ဝရိန္ အေႀကာင္းပဲ ေၿပာမယ္ေနာ္ - (၁)

Welding process ဆိုတာ ဂေဟဆက္ျခင္း ပါတဲ႔။ ဂေဟဆက္ျခင္း ဆိုတာကေတာ႔ သင့္ေတာ္တဲ႔ သတၱဳအမ်ိဳးအစား၊ အပူခ်ိန္၊ ဖိအား စသည္တို႔ေပၚ မူတည္၍ သတၱဳႏွစ္ခုကို တခုထည္းျဖစ္ေအာင္ ေပါင္းစပ္ေပးေသာနည္းစဥ္ပါတဲ႔။ ဂေဟဆက္ျခင္း ဆိုတဲ႔၊ ေ၀ါဟာရကို သတၱဳ ဆိုတဲ႔ သံျဖစ္ေစ၊ သံမဟုတ္ေသာ အျခားသတၱဳတစ္မ်ိဳးမ်ိဳးျဖစ္ေစ၊ တခုနဲ႔တခုဆက္ၿခင္းလို႔သံုးသလို၊ ပလတ္စတစ္ေတြကို ပလတ္စတစ္ဂေဟေခ်ာင္းကို သံုးကာဆက္ၿခင္းဟာလည္း၊ ဂေဟဆက္ျခင္း ဆိုတဲ႔ Welding process ပါပဲတဲ႔။

ဂေဟဆက္တဲ႔အခါ၊ ဆက္မယ္႔ သတၱဳႏွစ္ခုကို အရည္ေပ်ာ္ေစၿပီး၊ fillar metal အျဖည့္ခံသတၱဳတစ္ခုနဲ႔ တြဲဆက္ပါသတဲ႔။ fillar metal ကိုမသံုးဘဲ၊ ဆက္မည့္သတၱဳႏွစ္ခုကို၊ ဖိအားေပးအပူထြက္ေစၿပီး၊ တြဲဆက္တဲ႔ နည္းလည္းရိွပါတယ္။ သံကို ဂေဟဆက္တဲ႔အခါ welding လို႔ေခါါ ၿပီး၊ ေၾကးတို႔ ခဲ တို႔ကို၊ ဂေဟဆက္တဲ႔ အခါ brazing, soldering စသျဖင့္ေခါါပါတယ္။

၁၉ ရာစုႏွစ္ကုန္ပိုင္းမ်ားေလာက္ထိ forged welding ကိုသာ အသံုးမ်ားပါသတဲ႔။ forged welding ဆိုတာ ကေတာ႔၊ ပန္းဘဲဖိုမွာ၊ သတၱဳေခ်ာင္းေတြကို၊ နီရဲလာေအာင္ အပူေပးၿပီး၊ အလြန္ပူေနခ်ိန္မွာ၊ တူႏွင့္ ထူကာ ဆက္ျခင္း ၿဖစ္ပါသတဲ႔။ ၁၉ ရာစုနွစ္ကုန္မွာေတာ႔ Arc Welding နဲ႔ Oxyfuel Welding ေတြကို စသံုးလာ ၿပီး၊ မႀကာခင္မွာ Electric Resistance Welding ကို၊ တီထြင္သံုးစဲြခဲ့ၾကပါသတဲ႔။ ပထမကမၻာစစ္ႏွင့္ ဒုတိယ ကမၻာစစ္ႀကီးက ဂေဟဆက္ အတတ္ပညာကို တစ္ဟုန္ထိုး၊ ဖံြ႔ၿဖိဳးတိုးတက္ေစဖို႔၊ တြန္းအားျဖစ္ခဲ့ပါသတဲ႔။ စစ္ႀကီးအတြင္းမွာ၊ အေဆာက္အအံုေတြ၊ လမ္းေတြ၊ တံတားေတြၿမနၿမန္ေဆာက္ဖို႔၊ ေစ်းသက္သာၿပီး၊ စိတ္ခ်ရတဲ႔ ဂေဟဆက္ နည္းေတြကို၊ တီထြင္သံုးစဲြခဲ့သလို၊ စစ္ႀကီးၿပီးတဲ႔ အခါ၊ ျပန္လည္ ထူေထာင္ေရး လုပ္ငန္းေတြအတြက္၊ ဂေဟဆက္ျခင္းဟာ အေရးတႀကီးလိုအပ္ရာက တဆင္႔ တုိးတက္ခဲ႔ပါသတဲ႔။

Fig. Standard weld symbol AWS A 2.4 - 1998

Fig. Weld joint symbol

အဲဒီကတဆင္႔ Shielded Metal Arc Welding, Semi-Automatic နဲ႔ Automatic welding, submerged arc welding, flux-cored arc welding နဲ႔ electroslag welding နည္းဗညာေတြ တိုးတက္ၿဖစ္ေပါါ လာပါတယ္။ ဒီလိုနဲ႔ laser beam welding, electron beam welding, electromagnetic pulse welding နဲ႔ friction stir welding စတဲ႔၊ နည္းပညာေတြနဲ႔ အတူ robot welding အထိတိုးတက္ၿဖစ္ေပါါဲ႔ ပါသတဲ႔။ Welding Processes လို႔ေခါါတဲ႔ ဂေဟဆက္နည္းစဥ္ အမၽားအၿပားရိွၿပီး၊ အတိုေကာက္၊ အသံုးအနံွဳးေတြနဲ႔ သတ္မွတ္ႀကပါတယ္။

Fig. Welding process

Arc Welding ဟာ၊ အပူကို တစ္ေနရာထဲမွာ စုစည္းရေစၿပီး၊ penetration ကိုပိုေကာင္းေစပါတယ္။ ဒါ႔အၿပင္ ဂေဟေဆာ္ႏံႈးျမန္တဲ႔အတြက္၊ စီးပြားေရးအရတြက္ေၿခကိုက္ပါသတဲ႔။ Gas Welding ကေတာ႔ မလိုအပ္တဲ႔ေနရာေတြ ကိုပါ၊ ပူေစလို႔ heat distortion ကုိၿဖစ္ေစတတ္ပါတယ္။ အသံုးမ်ားတဲ႔ Arc Welding ေတြကေတာ႔ Electric arc welding, Carbon arc welding, TIG welding, MIG welding, Submerged arc welding, Shielded metal arc welding, Plasma arc welding, Flux cored arc welding, Stud arc welding နဲ႔ Electro slag weldingတို႔ၿဖစ္ပါတယ္။

Gas Welding အတြက္သံုးေလ့ရိွတဲ႔ ဓါတ္ေငြ႔ေတြကေတာ႔၊ oxygen, Acetylene နဲ႔ methylacetylene propadiene တို႔ၿဖစ္ၿပီး၊ အသံုးမ်ားတဲ႔ Gas Welding ေတြကေတာ႔၊ Air acetylene welding, Oxy-acetylene welding, Oxy-hydrogen welding နဲ႔ Pressure gas welding တို႔ျဖစ္ပါသတဲ႔။

ဒါ႔အၿပင္ Resistance welding, Solid state welding, Radiant energy welding နဲ႔ Thermo-chemical welding ဆိုတဲ႔ welding process ေတြလည္းရိွပါေသးသတဲ႔။ Spot welding, Seam welding, Percussion welding, High frequency welding, Projection welding, Resistance butt welding နဲ႔ Flash butt welding တို႔ဟာ Resistance welding ေတြ ၿဖစ္ၿပီး၊ Friction welding, Cold welding, Ultrasonic welding, Hot pressure welding, Diffusion welding, Forge welding နဲ႔ Explosive welding တို႔ကေတာ႔ Solid state welding ေတြၿဖစ္ပါတယ္။

Radiant energy welding ေတြကေတာ႔၊ Laser beam welding နဲ႔ Electron beam welding တို႔ၿဖစ္ ပါတယ္။ Thermit welding နဲ႔ Atomic welding တို႔ကို၊ Thermo-chemical welding အၿဖစ္ သတ္မွတ္ နိဳင္ၿပီး၊ Brazing နဲ႔ Soldering တို႔ကိုပါ၊ welding process ထဲမွာ၊ ထည္႔သြင္းသတ္မွတ္ပါတယ္။

Arc welding

electrical spark တခုကိုဖန္တည္းၿပီး၊ အရည္ေပ်ာ္ေစကာ တြဲဆက္ၿခင္းၿဖစ္ပါတယ္။ closed circuit တခုကိုဖန္တီးၿပီး၊ ေသးငယ္တဲ႔ gap ကေလးတခုကို ခၽန္ထားတဲ႔အခါ၊ current flows ဟာ electric spark အေနနဲ႔ စီးဆင္းပါတယ္။ spark ေႀကာင္႔ေပါါေပါက္လာတဲ႔ temperature ဟာ 3400 ~ 4000 deg. C ခန္႔ရိွ ပါတယ္။

Fig. Electric arc welding

electric arc welding - ဆိုတာကေတာ႔ electrode လို႔ေခါါတဲ႔ arc welding rod ကေန၊ heat ကိုရတာၿဖစ္ၿပီး၊ electric arc ဟာ consumable electrode နဲ႔ work piece တို႔အႀကားမွာၿဖစ္ေပါါပါသတဲ႔။ current ဟာ consumable electrode က တဆင္႔စီးတာ ၿဖစ္သလို၊ consumable electrode ဟာ heat ေႀကာင္႔အရည္ေပၽာ္တဲ႔အခါ၊ work piece အေပါါမွာ fillet deposited အလြွာတခု အၿဖစ္ကၽန္ခဲ႔ၿပီး၊ slag ေခၽာ္လို႔ေခါါပါတယ္။ ဝရိန္ေဆာ္ၿပီး၊ ေအးသြားတဲ႔အခါ ေခၽာ္ေတြကို chipping ဒါမွမဟုတ္ grinding လုပ္ကာဖယ္ထုတ္ရ ပါသတဲ႔။

Fig. Carbon steel arc welding electrode

ဝရိန္ေခၽာင္းဆိုတဲ႔ electric arc welding အတြက္သံုးတဲ႔ electrode ေတြဟာ၊ flux coated electrode ေတြၿဖစ္ၿပီး၊ bar electrode လို႔လည္းေခါါပါတယ္။ welding electrodes ေတြဟာ၊ electric current ၿဖတ္သန္း စီးဆင္းရာ conductors ေတြၿဖစ္သလို၊ welding process အတြင္းမွာ၊ joints ေတြကို၊ အသားၿဖည္႔ေပးမယ္႔ filler metal လည္းၿဖစ္ပါတယ္။ coated flux ဟာ welding process အတြင္း oxidation ေႀကာင္႔၊ ေပါါေပါက္လာမယ္႔ oxide forming ေတြကိုဖယ္ရွားေပးတဲ႔အၿပင္၊ electrode နဲ႔ work piece အႀကားေပါါေပါက္လာတဲ႔ arc ကိုလည္း၊ stabilize ၿဖစ္ေစပါတယ္။

electrode coating အေနနဲ႔ materials အမၽိဳးအစားေပါင္းမၽားစြာကို၊ ေရာစပ္အသံုးၿပဳႀကပါတယ္။ Vanadium, Chromium နဲ႔ Nickel materials ေတြကို coating အေနနဲ႔၊ အသံုးၿပဳတဲ႔အခါ၊ weld strength ပိုေကာင္းပါသတဲ႔။ ဒါ႔အၿပင္ Sodium Oxides, Calcium Oxides နဲ႔ Magnesium Silicate တို႔ကို Arc improving materials ေတြ အၿဖစ္ coating အေနနဲ႔၊ အသံုးၿပဳသလို၊ Asbestos, Sodium Silicate နဲ႔ Potassium Silicate တို႔ကိုလည္း၊ Binding materials အေနနဲ႔ ထည္႔သြင္းအသံုးၿပဳႀကပါတယ္။ Paper pulp နဲ႔ cotton ေတြကေတာ႔ gas producing agent ေတြၿဖစ္ၿပီး၊ Silicates နဲ႔ manganese တို႔ဟာ slag production materials ေတြၿဖစ္ပါတယ္။ Silicon, Aluminum နဲ႔ manganese တို႔ကေတာ႔၊ de-oxides materials ဆိုတဲ႔၊ Fluxing materials ေတြၿဖစ္ပါသတဲ႔။

metals သတၱဳေတြကို၊ atmosphere air မွာ အပူေပးအရည္ေပၽာ္ေစၿပီး၊ တြဲဆက္တဲ႔အခါ၊ oxygen နဲ႔ ေလေႀကာင္႔ oxide formation ေတြၿဖစ္ေပါါၿပီးမွ၊ joint တြဲဆက္ပါသတဲ႔။ အဲဒီ oxide formation ဟာ၊ welding strength ကိုကၽေစပါတယ္။ ဒီအတြက္ welding flux ကို welded area မွာထည္႔ေပးရတာ ၿဖစ္ပါတယ္။ welding flux နဲ႔အတူ အပူေပးအရည္ေပၽာ္သြားတဲ႔၊ molten metal ဟာေရာစပ္သြားသလို၊ oxide formation ကိုပါဖယ္ရွားေပး ပါတယ္။ ferrous metal သံပါတဲ႔ သတၱဳေတြကို၊ တြဲဆက္တဲ႔အခါ၊ borax, sodium silicate, sodium carbonate နဲ႔ sodium bicarbonate welding flux ေတြကိုသံုးပါ သတဲ႔။ borax ဟာ iron oxide အေနနဲ႔ေပါင္းစပ္ သြားမွာ ၿဖစ္ၿပီး၊ carbonates ေတြပါတဲ႔ flux ကေတာ႔ cleanser အေနနဲ႔ oxide formation ကိုဖယ္ထုတ္ေပးသလို၊ အပူေပး တဲ႔အခါ၊ molten metal ရဲ႕ fluidity အရည္ေပၽာ္နံွဴး ကို ၿမန္ေစပါတယ္။

copper နဲ႔ copper alloy သတၱဳစပ္ေတြကို၊ welding ေဆာ္တဲ႔အခါ၊ cuprous oxide ေတြၿဖစ္ေပါါတဲ႔ အတြက္၊ sodium, potassium borates, carbonates, chlorides, sulphates နဲ႔ boric acid တို႔ mixture ေရာစပ္ထားတဲ႔ welding flux ကိုအသံုးၿပဳပါသတဲ႔။ aluminum နဲ႔ aluminum alloy ေတြကို၊ welding ေဆာ္တဲ႔အခါ၊ aluminum oxide ၿဖစ္တဲ႔၊ alumina ေတြ oxide formation လာပါတယ္။ alumina ဟာ အလြယ္တကူၿဖစ္ေပါါၿပီး၊ melting temperature အေနနဲ႔ 2000 deg. C ခန္႔ရိွတဲ႔အတြက္၊ alkaline fluorides, chlorides နဲ႔ bisulphates တို႔ပါဝင္တဲ႔၊ welding flux ကို သံုးၿပီး ဖယ္ရွားရပါသတဲ႔။

oxide formation ေတြကို၊ ဖယ္ရွားဖို႔အသံုးၿပဳတဲ႔ fluxes ေတြကိုလည္း၊ welding joints ေတြအေပါါမွာ၊ မကၽန္ဖို႔ ဖယ္ရွားရပါတယ္။ fluxes ေတြဟာ chemically effective ၿဖစ္ေပမယ္႔၊ welding joints ေတြကို corrosion ၿဖစ္ေစ ပါတယ္။ fluxes ေတြကို steam ဒါမွမဟုတ္ ေရေနြးနဲ႔ ေဆးေကၽာၿခင္းၿဖင္႔ ဖယ္ရွားနိဳင္ ပါတယ္။

Carbon arc welding - carbon rod ကို electrode အေနနဲ႔သံုးၿပီး၊ single carbon process နဲ႔ twin carbon process ဆိုၿပီးေတြ႔ရပါတယ္။ carbon arc welding မွာ DC ကိုသံုးပါတယ္။ twin carbon process မွာ electrically independent torch ကိုသံုးပါသတဲ႔။

Fig. Carbon arc welding

heat ဟာ work piece လို႔ေခါါတဲ႔ base metal နဲ႔ electrodes တို႔အႀကားမွာၿဖစ္ေပါါၿပီး၊ base metal က welding joints မွာ အသားၿဖည္႔ဖို႔လိုအပ္တဲ႔အခါ၊ fillar metal ကိုသံုးၿပီး၊ ၿဖည္႔ပါတယ္။

TIG welding - ဆိုတာကေတာ႔ Tungsten Inert Gas welding ကိုဆိုလိုတာၿဖစ္ပါတယ္။ electric arc welding မွာ oxidation ေႀကာင္႔ formation ေတြၿဖစ္ေပါါရၿပီး၊ welding joints ေတြရဲ႕ strength ကိုကၽေစပါတယ္။ ဒီအတြက္႔ flux coated electrodes ေတြသံုးရေပမယ္႔ TIG welding မွာ၊ weld zone ကို Inert Gas နဲ႔ ကာၿပီး တြဲဆက္တဲ႔ အတြက္၊ atmosphere မွ oxygen နဲ႔ nitrogen တို႔နဲ႔၊ ထိေတြ႔မွဳမရိွေတာ႔ flex coated rods ေတြကိုသံုးဖို႔မလိုေတာ႔ပါဘူး။

Fig. TIG welding

tungsten ကို electrode အေနနဲ႔ သံုးၿပီး၊ tungsten နဲ႔ work piece ႀကားမွာ arc ၿဖစ္ေပါါေစၿပီး၊ joint အေနနဲ႔ တြဲဆက္တာ ၿဖစ္သလို၊ tungsten ဟာ၊ flex coated electrodes ေတြလို၊ welding ေဆာ္ ရင္း၊ ေပၽာ္သြားမယ္႔ consumable electrode မဟုတ္ပဲ၊ non-consumable electrode ၿဖစ္ပါတယ္။ တြဲဆက္မယ္႔၊ material အမၽိဳးအစားအရ AC သို႔မဟုတ္ DC ကိုအသံုးၿပဳပါတယ္။ copper နဲ႔ copper alloy ေတြကို၊ DC straight polarity အသံုးၿပဳၿပီး၊ welding ေဆာ္ပါတယ္။ stainless steel နဲ႔ magnesium ကိုေတာ႔၊ reverse polarity သံုးၿပီး၊ steel, cast iron နဲ႔ aluminum တို႔ကို AC သံုးကာ၊ welding ေဆာ္ပါသတဲ႔။ တခါတေလ magnesium ကို AC သံုးကာ welding ေဆာ္ေလ့ရိွပါတယ္။

welding joints မွာ အသားၿဖည္႔ဖို႔လိုအပ္တဲ႔အခါ၊ fillar metal ကိုသံုးၿပီး၊ ၿဖည္႔ပါတယ္။ TIG welding ကို thin cross-section metals ပါးလြွာတဲ႔ သံၿပားေတြကိုဆက္ဖို႔အတြက္၊ သံုးပါသတဲ႔။ ဒါ႔အၿပင္ manual အေနနဲ႔ welding ေဆာ္သလို၊ automatic controlling system ေတြကိုသံုးၿပီးေတာ႔လည္း၊ welding ေဆာ္နိဳင္ပါတယ္။ continuous, spot နဲ႔ intermittent weld joints ေတြ အေနနဲ႔၊ တြဲဆက္နိဳင္သလို၊ lead နဲ႔ zinc alloy ေတြရဲ႕ melting point temperature ဟာနိမ္႔တဲ႔အၿပင္၊ vaporized ၿဖစ္ၿပီး၊ electrode ကို dull ညစ္ေပကာပိတ္ေစတဲ႔အတြက္၊ lead ခဲနဲ႔ zinc သြပ္သတၱဳစပ္ေတြကလြဲလို႔၊ ကၽန္တဲ႔ alloy သတၱစပ္ေတြအားလံုးအတြက္၊ TIG welding ကိုသံုးနိဳင္ပါတယ္။ copper alloys, aluminum alloys, magnesium alloys, nickel alloys, zirconium alloys, beryllium alloys, titanium alloys, carbon steels, alloy steels, stainless steels နဲ႔ refractory metals ေတြကို၊ တြဲဆက္တဲ႔အခါ TIG welding ကိုအသံုးၿပဳႀကပါတယ္။

Inert gas အၿဖစ္၊ colour အေရာင္အဆင္းနဲ႔ odor less အနံ႕မရိွတဲ႔ Helium နဲ႔ Argon ဓါတ္ေငြ႔ေတြကို သံုးပါသတဲ႔။ Helium ဟာ atomic weight အေနနဲ႔ 4 သာရိွလို႔ ေပါ႔ပါးတဲ႔ light gas ရယ္လို႔သတ္မွတ္နိဳင္ သလို၊ melting temperature substance အေနနဲ႔ – 272 deg. C မွာရိွတာကိုေတြ႔ရပါတယ္။ melting temperature နိမ္႔တဲ႔အတြက္၊ weld temperature ဟာနိမ္႔ၿပီး၊ welding process အတြင္းမွာ၊ ေပါါေပါက္ လာမယ္႔ work piece ရဲ႕ distortion ကိုေလၽွာ႔ခၽနိဳင္သလို၊ penetration ကိုလည္း ပိုေကာင္းေစပါတယ္။ အရမ္းေပါ႔တဲ႔ lightness properties ၿဖစ္တဲ႔ အတြက္၊ အလြယ္တကူလြင္႔ေပၽာက္သြားနိဳင္ၿပီး၊ welded zone မွာ oxidation ေႀကာင္႔ formation ေတြၿဖစ္တာကိုတားဆီးဖို႔၊ shielded အေနနဲ႔အသံုးၿပဳတဲ႔အခါ၊ Helium gas ကိုပမာဏအမၽားအၿပား၊ အသံုးၿပဳရပါတယ္။

Argon ကေတာ႔၊ atomic weight အေနနဲ႔ 39.94 ရိွၿပီး၊ melting point အေနနဲ႔ –188 deg. C ရိွတဲ႔ အတြက္၊ density အေနနဲ႔ Helium ထက္၊ ဆယ္ဆေလာက္ပိုပါသတဲ႔။ Argon ကို ေလထုထဲ ကေန၊ liquefied ရယူနိဳင္ၿပီး၊ distilled လုပ္ကာထုတ္ယူနိဳင္ပါတယ္။ ဒါ႔အၿပင္ electrical properties အေနနဲ ႔ ႀကည္႔ ရင္၊ lower ionization voltage ကိုထုတ္ေပးတဲ႔အတြက္၊ alternating current AC ကိုသံုးၿပီး၊ welding ေဆာ္တဲ႔အခါ၊ stable arc ကိုနိဳင္ရပါတယ္။ အဲဒီ႔အတြက္ TIG welding မွာ inert gas အေနနဲ႔ Argon ကိုပိုအသံုးၿပဳပါသတဲ႔။



Reference and Image Credit to : http://www.typesofwelding.net

Remark : All images herein this website are for use of educational purpose only. The owner of this web site is not responsible for the consequences in case of violation to copyright, trademark, patent or other intellectual property rights of any third party.