর্ক হাইব্রিড ওয়েল্ডিং সিস্টেম তৈরি করেছে, যা ৮০০ টন ওয়েল্ড মেটাল সাশ্রয় করেছে এবং শ্রমঘণ্টা ৮০% কমিয়েছে, যেমনটি চিত্র ৩-এ দেখানো হয়েছে। সিএসএসসি ৭২৫ (CSSC 725) একটি ২০ কিলোওয়াট ফাইবার লেজার উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন লেজার-আর্ক হাইব্রিড ওয়েল্ডিং সিস্টেম ব্যবহার করে, যা ওয়েল্ডিং বিকৃতি ৬০% কমাতে এবং ওয়েল্ডিং দক্ষতা ৩০০% বাড়াতে পারে। সাংহাই ওয়াইগাওকিয়াও শিপইয়ার্ড একটি ১৬ কিলোওয়াট ফাইবার লেজার উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন লেজার-আর্ক হাইব্রিড ওয়েল্ডিং সিস্টেম ব্যবহার করে। উৎপাদন লাইনটি ৪-২৫ মিমি পুরু ইস্পাতের পাতের একতরফা সিঙ্গেল-পাস ওয়েল্ডিং এবং দ্বিমুখী ফর্মিং অর্জনের জন্য লেজার হাইব্রিড ওয়েল্ডিং + ম্যাগ ওয়েল্ডিং-এর একটি নতুন প্রক্রিয়া প্রযুক্তি গ্রহণ করে। উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন লেজার-আর্ক হাইব্রিড ওয়েল্ডিং প্রযুক্তি সাঁজোয়া যানবাহনে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। এর ওয়েল্ডিং বৈশিষ্ট্যগুলো হলো: বেশি পুরুত্বের জটিল ধাতব কাঠামোর ওয়েল্ডিং, স্বল্প ব্যয় এবং উচ্চ-দক্ষতাসম্পন্ন উৎপাদন।
চিত্র ৩. ইউএসএস সারা টোগা বিমানবাহী রণতরী
উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন লেজার-আর্ক হাইব্রিড ওয়েল্ডিং প্রযুক্তি প্রাথমিকভাবে কিছু শিল্পক্ষেত্রে প্রয়োগ করা হয়েছে এবং এটি মাঝারি ও বড় পুরুত্বের দেয়ালযুক্ত বৃহৎ কাঠামো দক্ষতার সাথে তৈরির একটি গুরুত্বপূর্ণ মাধ্যম হয়ে উঠবে। বর্তমানে, উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন লেজার-আর্ক হাইব্রিড ওয়েল্ডিংয়ের কার্যপ্রণালীর উপর গবেষণার অভাব রয়েছে, যা আরও জোরদার করা প্রয়োজন; যেমন ফটোপ্লাজমা ও আর্কের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া এবং আর্ক ও গলিত পুলের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া। উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন লেজার-আর্ক হাইব্রিড ওয়েল্ডিং প্রক্রিয়ায় এখনও অনেক অমীমাংসিত সমস্যা রয়েছে, যেমন সংকীর্ণ প্রসেস উইন্ডো, ওয়েল্ড কাঠামোর অসম যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য এবং জটিল ওয়েল্ডিং গুণমান নিয়ন্ত্রণ। শিল্প-মানের লেজারের আউটপুট শক্তি ক্রমান্বয়ে বৃদ্ধি পাওয়ায়, উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন লেজার-আর্ক হাইব্রিড ওয়েল্ডিং প্রযুক্তির দ্রুত বিকাশ ঘটবে এবং বিভিন্ন ধরনের নতুন লেজার হাইব্রিড ওয়েল্ডিং প্রযুক্তির আবির্ভাব অব্যাহত থাকবে। ভবিষ্যতে উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন লেজার ওয়েল্ডিং সরঞ্জামের বিকাশে স্থানীয়করণ, বৃহৎ পরিসরে উৎপাদন এবং বুদ্ধিমত্তায়ন গুরুত্বপূর্ণ প্রবণতা হবে।
পোস্ট করার সময়: ২৪-এপ্রিল-২০২৪
