এর সূক্ষ্ম জগতেলেজার ওয়েল্ডিং, উচ্চ-শক্তি সম্পন্ন রশ্মি নিঃসন্দেহে প্রধান ভূমিকা পালন করে। তবে উপযুক্ত গ্যাসের সঠিক সমন্বয় এবং সুরক্ষা ছাড়া, ওয়েল্ডিংয়ের গুণমান উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পাবে বা এমনকি ব্যর্থ হবে। এই আপাতদৃষ্টিতে সাধারণ গ্যাসগুলি আসলে একাধিক গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে:
বিচ্ছিন্নতা সুরক্ষা: গলিত পুলে উচ্চ তাপমাত্রায়, এটি বাতাসকে বিচ্ছিন্ন করে, কার্যকরভাবে ধাতব অক্সিডেশন এবং নাইট্রাইডিং প্রতিরোধ করে এবং ওয়েল্ডের ভঙ্গুরতা, ছিদ্রতা এবং অন্তর্ভুক্তি এড়িয়ে চলে।
প্লাজমা দমনকারী: উচ্চ-ক্ষমতা সম্পন্ন ওয়েল্ডিং দ্বারা উত্পন্ন ঘন প্লাজমা মেঘ লেজার শক্তিকে বিক্ষিপ্ত এবং শোষণ করবে। নির্দিষ্ট গ্যাস প্লাজমা দমন করতে পারে, যা নিশ্চিত করে যে লেজার শক্তি দক্ষতার সাথে ওয়ার্কপিসে পৌঁছাতে পারে।
অপটিক্যাল সুরক্ষা শিল্ড: ওয়েল্ডিংয়ের ধোঁয়া এবং স্প্যাটার সরিয়ে ফেলুন, মূল্যবান ফোকাসিং লেন্সগুলিকে দূষণ এবং ক্ষতি থেকে রক্ষা করুন, সরঞ্জামের জীবনকাল বাড়ান এবং রশ্মির গুণমান বজায় রাখুন।
গলিত পুল স্টেবিলাইজার: উপযুক্ত বায়ুপ্রবাহ গলিত পুলের প্রবাহকে স্থিতিশীল করতে পারে এবং ওয়েল্ড গঠন উন্নত করতে পারে (যেমন আন্ডারকাট এবং হাম্প হ্রাস করা)।
কুলিং সহকারী: (সহায়ক গ্যাস) তাপ-প্রভাবিত অঞ্চলকে শীতল করে এবং লেন্স ধারককে রক্ষা করে।
মূল গ্যাসের প্রকারের বিস্তারিত ব্যাখ্যা
লেজার ওয়েল্ডিং প্রধানত দুই ধরনের গ্যাস ব্যবহার করে এবং তাদের কার্যকারিতা এবং নির্বাচনের মানদণ্ড ভিন্ন:
১. সুরক্ষা গ্যাস: গলিত পুলের প্রত্যক্ষ "শিল্ড"
আর্গন (Ar): Ar-এর আয়নীকরণ শক্তি তুলনামূলকভাবে সর্বনিম্ন। লেজারের ক্রিয়ার অধীনে, এর আয়নীকরণ মাত্রা তুলনামূলকভাবে বেশি, যা প্লাজমা মেঘের গঠন নিয়ন্ত্রণ করার জন্য সহায়ক নয় এবং লেজারের কার্যকর ব্যবহারের হারে একটি নির্দিষ্ট প্রভাব ফেলবে। তবে, Ar-এর কার্যকলাপ খুবই কম এবং সাধারণ ধাতুর সাথে রাসায়নিক বিক্রিয়া করা কঠিন। তদুপরি, Ar-এর দাম বেশি নয়। এছাড়াও, Ar-এর ঘনত্ব তুলনামূলকভাবে বেশি, যা ওয়েল্ড পুলের উপরে ডুবে যাওয়ার জন্য সহায়ক। এটি ওয়েল্ড পুলকে আরও ভালোভাবে রক্ষা করতে পারে এবং এইভাবে একটি নিয়মিত শিল্ডিং গ্যাস হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে।
নাইট্রোজেন (N₂): N₂-এর আয়নীকরণ শক্তি মাঝারি, Ar-এর চেয়ে বেশি এবং He-এর চেয়ে কম। লেজারের ক্রিয়ার অধীনে, এর আয়নীকরণ মাত্রা গড়, যা প্লাজমা মেঘের গঠনকে কার্যকরভাবে কমাতে পারে এবং এর ফলে লেজারের কার্যকর ব্যবহারের হার বৃদ্ধি করতে পারে। নাইট্রোজেন নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় অ্যালুমিনিয়াম খাদ এবং কার্বন স্টিলের সাথে রাসায়নিক বিক্রিয়া করতে পারে, যা নাইট্রাইড তৈরি করে, যা ওয়েল্ড সিমের ভঙ্গুরতা বাড়িয়ে দেবে, এর দৃঢ়তা হ্রাস করবে এবং ওয়েল্ড জয়েন্টের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলির উপর একটি উল্লেখযোগ্য বিরূপ প্রভাব ফেলবে। অতএব, অ্যালুমিনিয়াম খাদ এবং কার্বন স্টিলের ওয়েল্ড সিমগুলিকে রক্ষা করার জন্য নাইট্রোজেন ব্যবহার করার পরামর্শ দেওয়া হয় না। নাইট্রোজেন এবং স্টেইনলেস স্টিলের মধ্যে রাসায়নিক বিক্রিয়া দ্বারা উত্পাদিত নাইট্রাইডগুলি ওয়েল্ড জয়েন্টের শক্তি বাড়াতে পারে, যা ওয়েল্ডের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে উন্নত করতে সহায়ক। অতএব, স্টেইনলেস স্টিল ওয়েল্ডিং করার সময় নাইট্রোজেনকে একটি সুরক্ষা গ্যাস হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে।
হিলিয়াম He: He-এর সর্বোচ্চ আয়নীকরণ শক্তি রয়েছে এবং লেজারের ক্রিয়ার অধীনে খুব কম পরিমাণে আয়নীকরণ হয়, যা প্লাজমা মেঘের গঠনকে কার্যকরভাবে নিয়ন্ত্রণ করতে পারে। লেজার ধাতুর উপর ভালোভাবে কাজ করতে পারে এবং He-এর কার্যকলাপ খুবই কম এবং মূলত ধাতুর সাথে রাসায়নিক বিক্রিয়া করে না, যা এটিকে ওয়েল্ড সিমের জন্য একটি চমৎকার সুরক্ষা গ্যাস করে তোলে। তবে, He-এর দাম খুব বেশি, এবং এই গ্যাসটি সাধারণত বৃহৎ-স্কেল উত্পাদন পণ্যগুলিতে ব্যবহৃত হয় না। He সাধারণত বৈজ্ঞানিক গবেষণা বা খুব উচ্চ মূল্য সংযোজন সহ পণ্যগুলির জন্য ব্যবহৃত হয়।
২. সহায়ক গ্যাস: সরঞ্জামের "অদৃশ্য অভিভাবক"
সহায়ক গ্যাস একটি স্বাধীন অগ্রভাগ থেকে নির্গত হয়, প্রধানত অপটিক্যাল সিস্টেমকে রক্ষা করে:
ফাংশন
ওয়েল্ডিংয়ের সময় উত্পন্ন ধোঁয়া এবং ধাতব স্প্ল্যাশগুলি দৃঢ়ভাবে সরিয়ে ফেলুন যাতে সেগুলি জমা হওয়া এবং প্রতিরক্ষামূলক লেন্সগুলির দূষণ রোধ করা যায়।
লেন্স ধারক এবং আশেপাশের এলাকাকে ঠান্ডা করুন।
সাধারণ গ্যাস: শুকনো এবং পরিষ্কার সংকুচিত বাতাস সবচেয়ে সাশ্রয়ী এবং সাধারণত ব্যবহৃত হয়। যখন প্রয়োজনীয়তা অত্যন্ত বেশি হয় বা উপকরণগুলি বিশেষ হয়, তখন নিষ্ক্রিয় গ্যাস (যেমন Ar) ব্যবহার করা যেতে পারে।
গুরুত্বপূর্ণ বিষয়: বায়ুপ্রবাহের দিক, প্রবাহের হার এবং চাপ সাবধানে সেট করতে হবে, প্রধান সুরক্ষা বায়ুপ্রবাহ এবং গলিত পুলের স্থিতিশীলতার সাথে হস্তক্ষেপ না করে কার্যকর পরিষ্কারের ব্যবস্থা নিশ্চিত করতে হবে।
কীভাবে সবচেয়ে উপযুক্ত গ্যাস নির্বাচন করবেন?
ওয়েল্ড করা উপাদান
স্টেইনলেস স্টিল, টাইটানিয়াম, অ্যালুমিনিয়াম: আর্গন গ্যাস পছন্দনীয় (অক্সিডেশন-বিরোধী)।
তামা এবং উচ্চ তাপ পরিবাহিতা খাদ: হিলিয়াম গ্যাস বা উচ্চ হিলিয়াম মিশ্রণ গ্যাস প্রায়শই নির্বাচন করা হয়।
কার্বন ইস্পাত: আর্গন এবং হিলিয়াম-আর্গন মিশ্রণ ব্যবহার করা যেতে পারে, তবে বিশুদ্ধ নাইট্রোজেন এড়ানো উচিত।
নির্দিষ্ট অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টিল: নাইট্রোজেন দিয়ে পরীক্ষা করা যেতে পারে।
ওয়েল্ডিং প্রয়োজনীয়তা
গভীর অনুপ্রবেশ এবং উচ্চ-ক্ষমতা সম্পন্ন ওয়েল্ডিংয়ের জন্য, হিলিয়াম গ্যাস বা উচ্চ-হিলিয়াম মিশ্রণ গ্যাস পছন্দের পছন্দ।
উচ্চ পৃষ্ঠের গুণমান প্রয়োজনীয়তা: হিলিয়াম এবং আর্গন গ্যাস সাধারণত ভাল কাজ করে।
অত্যন্ত উচ্চ অ্যান্টি-অক্সিডেশন প্রয়োজনীয়তা: আর্গন গ্যাস।
খরচ বিবেচনা: হিলিয়াম ব্যয়বহুল। প্রক্রিয়া প্রয়োজনীয়তা পূরণ করার শর্তে, আর্গন, নাইট্রোজেন বা একটি মিশ্র গ্যাস (হিলিয়ামের অনুপাত হ্রাস করে) বিবেচনা করা যেতে পারে।
লেজারের শক্তি এবং ওয়েল্ডিং গতি: উচ্চ-ক্ষমতা এবং উচ্চ-গতির ওয়েল্ডিং প্লাজমা দমন করার জন্য হিলিয়ামের উপর বেশি নির্ভর করে।
জয়েন্ট ফর্ম এবং অগ্রভাগের অ্যাক্সেসযোগ্যতা: জটিল জয়েন্ট বা সীমাবদ্ধ স্থান গ্যাস সুরক্ষা প্রভাবকে প্রভাবিত করতে পারে।
গ্যাস সরবরাহ পরামিতি
প্রবাহের হার: যদি এটি খুব কম হয়, তবে সুরক্ষা অপর্যাপ্ত হবে; যদি এটি খুব বেশি হয় তবে এটি গলিত পুলকে ব্যাহত করতে পারে, গ্যাস নষ্ট করতে পারে এবং খরচ বাড়াতে পারে।
অগ্রভাগের প্রকার এবং উচ্চতা: এগুলি সরাসরি গ্যাস কভারেজ এবং সুরক্ষা প্রভাবকে প্রভাবিত করে।
বায়ু সরবরাহ মোড: কোঅ্যাক্সিয়াল/সাইড-অ্যাক্সিস বায়ু সরবরাহ নির্বাচন।
গ্যাস লেজার ওয়েল্ডিংয়ে কোনো সহায়ক ভূমিকা পালন করে না, বরং উচ্চ-গুণমান, উচ্চ-দক্ষতা এবং উচ্চ-স্থিতিশীলতা সম্পন্ন উত্পাদন নিশ্চিত করার জন্য একটি মূল উপাদান।