परिभाषा
यह बेस मेटल का वह क्षेत्र है जिसे वेल्डिंग के दौरान फ्यूज नहीं किया गया था, लेकिन जिसकी सूक्ष्म संरचना और यांत्रिक गुण वेल्ड की गर्मी के कारण बदल गए हैं।
बहुत से लोग HAZ को जुड़े हुए क्षेत्र से भ्रमित करते हैं।
हालांकि पिघला हुआ क्षेत्र इसके पिघलने और जमने के दौरान कई रासायनिक और धातुकर्म परिवर्तन करता है, और इस प्रकार गर्मी या तापमान से प्रभावित होता है, यह वह नहीं है जिसे हम HAZ कहते हैं।
इन परिभाषाओं के अंतर को बेहतर ढंग से समझने के लिए, कृपया नीचे दिए गए चित्र को देखें:
HAZ की कमजोरी
HAZ एक ऐसा क्षेत्र है जो भारत में कमजोर बिंदु बन सकता है। एक वेल्ड जोड़ जो सामान्य परिस्थितियों में काफी मजबूत होगा।
यह कार्बन स्टील्स में आम है, जहां HAZ के वेल्ड मेटल (WM) की तुलना में कम प्रतिरोधी होने के अलावा, यह दोषों का स्रोत और एक भयावह विफलता का स्रोत हो सकता है।
हालांकि यह WM से कम प्रतिरोधी है, वेल्डिंग प्रक्रिया की योग्यता को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि HAZ मजबूत है या कम से कम मूल आधार धातु की विशेषताओं को बरकरार रखता है।
कार्बन स्टील के HAZ की नाजुकता के कुछ कारण नीचे देखे जा सकते हैं:
- HAZ में अनाज गर्मी और चरम तापमान के कारण बढ़ता है। मोटे अनाज वाले माइक्रोस्ट्रक्चर में कम तापमान पर कम कठोरता होती है और सामान्य तौर पर, कम संक्षारण प्रतिरोध होता है।
- हीट भी यांत्रिक शक्ति को कम करने, सीमेंटाइट जैसे स्टील घटकों के सहसंयोजन और गोलाकार बनाने का पक्षधर है।
- वेल्डिंग की विशिष्ट थर्मल साइकलिंग और HAZ का इसका तेजी से ठंडा होना एक कठोर, भंगुर क्रिस्टलीय संरचना के निर्माण में सहायता और वृद्धि कर सकता है जिसे मार्टेंसाइट कहा जाता है।
- उत्पन्न मार्टेंसिटिक संरचना हाइड्रोजन अवशोषण और क्रैकिंग (कोल्ड क्रैकिंग) के लिए मौलिक है। यह दरार आम तौर पर मानवीय आंखों को दिखाई नहीं देती है, लेकिन यह प्रदर्शन से गंभीर रूप से समझौता कर सकती है या उपकरण जीवन को कम कर सकती है।
- नए मार्टेंसिटिक माइक्रोस्ट्रक्चर के कारण कठोरता में वृद्धि से संक्षारण और प्रभाव प्रतिरोध कम हो जाता है।
एक अवलोकन यह है कि अन्य प्रकार की सामग्रियों में हमारे पारंपरिक प्रतिमान के विपरीत एक मजबूत HAZ हो सकता है। परिणामस्वरूप, अन्य विचार लागू हो सकते हैं।
HAZ के क्षेत्र
ऊपर दी गई एम्ब्रिटलमेंट अवधारणाएं सामान्य हैं। सामग्री से सामग्री में भिन्नता के अलावा, उनके पास HAZ के भीतर ही भिन्नताएं हैं।
के अनुसार GRONG & AKSELSEN, एक एकल पास वेल्ड को चरम तापमान के आधार पर 5 बहुत विशिष्ट क्षेत्रों में विभाजित किया जा सकता है:
- आंशिक रूप से पिघला हुआ क्षेत्र: गलनांक के पास तापमान।
- मोटे दाने वाला क्षेत्र: अधिकतम तापमान 1100ºC से ऊपर।
- महीन दाने वाला क्षेत्र: महत्वपूर्ण परिवर्तन तापमान के ठीक ऊपर चरम तापमान।
- इंटरक्रिटिकल क्षेत्र: चरम तापमान महत्वपूर्ण परिवर्तन तापमान से थोड़ा नीचे है।
- सबक्रिटिकल क्षेत्र: अधिकतम तापमान AC1 या AR1 तापमान से थोड़ा नीचे।
नीचे दिया गया प्रतिनिधित्व थर्मल वितरण, चरम तापमान तक पहुंचने और क्षेत्रों में विभाजन के बीच एक आदर्श सादृश्य प्रदान करता है।
एक मल्टीपास वेल्डिंग स्वाभाविक रूप से विश्लेषण की एक बड़ी जटिलता प्रस्तुत करती है, क्योंकि निम्नलिखित पास पिछले वाले को गुस्सा दिलाएंगे।
यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि उपरोक्त विषय का सामान्यीकरण केवल समझ (उपदेश) को सुविधाजनक बनाने और गुणवत्ता नियंत्रण प्रयासों को निर्देशित करने के लिए है।
एक HAZ का विस्तार
यह ध्यान देने योग्य है कि HAZ बेस मेटल में गर्मी (तापमान) से प्रभावित क्षेत्र है, और यह एक गर्म क्षेत्र का पर्याय नहीं है।
जिस क्षेत्र का तापमान बढ़ा हुआ है, वह बहुत बड़ा है, लेकिन हम केवल उस क्षेत्र को गर्मी से "प्रभावित" या "क्षतिग्रस्त" मानते हैं।
HAZ के संकेत के साथ नीचे दो मैक्रोग्राफ देखें। HAZ के गहरे रंग को देखते हुए दाईं ओर का मैक्रो अधिक स्पष्ट है।
भौतिक संपत्ति का परिवर्तन मुख्य रूप से इस पर निर्भर करेगा:
- आधार सामग्री।
- तापीय चालकता गुणांक।
- तापमान पहले से गरम करें।
- हीट इनपुट।
आधार सामग्री
HAZ विशेषताएँ मूल रूप से थर्मल चक्र और थर्मल वितरण पर निर्भर करती हैं। और यह आधार धातु के प्रकार और वेल्डिंग प्रक्रिया पर निर्भर करता है।
वेल्ड किए जाने वाले धातु के प्रकार के आधार पर, थर्मल चक्र के प्रभाव बहुत भिन्न हो सकते हैं।
मामले में गैर-परिवर्तनीय धातुओं (जैसे एल्युमीनियम) में, सबसे अधिक चिह्नित संरचनात्मक परिवर्तन अनाज की वृद्धि (या कार्य-कठोर मिश्र धातुओं के मामले में एनीलिंग) होगा।
तापीय चालकता गुणांक
थर्मल आधार सामग्री की चालकता एक बड़ी भूमिका निभाती है।
यदि गुणांक अधिक है, तो सामग्री में उच्च शीतलन दर और एक छोटा ऊष्मीय रूप से प्रभावित क्षेत्र होता है।
कम गुणांक के परिणामस्वरूप उच्च ताप सांद्रता, धीमी शीतलन दर और, परिणामस्वरूप, एक उच्च HAZ होता है।
हीट इनपुट (वेल्डिंग प्रक्रिया द्वारा)
द वेल्डिंग प्रक्रिया द्वारा शुरू की गई गर्मी की मात्रा एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है, उदाहरण के लिए:
- गैस वेल्डिंग में उच्च ताप इनपुट होता है जिससे HAZ आकार में वृद्धि होती है। दूसरी ओर,
- लेजर वेल्डिंग, बहुत ही केंद्रित और सीमित मात्रा में गर्मी देती है, जिसके परिणामस्वरूप एक छोटा HAZ होता है।
- आर्क वेल्डिंग इन दो चरम सीमाओं के बीच है, गर्मी इनपुट के अनुसार प्रत्येक प्रक्रिया के बीच बहुत भिन्नता है।
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