লেজার বিম ওয়েল্ডিং এবং আর্ক ওয়েল্ডিং উভয়ই দীর্ঘদিন ধরে শিল্প উৎপাদনে ব্যবহৃত হয়ে আসছে এবং উপকরণ-সংযোজন প্রযুক্তির ক্ষেত্রে এগুলোর ব্যাপক ব্যবহার রয়েছে। এই প্রক্রিয়াগুলোর প্রত্যেকটিরই নির্দিষ্ট প্রয়োগক্ষেত্র রয়েছে, যা ওয়ার্কপিসে শক্তি পরিবহনের ভৌত প্রক্রিয়া এবং প্রাপ্তব্য শক্তি প্রবাহ দ্বারা বর্ণিত হয়। ফাইবার-অপটিক ক্যাবল ব্যবহার করে উচ্চ-শক্তির ইনফ্রারেড সুসংগত বিকিরণের মাধ্যমে লেজার বিম উৎস থেকে প্রক্রিয়াকরণের জন্য উপকরণে শক্তি সঞ্চারিত হয়। আর্ক কলামের মাধ্যমে ওয়ার্কপিসে প্রবাহিত উচ্চ বৈদ্যুতিক প্রবাহের দ্বারা আর্ক ওয়েল্ডিংয়ের জন্য প্রয়োজনীয় তাপ সঞ্চারিত করে। লেজার বিকিরণের ফলে একটি খুব সংকীর্ণ তাপ-প্রভাবিত অঞ্চল তৈরি হয়, যেখানে ওয়েল্ডিংয়ের গভীরতা ও সিমের প্রস্থের অনুপাত অনেক বেশি থাকে (ডিপ-ওয়েল্ড এফেক্ট)। এর ছোট ফোকাস ব্যাসের কারণে লেজার ওয়েল্ডিং প্রক্রিয়ার ফাঁক পূরণের ক্ষমতা খুব কম, কিন্তু অন্যদিকে এটি খুব উচ্চ ওয়েল্ডিং গতিতে পৌঁছাতে পারে। আর্ক ওয়েল্ডিং প্রক্রিয়ার শক্তি ঘনত্ব অনেক কম, কিন্তু এটি ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠে একটি বড় ফোকাল স্পট তৈরি করে এবং এর বৈশিষ্ট্য হলো ধীর প্রক্রিয়াকরণ গতি। এই দুটি প্রক্রিয়াকে একত্রিত করার মাধ্যমে কার্যকরী সমন্বয় সাধন করা সম্ভব। পরিশেষে, এর ফলে গুণগত মান ও উৎপাদন-প্রকৌশলগত উভয় প্রকার সুবিধা অর্জনের পাশাপাশি ব্যয়-দক্ষতাও বৃদ্ধি পায়। এই প্রক্রিয়াটি মোটরগাড়ি শিল্পে আকর্ষণীয় এবং অর্থনৈতিকভাবে লাভজনক প্রয়োগের সুযোগ তৈরি করে, বিশেষত কারণ এর মাধ্যমে ঝালাইকৃত অংশে উচ্চতর সহনশীলতার অনুমতি দেওয়া হয়, উচ্চতর সংযোগ হার সম্ভব হয় এবং খুব ভালো যান্ত্রিক ও প্রযুক্তিগত পরামিতি অর্জন করা যায়।
১. ভূমিকা:
১৯৭০-এর দশক থেকেই লেজার আলো এবং আর্ককে একত্রিত করে একটি সমন্বিত ঝালাই প্রক্রিয়া তৈরির পদ্ধতি জানা ছিল, কিন্তু এরপর দীর্ঘ সময় ধরে এ বিষয়ে আর কোনো উন্নয়নমূলক কাজ করা হয়নি। সম্প্রতি, গবেষকরা আবার এই বিষয়ে মনোযোগ দিয়েছেন এবং একটি হাইব্রিড ঝালাই প্রক্রিয়ার মাধ্যমে আর্কের সুবিধার সাথে লেজারের সুবিধাকে একত্রিত করার চেষ্টা করেছেন। যদিও শুরুর দিকে লেজার উৎসগুলোকে শিল্পক্ষেত্রে ব্যবহারের জন্য তাদের উপযোগিতা প্রমাণ করতে হতো, বর্তমানে এগুলো অনেক উৎপাদনকারী প্রতিষ্ঠানে একটি আদর্শ প্রযুক্তিগত সরঞ্জাম।
লেজার ওয়েল্ডিংয়ের সাথে অন্য কোনো ওয়েল্ডিং প্রক্রিয়ার সংমিশ্রণকে “হাইব্রিড ওয়েল্ডিং প্রক্রিয়া” বলা হয়। এর অর্থ হলো, একটি ওয়েল্ডিং জোনে লেজার রশ্মি এবং আর্ক একই সাথে কাজ করে এবং একে অপরকে প্রভাবিত ও সমর্থন করে।
২. লেজার:
লেজার ওয়েল্ডিং-এর ক্ষেত্রে কাঙ্ক্ষিত “গভীর-ঝালাই প্রভাব” পাওয়ার জন্য কেবল উচ্চ লেজার শক্তিই নয়, একটি উচ্চ-মানের রশ্মিও প্রয়োজন হয়। এর ফলে প্রাপ্ত উচ্চতর মানের রশ্মিকে কাজে লাগিয়ে হয় একটি ছোট ফোকাস ব্যাস অথবা একটি বৃহত্তর ফোকাল দূরত্ব অর্জন করা যায়।
বর্তমানে চলমান উন্নয়ন প্রকল্পগুলোর জন্য ৪ কিলোওয়াট লেজার রশ্মি শক্তি সম্পন্ন একটি ল্যাম্প-পাম্পড সলিড-স্টেট লেজার ব্যবহার করা হচ্ছে। লেজার আলো একটি ৬০০ মাইক্রোমিটার গ্লাস ফাইবারের মাধ্যমে সঞ্চারিত হয়।
লেজার আলো একটি গ্লাস ফাইবারের মাধ্যমে সঞ্চারিত হয়, যার শুরু এবং শেষ প্রান্ত জল দ্বারা শীতল করা থাকে। ২০০ মিমি ফোকাল দূরত্বে একটি ফোকাসিং মডিউলের সাহায্যে লেজার রশ্মিটি ওয়ার্ক পিসের উপর প্রক্ষেপিত করা হয়।
৩. লেজার হাইব্রিড প্রক্রিয়া:
ধাতব ওয়ার্কপিস ঝালাই করার জন্য, Nd:YAG লেজার রশ্মি 10⁶W/cm²-এর বেশি তীব্রতায় ফোকাস করা হয়। যখন লেজার রশ্মিটি উপাদানের পৃষ্ঠে আঘাত করে, তখন এটি সেই স্থানটিকে বাষ্পীভবন তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করে, এবং নির্গত ধাতব বাষ্পের কারণে ঝালাই করা ধাতুতে একটি বাষ্প গহ্বর তৈরি হয়। ঝালাই করা জোড়ের স্বতন্ত্র বৈশিষ্ট্য হলো এর উচ্চ গভীরতা-প্রস্থ অনুপাত। অবাধে জ্বলন্ত আর্কের শক্তি-প্রবাহের ঘনত্ব 10⁴ W/cm²-এর সামান্য উপরে থাকে। চিত্র ১ হাইব্রিড ওয়েল্ডিংয়ের মূল নীতি ব্যাখ্যা করে। লেজার রশ্মি
এখানে চিত্রিত পদ্ধতিটি আর্কের তাপের পাশাপাশি সিমের উপরের অংশে ওয়েল্ড মেটালে তাপ সরবরাহ করে। সিকোয়েনশিয়াল কনফিগারেশনের বিপরীতে, যেখানে দুটি পৃথক ওয়েল্ড প্রক্রিয়া পর্যায়ক্রমে কাজ করে, হাইব্রিড ওয়েল্ডিংকে একই প্রসেস জোনে একযোগে কাজ করা উভয় ওয়েল্ড প্রক্রিয়ার সংমিশ্রণ হিসাবে দেখা যেতে পারে। কোন আর্ক বা লেজার প্রক্রিয়া ব্যবহার করা হচ্ছে এবং প্রসেস প্যারামিটারগুলির উপর নির্ভর করে, প্রক্রিয়াগুলি একে অপরকে বিভিন্ন মাত্রায় এবং বিভিন্ন উপায়ে প্রভাবিত করবে [1, 2]।
লেজার প্রক্রিয়া এবং আর্ক প্রক্রিয়ার সংমিশ্রণের ফলে, ওয়েল্ড পেনিট্রেশন ডেপথ এবং ওয়েল্ডিং স্পিড উভয়ই বৃদ্ধি পায় (শুধুমাত্র যেকোনো একটি প্রক্রিয়া ব্যবহারের তুলনায়)। ভেপার ক্যাভিটি থেকে নির্গত ধাতব বাষ্প আর্ক প্লাজমার উপর বিপরীতভাবে ক্রিয়া করে। প্রসেসিং প্লাজমাতে Nd:YAG লেজার রেডিয়েশনের শোষণ নগণ্য থাকে। দুটি পাওয়ার ইনপুটের কোন অনুপাত বেছে নেওয়া হয়েছে তার উপর নির্ভর করে, সামগ্রিক প্রক্রিয়ার প্রকৃতি কম বা বেশি পরিমাণে লেজার বা আর্ক দ্বারা নির্ধারিত হতে পারে [3,4]।
চিত্র ১: নকশাচিত্র: লেজার-হাইব্রিড ওয়েল্ডিং
ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠের তাপমাত্রা দ্বারা লেজার বিকিরণের শোষণ যথেষ্ট প্রভাবিত হয়। লেজার ওয়েল্ডিং প্রক্রিয়া শুরু করার আগে, বিশেষ করে অ্যালুমিনিয়ামের পৃষ্ঠে, প্রাথমিক প্রতিফলনকে প্রথমে অতিক্রম করতে হয়। একটি বিশেষ স্টার্ট প্রোগ্রাম দিয়ে ওয়েল্ডিং শুরু করে এটি অর্জন করা যায়। বাষ্পীভবন তাপমাত্রায় পৌঁছানোর পর, বাষ্প গহ্বর তৈরি হয়, যার ফলে প্রায় সমস্ত বিকিরণ শক্তি ওয়ার্কপিসে প্রবেশ করানো যায়। এর জন্য প্রয়োজনীয় শক্তি, তাপমাত্রা-নির্ভর শোষণ এবং হারানো শক্তির পরিমাণ দ্বারা নির্ধারিত হয়।
ওয়ার্কপিসের বাকি অংশে পরিবাহনের মাধ্যমে। লেজারহাইব্রিড ওয়েল্ডিং-এ, বাষ্পীভবন কেবল ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠ থেকেই নয়, ফিলার ওয়্যার থেকেও ঘটে, যার অর্থ হল আরও বেশি ধাতব বাষ্প উপলব্ধ থাকে, যা ফলস্বরূপ লেজার বিকিরণের প্রবেশকে সহজতর করে। এটি প্রসেস ড্রপআউটও প্রতিরোধ করে [5, 6, 7, 8, 9]।
৪. যানবাহনে প্রয়োগ:
স্পেস ফ্রেম প্রযুক্তি ব্যবহারের মাধ্যমে স্টিলের তৈরি গাড়ির কাঠামোর তুলনায় ৪৩% ওজন কমানো সম্ভব।
চিত্র ২: অডি স্পেসফ্রেম এ২ কনসেপ্ট
অডি এ২ স্পেস ফ্রেমটি ৩০ মিটার লেজার (চিত্র ২-এর হলুদ স্ট্রিপ) এবং ২০ মিটার এমআইজি ওয়েল্ড দৈর্ঘ্যের সমন্বয়ে গঠিত। এছাড়াও, এতে ১৭০০টি রিভেট ব্যবহার করা হয়।
চিত্র ৩: অডি-এ২-এর প্রোফাইল এবং সংযোগ কৌশলের তুলনা
চিত্র ৪-এ একটি ALMg3 ঢালাই উপাদানের সাথে একটি AlMgSi শিট উপাদানের লেজারহাইব্রিড ঝালাই করা জোড় দেখানো হয়েছে। ফিলার তারটি হলো AlSi5 এবং ব্যবহৃত শিল্ডিং গ্যাস হলো আর্গন। লেজারের শক্তি বাড়ানোর মাধ্যমে আরও গভীরে প্রবেশ করানো সম্ভব। এইভাবে আর্কের সাথে লেজার রশ্মিকে একত্রিত করলে, শুধুমাত্র লেজার রশ্মি দিয়ে ঝালাই করার পদ্ধতির চেয়ে বড় ঝালাই পুল তৈরি হয়। এর ফলে আরও বেশি ফাঁকযুক্ত উপাদান ঝালাই করা সম্ভব হয়।
চিত্র ৪: ০.৫ মিমি ফাঁকসহ ওভারল্যাপ জয়েন্ট
মোটরগাড়ি শিল্পে জয়েন্ট প্রস্তুতি ছাড়াই ওভারল্যাপ ওয়েল্ডিংয়ের অনেক প্রয়োগ রয়েছে। বর্তমানে, AA 6xxx অ্যালয়ের হট ক্র্যাকিংয়ের কারণে, এই ওয়েল্ডিং কাজের জন্য সর্বাধুনিক পদ্ধতি হলো কোল্ড ফিলার ওয়্যার ব্যবহার করে লেজার ওয়েল্ডিং প্রক্রিয়া। যখন ফিলার ওয়্যার দিয়ে জয়েন্ট ওয়েল্ড করা হয়, তখন সেই ফিলার ওয়্যারটিকে গলানোর জন্য লেজারের শক্তির একটি বড় অংশ নষ্ট হয়ে যায়।
পরবর্তী চিত্রে ২.৪ মি/মিনিট ওয়েল্ডিং গতিতে একটি ওভারল্যাপ জয়েন্টে লেজারহাইব্রিড এবং লেজার ওয়েল্ডিংয়ের মধ্যে পার্থক্য তুলে ধরা হয়েছে। লেজার ওয়েল্ডিংয়ের ক্ষেত্রে, ওয়েল্ড বিড পূরণ করার কোনো সম্ভাবনা থাকে না এবং আন্ডারকাট তৈরি হয়। এছাড়াও, মূল উপাদানের মধ্যে খুব সামান্য অনুপ্রবেশ ঘটে। ওয়েল্ড বিডের প্রস্থ খুব কম হয়, এবং তাই এর টেনসাইল স্ট্রেংথ কম হবে বলে আশা করা যায়। লেজারহাইব্রিড ওয়েল্ডিংয়ের ক্ষেত্রে,
ওয়েল্ড পুলে অতিরিক্ত উপাদান স্থানান্তরিত হয়। আন্ডারকাটটি এমআইজি প্রক্রিয়ার তার দিয়ে পূর্ণ করা হয় এবং লেজার শক্তির একটি অংশ এখন সঞ্চিত হয়। এই সঞ্চিত লেজার শক্তি বেস মেটেরিয়ালে পেনিট্রেশন বাড়াতে ব্যবহার করা যেতে পারে এবং ওয়েল্ড বিডের প্রস্থ মেটেরিয়ালের পুরুত্বের চেয়ে বড় হয়, যা নিউমেরিক্যাল সিমুলেশনের জন্য প্রয়োজন।
চিত্র ৫। ফিলার তার ছাড়া লেজারহাইব্রিড এবং লেজার ওয়েল্ডিংয়ের মধ্যে তুলনা।
লেজারহাইব্রিড ওয়েল্ডিং পদ্ধতির মাধ্যমে ৪ মিমি পর্যন্ত পুরুত্বের অ্যালুমিনিয়াম, স্টিল এবং স্টেইনলেস স্টিলের মতো উপাদান ঝালাই করা সম্ভব। পুরুত্ব খুব বেশি হলে সম্পূর্ণ অনুপ্রবেশ সম্ভব হয় না। জিঙ্ক প্রলেপযুক্ত উপাদান জোড়া লাগানোর জন্য লেজার ব্রেজিং প্রক্রিয়া ব্যবহার করা শ্রেয়।
মোটরগাড়ি শিল্পের অন্যান্য প্রয়োগক্ষেত্রগুলির মধ্যে রয়েছে পাওয়ার ট্রেন, অ্যাক্সেল এবং গাড়ির বডি, যেখানে লেজার হাইব্রিড ওয়েল্ডিং প্রক্রিয়াটি উপযুক্ত হতে পারে।
ঝালাইয়ের মাথা:
ওয়েল্ডিং হেডের জ্যামিতিক আকার ছোট হওয়া উচিত, যাতে ঝালাই করার উপাদানগুলিতে সহজে পৌঁছানো যায়, বিশেষ করে গাড়ির বডির ক্ষেত্রে। এছাড়াও, এটিকে এমনভাবে ডিজাইন করা উচিত যাতে রোবট হেডের সাথে একটি উপযুক্ত বিচ্ছিন্নযোগ্য সংযোগ এবং সমস্ত কার্টেসিয়ান স্থানাঙ্কে ফোকাল দূরত্ব ও টর্চ স্ট্যান্ড-অফ দূরত্বের মতো প্রসেস ভেরিয়েবলগুলির সমন্বয়যোগ্যতা উভয়ই সম্ভব হয়। চিত্র ৫-এ ওয়েল্ডিং হেডটি দেখানো হয়েছে, যখন প্রক্রিয়াটি চালু থাকে। ঝালাই প্রক্রিয়ার সময় যে স্প্যাটারিং হয়, তার ফলে সুরক্ষামূলক গ্লাসটি আরও বেশি নোংরা হয়ে যায়। কোয়ার্টজ গ্লাসটির উভয় দিকে একটি অ্যান্টিরিফ্লেক্টিভ উপাদানের প্রলেপ দেওয়া থাকে এবং এর উদ্দেশ্য হলো লেজার অপটিক্যাল সিস্টেমকে ক্ষতি থেকে রক্ষা করা।
ময়লার পরিমাণের উপর নির্ভর করে, গ্লাসের উপর জমা হওয়া স্প্যাটারের কারণে ওয়ার্কপিসের উপর সরাসরি আপতিত লেজার শক্তি ৯০% পর্যন্ত কমে যেতে পারে। বেশি ময়লা জমলে সাধারণত সুরক্ষামূলক গ্লাসটি নষ্ট হয়ে যায়, কারণ তখন বিকিরণ শক্তির একটি বিশাল অংশ গ্লাস নিজেই শোষণ করে নেয়, যা গ্লাসের মধ্যে তাপীয় পীড়ন সৃষ্টি করে। ঐ ওয়েল্ডিং হেড এবং ওয়েল্ডিং সরঞ্জাম দিয়ে লেজারহাইব্রিড ওয়েল্ডিং, লেজার ওয়েল্ডিং, এমএসজি ওয়েল্ডিং এবং অন্যান্য ওয়েল্ডিংয়ের জন্য এটি ব্যবহার করা সম্ভব।লেজার হট ওয়্যার ব্রেজিং.
চিত্র ৬: ওয়েল্ডিং হেড এবং প্রক্রিয়া
৫. লেজার হাইব্রিড ওয়েল্ডিংয়ের সুবিধাসমূহ:
আর্ক এবং লেজার রশ্মির সংমিশ্রণের ফলে নিম্নলিখিত সুবিধাগুলি পাওয়া যায়: লেজার ওয়েল্ডিংয়ের তুলনায় লেজারহাইব্রিড ওয়েল্ডিংয়ের সুবিধাসমূহ:
• উচ্চতর প্রক্রিয়া স্থিতিশীলতা
• উচ্চতর সেতুযোগ্যতা
• গভীরতর অনুপ্রবেশ
• কম মূলধন বিনিয়োগ খরচ
• অধিক নমনীয়তা
MIG ওয়েল্ডিংয়ের তুলনায় লেজারহাইব্রিড ওয়েল্ডিংয়ের সুবিধাগুলো হলো:
• উচ্চতর ঝালাই গতি
• উচ্চতর ওয়েল্ডিং গতিতে গভীরতর অনুপ্রবেশ
• কম তাপীয় ইনপুট
• উচ্চতর প্রসার্য শক্তি
• সংকীর্ণ ঝালাই-জোড়া
চিত্র ৭: দুটি প্রক্রিয়া একত্রিত করার সুবিধাসমূহ
আর্ক ওয়েল্ডিং প্রক্রিয়ার বৈশিষ্ট্য হলো এর স্বল্প-মূল্যের শক্তির উৎস, ভালো ব্রিজিং ক্ষমতা এবং ফিলার মেটাল যোগ করে কাঠামোর উপর প্রভাব ফেলার সুবিধা। অন্যদিকে, লেজার বিম প্রক্রিয়ার স্বতন্ত্র বৈশিষ্ট্যগুলো হলো এর দ্বারা অর্জিত গভীর ওয়েল্ডিং, উচ্চ ওয়েল্ডিং গতি, কম তাপীয় লোড এবং সরু ওয়েল্ড-সিম। একটি নির্দিষ্ট বিম ডেনসিটির উপরে, লেজার বিম ধাতব পদার্থে একটি "ডিপ-ওয়েল্ড এফেক্ট" তৈরি করে, যা অধিক পুরুত্বের দেয়ালযুক্ত উপাদান ওয়েল্ড করতে সক্ষম করে – যদি লেজারের শক্তি যথেষ্ট বেশি হয়। লেজার হাইব্রিড ওয়েল্ডিং এইভাবে উচ্চতর ওয়েল্ডিং গতি, আর্ক এবং লেজার বিমের মধ্যে মিথস্ক্রিয়ার কারণে প্রক্রিয়ার স্থিতিশীলতা, বর্ধিত তাপীয় দক্ষতা এবং ওয়ার্কপিসের বৃহত্তর টলারেন্স নিশ্চিত করে। যেহেতু ওয়েল্ড পুলটি এমআইজি প্রক্রিয়ার তুলনায় ছোট, তাই তাপীয় ইনপুট কম হয় এবং ফলস্বরূপ তাপ-প্রভাবিত অঞ্চলও ছোট হয়। এর মানে হলো কম ওয়েল্ডমেন্ট।
বিকৃতি, যা পরবর্তীকালে ঝালাই-পরবর্তী সোজা করার কাজের পরিমাণ কমিয়ে দেয়।
যেখানে দুটি পৃথক ওয়েল্ড পুল থাকে, সেখানে আর্ক থেকে আসা পরবর্তী তাপীয় প্রবাহের কারণে লেজার রশ্মি দ্বারা ওয়েল্ড করা অংশটি—বিশেষ করে স্টিলের ক্ষেত্রে—একটি পোস্ট-ওয়েল্ড টেম্পারিং ট্রিটমেন্ট পায়, যা ওয়েল্ডের জোড় জুড়ে কাঠিন্যের মানকে আরও সুষমভাবে ছড়িয়ে দেয়। চিত্র ৬-এ এই সম্মিলিত (অর্থাৎ হাইব্রিড) প্রক্রিয়ার সুবিধাগুলো সংক্ষেপে তুলে ধরা হয়েছে।
এবার লেজার ওয়েল্ডিংয়ের তুলনায় হাইব্রিড ওয়েল্ডিংয়ের অর্থনৈতিক সুবিধার প্রসঙ্গে নিম্নলিখিত বিবৃতিগুলো দেওয়া যেতে পারে: ওয়েল্ড সিমটি আংশিকভাবে একটি লেজার ওয়েল্ড এবং আংশিকভাবে একটি এমআইজি (MIG) ওয়েল্ড নিয়ে গঠিত। হাইব্রিড প্রক্রিয়াটি লেজার রশ্মির শক্তি হ্রাস করা সম্ভব করে তোলে, যার অর্থ হলো লেজার উৎসের শক্তি খরচ ব্যাপকভাবে কমানো যেতে পারে, কারণ লেজার রশ্মি যন্ত্রের কার্যকারিতা মাত্র ৩%। অন্য কথায়: ওয়ার্কপিসের উপর আপতিত লেজার রশ্মির শক্তি ১ কিলোওয়াট কমালে বিদ্যুৎ সরবরাহ লাইন থেকে ব্যবহৃত শক্তির পরিমাণ প্রায় ৩৫ কেভিএ (kVA) হ্রাস পায়।
একটি লেজার রশ্মি যন্ত্রের প্রতি ১ কিলোওয়াটের জন্য খরচ প্রায় ০.১ মিলিয়ন ইউরো।লেজার রশ্মির শক্তিএকটি উদাহরণ হিসেবে বলা যায়, যেখানে হাইব্রিড প্রক্রিয়া ব্যবহারের ফলে ৪ কিলোওয়াট বিম পাওয়ারের যন্ত্রের পরিবর্তে ২ কিলোওয়াট লেজার বিম যন্ত্র ব্যবহার করা সম্ভব হয়, সেখানে বিনিয়োগ ব্যয়ে ০.২ মিলিয়ন ইউরো সাশ্রয় হয়। তবে, এখানে মনে রাখতে হবে যে হাইব্রিড প্রক্রিয়ার জন্য প্রায় ২০,০০০ ইউরো মূল্যের একটি এমআইজি মেশিনের প্রয়োজন হবে।
উচ্চতর ঝালাই গতির ফলে নির্মাণ সময় এবং ঝালাই খরচ উভয়ই কমানো সম্ভব।
৬. লেজার-হটওয়্যার ব্রেজিং:
লেজার রশ্মিকে ফিলার তারের সাথে সংযুক্ত করার আরেকটি সম্ভাবনা হল লেজারহটওয়্যার প্রক্রিয়া [10]। এই পদ্ধতিতে ফিলার তারটিকে একই শক্তির উৎস দিয়ে আগে থেকে গরম করা হয়, যা ব্যবহার করা যেতে পারেলেজার হাইব্রিড ওয়েল্ডিং প্রক্রিয়াফিলার ওয়্যারের কারেন্ট লোড ১০০ অ্যাম্পিয়ার থেকে ২২০ অ্যাম্পিয়ার পর্যন্ত হয়ে থাকে। ওয়্যার ফিডের গতি ব্রেজিং বিডের প্রস্থচ্ছেদ এবং ব্রেজিং গতির উপর নির্ভর করে। ফিলার মেটালের পরিমাণের মাধ্যমে ব্রেজিং এমন একটি মোল্ডিং উপাদান প্রদান করে, যা তুলনামূলক ওয়েল্ড সিমের চেয়ে সহজে ফিনিশ করা যায়। শিট পার্টস ব্রেজিং করার মাধ্যমে, ওয়েল্ড করা জোড়ের তুলনায় মেরামতের কাজ আরও সহজে করা যায়। লেজারহটওয়্যার ব্রেজিংয়ের একটি সুবিধা হলো ব্রেজ করা অঞ্চলের ভালো ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা।
ফিলার মেটাল হিসেবে SG-CuSi3-এর মতো সস্তা তামা-ভিত্তিক সংকর ধাতু ব্যবহার করা হয় এবং আর্গন শিল্ডিং গ্যাস হিসেবে কাজ করে।
চিত্র ৮: নকশাচিত্রলেজার হট ওয়্যার ব্রেজিং:
পরবর্তী চিত্রে একটি লেজার হট ওয়্যার ব্রেজ করা উপাদানের প্রস্থচ্ছেদ দেখানো হয়েছে। জিঙ্ক প্রলেপযুক্ত উপাদানটি ৩ মিটার/মিনিট গতিতে ব্রেজ করা হয় এবং ফিলার ওয়্যারের কারেন্ট লোড ২০৫ অ্যাম্পিয়ার। তাপের পরিমাণ খুব কম হওয়ায়, এই ব্রেজিং প্রক্রিয়ায় বিকৃতিও কম হয়।
৭. সারসংক্ষেপ:
লেজার হাইব্রিড ওয়েল্ডিং একটি সম্পূর্ণ নতুন প্রযুক্তি যা ধাতুশিল্পে ব্যাপক প্রয়োগের ক্ষেত্রে সমন্বিত সুবিধা প্রদান করে, বিশেষ করে যেখানে প্রয়োজনীয় যন্ত্রাংশের সহনশীলতা (টলারেন্স) অর্জন করা সম্ভব নয় বা আর্থিকভাবে লাভজনক নয়।লেজার রশ্মি ঝালাইসমন্বিত প্রক্রিয়ার প্রয়োগের ব্যাপকতর পরিসর এবং উচ্চ সক্ষমতার ফলে বিনিয়োগ ব্যয় হ্রাস, নির্মাণ সময় কম, উৎপাদন খরচ হ্রাস এবং উৎপাদনশীলতা বৃদ্ধির মাধ্যমে প্রতিযোগিতামূলক ক্ষমতা বৃদ্ধি পায়।
লেজারহাইব্রিড প্রক্রিয়া অ্যালুমিনিয়াম ঝালাইয়ের ক্ষেত্রেও একটি নতুন পন্থা প্রদান করে। তবে, সলিড-স্টেট লেজারের উচ্চতর আউটপুট পাওয়ারের কল্যাণে, বাস্তবে ব্যবহারযোগ্য একটি স্থিতিশীল প্রক্রিয়া তুলনামূলকভাবে সম্প্রতিই সম্ভব হয়েছে। অসংখ্য গবেষণায় লেজার-আর্ক-হাইব্রিড ঝালাই প্রক্রিয়ার মৌলিক বিষয়গুলো পরীক্ষা করা হয়েছে। “হাইব্রিড ঝালাই প্রক্রিয়া” বলতে আমরা লেজারবিম ঝালাই এবং আর্ক ঝালাই প্রক্রিয়ার সংমিশ্রণকে বুঝি, যেখানে কেবল একটি একক প্রসেস জোন (প্লাজমা এবং গলিত ধাতু) থাকে। মৌলিক গবেষণায় দেখা গেছে যে এমন একটি প্রক্রিয়া সম্ভব যেখানে – দুটি প্রক্রিয়াকে একত্রিত করে – সমন্বিত শক্তি অর্জন করা যায় এবং প্রতিটি পৃথক প্রক্রিয়ার অসুবিধাগুলো পূরণ করা যায়, যার ফলে বিভিন্ন উপকরণ এবং কাঠামোর জন্য ঝালাইয়ের সম্ভাবনা, ঝালাইযোগ্যতা এবং নির্ভরযোগ্যতা বৃদ্ধি পায়। বিশেষ করে, অ্যালুমিনিয়াম সংকর ধাতুর ক্ষেত্রে এটি প্রমাণিত হয়েছে। অনুকূল প্রসেস প্যারামিটার বেছে নিয়ে, ঝালাইয়ের জ্যামিতি এবং কাঠামোগত গঠনের মতো বৈশিষ্ট্যগুলোকে বেছে বেছে প্রভাবিত করা সম্ভব। আর্ক ঝালাই প্রক্রিয়া ফিলার মেটাল যোগ করে ব্রিজ করার ক্ষমতা বৃদ্ধি করে; এটি ওয়েল্ড-সিমের প্রস্থও নির্ধারণ করে এবং এর ফলে প্রয়োজনীয় ওয়ার্কপিস প্রস্তুতির পরিমাণ হ্রাস পায়। অধিকন্তু, প্রক্রিয়াগুলোর মধ্যে পারস্পরিক ক্রিয়ার ফলে প্রক্রিয়াটির কার্যকারিতা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায়। এই সমন্বিত প্রক্রিয়াটিতে লেজার ওয়েল্ডিং প্রক্রিয়ার তুলনায় যথেষ্ট কম বিনিয়োগ খরচ প্রয়োজন হয়।
ভালো ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা পাওয়ার জন্য, বিশেষ করে জিঙ্ক প্রলেপযুক্ত উপাদানের ক্ষেত্রে লেজার হট ওয়্যার ব্রেজিং প্রক্রিয়া ব্যবহার করা যেতে পারে।
পোস্ট করার সময়: ১৮-এপ্রিল-২০২৫
