উন্নত ওয়েল্ডিং প্রযুক্তিগুলো কী কী?

উন্নত ওয়েল্ডিং প্রযুক্তিগুলো কী কী?

(1) লেজার-আর্ক হাইব্রিড ওয়েল্ডিং

উচ্চ-শক্তি রশ্মি প্রক্রিয়াকরণ প্রযুক্তিকে একবিংশ শতাব্দীর সবচেয়ে সম্ভাবনাময় প্রক্রিয়াকরণ প্রযুক্তি হিসেবে গণ্য করা হয়, যা “বস্তু প্রক্রিয়াকরণ এবং উৎপাদন প্রযুক্তিতে বৈপ্লবিক পরিবর্তন আনবে” বলে বিশ্বাস করা হয় এবং এটি বর্তমানে দ্রুততম ক্রমবর্ধমান ও সর্বাধিক গবেষণাকৃত প্রযুক্তিগত ক্ষেত্র।

উন্নয়নঝালাই সরঞ্জামবৃহৎ আকারের দিকে অগ্রসর হওয়ার দুটি অর্থ রয়েছে: একটি হলো যন্ত্রের শক্তি বৃদ্ধি করা, এবং অন্যটি হলো যন্ত্র দ্বারা ঝালাই করা যন্ত্রাংশের আকার বড় করা। উন্নত ঝালাই সরঞ্জাম, বিশেষ করে লেজার ওয়েল্ডিং এবং ইলেকট্রন বিম ওয়েল্ডিং সরঞ্জামে এককালীন উচ্চ বিনিয়োগের কারণে, শক্তি বৃদ্ধি, অনুপ্রবেশের গভীরতা এবং ঝালাই প্রক্রিয়ার স্থিতিশীলতা উন্নত করার মাধ্যমে তুলনামূলকভাবে ঝালাইয়ের খরচ কমানো যায়, যা এটিকে শিল্পের কাছে গ্রহণযোগ্য করে তুলেছে। তাই, লেজার-কেন্দ্রিক হাইব্রিড ওয়েল্ডিং প্রযুক্তি মনোযোগ আকর্ষণ করেছে। প্রকৃতপক্ষে, লেজার-আর্ক হাইব্রিড ওয়েল্ডিং ১৯৭০-এর দশকেই প্রস্তাবিত হয়েছিল, কিন্তু এর স্থিতিশীল শিল্প প্রয়োগ কেবল সাম্প্রতিক বছরগুলিতেই দেখা দিয়েছে, যা মূলত লেজার প্রযুক্তি এবং আর্ক ওয়েল্ডিং সরঞ্জামের উন্নয়ন, বিশেষ করে লেজার শক্তি এবং আর্ক নিয়ন্ত্রণ প্রযুক্তির উন্নতির সুফল পেয়েছে। লেজার-আর্ক হাইব্রিডে প্রধানত লেজারের সাথে টাংস্টেন ইনার্ট গ্যাস (TIG) আর্ক, প্লাজমা আর্ক এবং সক্রিয় আর্কের সংমিশ্রণ জড়িত। লেজার এবং আর্কের মিথস্ক্রিয়ার মাধ্যমে প্রতিটি ঝালাই পদ্ধতির ত্রুটিগুলি কাটিয়ে ওঠা যায়, যার ফলে একটি ভালো হাইব্রিড প্রভাব তৈরি হয়।

লেজার-আর্ক হাইব্রিড ওয়েল্ডিং প্রধানত দুটি প্রভাবের উপর ভিত্তি করে ওয়েল্ডিং দক্ষতা উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করে: প্রথমত, উচ্চ শক্তি ঘনত্ব ওয়েল্ডিং গতি বাড়ায় এবং ওয়ার্কপিসের তাপ ক্ষয় কমায়; দ্বিতীয়ত, দুটি তাপ উৎসের মিথস্ক্রিয়ার সুপারপজিশন প্রভাব। স্টিল ওয়েল্ডিং করার সময়, লেজার প্লাজমা আর্ককে স্থিতিশীল করে; একই সাথে, আর্ক গলিত পুলের কীহোলে প্রবেশ করে, যা শক্তির ক্ষয় কমায়। লেজার এবং টিআইজি-এর সংমিশ্রণ ওয়েল্ডিং গতি উল্লেখযোগ্যভাবে বাড়াতে পারে, যা টিআইজি ওয়েল্ডিংয়ের প্রায় দ্বিগুণ। টাংস্টেন ইলেকট্রোডের ক্ষয়ও ব্যাপকভাবে কমে যায়, ফলে এর কার্যকাল বৃদ্ধি পায়; গ্রুভ অ্যাঙ্গেলও উল্লেখযোগ্যভাবে কমানো যায় এবং ওয়েল্ডের প্রস্থচ্ছেদ লেজার ওয়েল্ডিংয়ের মতোই হয়। লেজার-সিঙ্গেল আর্ক হাইব্রিড ওয়েল্ডিংয়ের তুলনায়, লেজার-ডাবল আর্ক হাইব্রিড ওয়েল্ডিং ওয়েল্ডিংয়ের জন্য প্রয়োজনীয় তাপ ২৫% কমাতে এবং ওয়েল্ডিং গতি প্রায় ৩০% বাড়াতে পারে।

লেজার-আর্ক (বা প্লাজমা আর্ক) হাইব্রিড ওয়েল্ডিংয়ের প্রধান সুবিধা হলো উন্নত ওয়েল্ডিং গতি এবং অনুপ্রবেশের গভীরতা। আর্ক হিটিংয়ের কারণে ধাতুর তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায়, যা লেজারের প্রতি ধাতুর প্রতিফলন ক্ষমতা কমিয়ে দেয় এবং আলোক শক্তির শোষণ বাড়িয়ে তোলে। এই পদ্ধতিটি কম-ক্ষমতার CO₂ লেজার ওয়েল্ডিং, সেইসাথে ১২ কিলোওয়াট CO₂ লেজার ওয়েল্ডিং এবং অপটিক্যাল ফাইবার ট্রান্সমিশন সহ ২ কিলোওয়াট YAG লেজারে পরীক্ষা করা হয়েছে, যা রোবোটিক লেজার-আর্ক (বা প্লাজমা আর্ক) হাইব্রিড ওয়েল্ডিংয়ের ভিত্তি স্থাপন করেছে। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, লেজার-আর্ক হাইব্রিড থেকে উদ্ভূত হাইব্রিড ওয়েল্ডিং প্রযুক্তি উল্লেখযোগ্য অগ্রগতি লাভ করেছে এবং মহাকাশ, সামরিক ও অন্যান্য খাতের জটিল উপাদানগুলিতে এর প্রয়োগ ক্রমবর্ধমান মনোযোগ আকর্ষণ করেছে। বর্তমানে, বিভিন্ন আর্কের সাথে উচ্চ-শক্তির বিমকে একত্রিত করে হাইব্রিড ওয়েল্ডিং প্রযুক্তি উচ্চ-শক্তির বিম ওয়েল্ডিংয়ের ক্ষেত্রে অন্যতম আলোচিত বিষয়ে পরিণত হয়েছে।

(2) ঘর্ষণ আলোড়ন ঢালাই

ফ্রিকশন স্টিয়ার ওয়েল্ডিং (FSW) হলো একটি পেটেন্টকৃত ওয়েল্ডিং প্রযুক্তি, যা ১৯৯০-এর দশকের শুরুতে যুক্তরাজ্যের ওয়েল্ডিং ইনস্টিটিউট (TWI) দ্বারা উদ্ভাবিত হয়। এই প্রযুক্তির সাহায্যে এমন সব অ-লৌহ ধাতু ঝালাই করা যায়, যা ফিউশন ওয়েল্ডিং পদ্ধতিতে ঝালাই করা কঠিন।

ফ্রিকশন স্টার ওয়েল্ডিং-এর সুবিধার মধ্যে রয়েছে সহজ সংযোগ প্রক্রিয়া, ঝালাই করা জোড়ে সূক্ষ্ম দানা, ভালো ক্লান্তি প্রতিরোধ ক্ষমতা, প্রসার্য ক্ষমতা এবং নমন ক্ষমতা, ওয়েল্ডিং তার বা শিল্ডিং গ্যাসের প্রয়োজন না থাকা, আর্ক লাইটের অনুপস্থিতি এবং ঝালাইয়ের পরে কম অবশিষ্ট পীড়ন ও বিকৃতি। এটি ইউরোপ ও আমেরিকার উন্নত দেশগুলোর মহাকাশ শিল্পে প্রয়োগ করা হয়েছে এবং কম তাপমাত্রায় কাজ করা অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়ের পাতলা দেয়ালের চাপবাহী পাত্রের ঝালাই, অনুদৈর্ঘ্য ঝালাইয়ের সরল বাট জয়েন্ট এবং বৃত্তাকার ঝালাইয়ের পরিধীয় বাট জয়েন্ট সম্পন্ন করার ক্ষেত্রে সফলভাবে ব্যবহৃত হয়েছে। এই প্রযুক্তিটি নতুন যানবাহনের নতুন কাঠামোগত নকশায় গৃহীত হয়েছে এবং মহাকাশ, পরিবহন, স্বয়ংচালিত যানবাহন উৎপাদন এবং অন্যান্য শিল্প খাতে প্রয়োগ করা হয়েছে।

(3) ভ্যাকুয়াম ডিফিউশন ওয়েল্ডিং

উন্নত উপকরণের ক্রমাগত আবির্ভাব সংযোগ প্রযুক্তির ক্ষেত্রে নতুন নতুন চ্যালেঞ্জ তৈরি করছে। তাপ-প্রতিরোধী সংকর ধাতু, উচ্চ-প্রযুক্তির সিরামিক, আন্তঃধাতব যৌগ এবং যৌগিক পদার্থের মতো অনেক নতুন উপকরণের সংযোগ, বিশেষ করে ভিন্নধর্মী উপকরণের সংযোগ, প্রচলিত ফিউশন ওয়েল্ডিং পদ্ধতি ব্যবহার করে সম্পন্ন করা কঠিন। একারণে সলিড-স্টেট ডিফিউশন বন্ডিং এবং অন্যান্য প্রযুক্তির উদ্ভব ঘটেছে। উদাহরণস্বরূপ, সুপারপ্লাস্টিক ফর্মিং-ডিফিউশন ওয়েল্ডিং প্রযুক্তি বিমানের টাইটানিয়াম অ্যালয় হানিকম্ব কাঠামোতে সফলভাবে প্রয়োগ করা হয়েছে। ডিফিউশন ওয়েল্ডিংয়ের মাধ্যমে সিরামিক এবং ধাতু সংযুক্ত করা যায়; ট্রানজিয়েন্ট লিকুইড ফেজ ডিফিউশন ওয়েল্ডিং প্রযুক্তির প্রয়োগ কঠিন পদার্থের এমন অনেক জটিল সংযোগ সমস্যার সমাধান করেছে যা প্রচলিত পদ্ধতিতে সমাধান করা সম্ভব ছিল না।ফিউশন ওয়েল্ডিংঅতীতে

সলিড-স্টেট জয়েনিংকে দুটি শ্রেণীতে ভাগ করা যায়। একটি হলো নিম্ন তাপমাত্রা, উচ্চ চাপ এবং স্বল্প সময়ের জয়েনিং পদ্ধতি, যা স্থানীয় প্লাস্টিক বিকৃতির মাধ্যমে ওয়ার্কপিস পৃষ্ঠের ঘনিষ্ঠ সংস্পর্শ এবং অক্সাইড ফিল্মের ভাঙনকে ত্বরান্বিত করে। জয়েন্ট গঠনে প্লাস্টিক বিকৃতিই প্রধান নিয়ামক। এই ধরনের জয়েনিং পদ্ধতিগুলোর মধ্যে রয়েছে...ঘর্ষণ ঝালাইএক্সপ্লোশন ওয়েল্ডিং, কোল্ড প্রেসার ওয়েল্ডিং এবং হট প্রেসার ওয়েল্ডিং, যেগুলোকে সাধারণত প্রেসার ওয়েল্ডিং বলা হয়। অন্যটি হলো উচ্চ তাপমাত্রা, নিম্ন চাপ এবং তুলনামূলকভাবে দীর্ঘ সময় ধরে করা ডিফিউশন বন্ডিং পদ্ধতি, যা সাধারণত একটি প্রতিরক্ষামূলক পরিবেশে বা ভ্যাকুয়ামে সম্পন্ন করা হয়। এই সংযোগ পদ্ধতিতে কেবল ন্যূনতম প্লাস্টিক বিকৃতি ঘটে এবং জোড় গঠনে ইন্টারফেস ডিফিউশনই প্রধান ভূমিকা পালন করে। এই ধরনের সংযোগ পদ্ধতির মধ্যে প্রধানত ডিফিউশন ওয়েল্ডিং অন্তর্ভুক্ত, যেমন ভ্যাকুয়াম ডিফিউশন ওয়েল্ডিং, ট্রানজিয়েন্ট লিকুইড ফেজ ডিফিউশন ওয়েল্ডিং, হট আইসোস্ট্যাটিক প্রেসিং ডিফিউশন ওয়েল্ডিং এবং সুপারপ্লাস্টিক ফর্মিং-ডিফিউশন ওয়েল্ডিং।

উন্নত ওয়েল্ডিং পদ্ধতি এবং নতুন প্রক্রিয়ার ক্রমাগত আবির্ভাবের পাশাপাশি (উপরেরগুলো মাত্র কয়েকটি উদাহরণ), বিভিন্ন ওয়েল্ডিং পদ্ধতির যান্ত্রিকীকরণ এবং স্বয়ংক্রিয়করণের স্তরও ক্রমাগত উন্নত হচ্ছে। ইলেকট্রনিক প্রযুক্তি, সেন্সিং প্রযুক্তি, কম্পিউটার এবং নিয়ন্ত্রণ প্রযুক্তির অগ্রগতি ওয়েল্ডিং শাখার উন্নয়নে ব্যাপকভাবে সহায়তা করেছে, যা ওয়েল্ডিং স্বয়ংক্রিয়করণকে বুদ্ধিমান নিয়ন্ত্রণের দিকে চালিত করছে। বিশেষ করে, ওয়েল্ডিং রোবটের ব্যাপক প্রচলন ওয়েল্ডিংয়ের প্রচলিত অনমনীয় স্বয়ংক্রিয়করণ পদ্ধতিকে ভেঙে দিয়েছে, ওয়েল্ডিংয়ে নমনীয় স্বয়ংক্রিয়করণের একটি নতুন পদ্ধতির সূচনা করেছে এবং ওয়েল্ডিং প্রযুক্তির জন্য একটি বৃহত্তর বিকাশের সুযোগ তৈরি করেছে। আধুনিক উৎপাদনে ওয়েল্ডিং একটি অপরিহার্য প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতিতে পরিণত হয়েছে। অধিকন্তু, বিজ্ঞান ও প্রযুক্তির অগ্রগতি এবং সামাজিক ও অর্থনৈতিক উন্নয়নের সাথে সাথে উন্নত ওয়েল্ডিং/জোড়া লাগানোর প্রয়োগক্ষেত্র ক্রমাগত প্রসারিত হতে থাকবে।

(4) স্বয়ংক্রিয় এবং বুদ্ধিমান ঝালাই

ঝালাইয়ের উৎপাদনশীলতা বৃদ্ধি, পণ্যের গুণমান নিশ্চিতকরণ এবং কাজের পরিবেশ উন্নত করার জন্য যান্ত্রিকীকরণ ও স্বয়ংক্রিয়করণ গুরুত্বপূর্ণ উপায়। ঝালাই প্রযুক্তির ভবিষ্যৎ উন্নয়নের দিক হলো ঝালাই উৎপাদনের স্বয়ংক্রিয়করণ। শুধুমাত্র ঝালাই প্রক্রিয়ার দৃষ্টিকোণ থেকে ঝালাই উৎপাদনের দক্ষতা ও গুণমান উন্নত করার ক্ষেত্রে কিছু সীমাবদ্ধতা রয়েছে। ইলেকট্রন বিম ওয়েল্ডিং, লেজার ওয়েল্ডিং এবং ফ্রিকশন স্টার ওয়েল্ডিং-এর মতো ঝালাই/জোড়া লাগানোর পদ্ধতিগুলোর ক্ষেত্রে গ্রুভের জ্যামিতি এবং অ্যাসেম্বলির গুণমানের ওপর কঠোর শর্ত থাকে। স্বয়ংক্রিয় ঝালাইয়ের পর, সম্পূর্ণ ঝালাই করা কাঠামোটি পরিপাটি, নির্ভুল এবং সুন্দর হয়, যা অতীতের ঝালাই কর্মশালাগুলোতে হস্তচালিত কাজের পশ্চাৎপদ ধারণাকে পরিবর্তন করে দেয়।

আধুনিক উৎপাদন প্রযুক্তি এবং উদীয়মান প্রযুক্তি শিল্পের বিকাশের অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ প্রতীক হিসেবে রোবট উচ্চ-প্রযুক্তি শিল্পের বিভিন্ন ক্ষেত্রে গুরুত্বপূর্ণ প্রভাব ফেলেছে। ঝালাই উৎপাদন প্রক্রিয়ার জটিলতা এবং ঝালাইয়ের মানের উপর কঠোর প্রয়োজনীয়তা, সেইসাথে প্রায়শই নিম্নমানের ঝালাই প্রযুক্তি এবং কাজের পরিবেশ, ঝালাই প্রক্রিয়াকে স্বয়ংক্রিয় ও বুদ্ধিমান করে তুলতে পারে এমন পদ্ধতিকে বিশেষ মনোযোগের কেন্দ্রবিন্দুতে পরিণত করেছে। বর্তমানে, বিশ্বব্যাপী ৩০% থেকে ৪০% রোবট ঝালাই প্রযুক্তিতে ব্যবহৃত হয়। ঝালাই রোবটগুলো প্রাথমিকভাবে মূলত মোটরগাড়ি শিল্পের স্পট ওয়েল্ডিং উৎপাদন লাইনে প্রয়োগ করা হতো, এবং সাম্প্রতিক বছরগুলোতে এগুলো ধীরে ধীরে অন্যান্য উৎপাদন ক্ষেত্রেও প্রসারিত হয়েছে।

উন্নয়নের প্রথম কেন্দ্রবিন্দুবুদ্ধিমান ওয়েল্ডিংএর মধ্যে রয়েছে ভিশন সিস্টেম। বর্তমানে উন্নত ভিশন সিস্টেমগুলো রোবটকে ওয়েল্ডিংয়ের সময় নির্দিষ্ট পরিস্থিতি অনুযায়ী স্বয়ংক্রিয়ভাবে টর্চের গতিপথ পরিবর্তন করতে সক্ষম করে, এবং কিছু সিস্টেম গ্রুভের আকার অনুযায়ী সময়মতো প্রসেস প্যারামিটার সমন্বয় করতে পারে।