ویلڈنگ مشینوں کی اہم اقسام

ویلڈنگ اور بریزنگ کے ذریعے حصوں کو باندھنا ایک اصول پر مبنی ہے: پگھلی ہوئی دھاتوں کے ساتھ جوڑنے والے عناصر کو ڈالنا۔ صرف سولڈرنگ کے وقت، کم پگھلنے والے لیڈ ٹن سولڈرز استعمال کیے جاتے ہیں، اور ویلڈنگ کے وقت وہی دھاتیں جن سے ویلڈڈ ڈھانچے بنائے جاتے ہیں۔

ویلڈنگ میں کام کرنے والے جسمانی قوانین

کسی دھات کو عام ٹھوس حالت سے مائع حالت میں منتقل کرنے کے لیے، اسے بہت زیادہ درجہ حرارت پر گرم کیا جانا چاہیے، جو اس کے پگھلنے کے مقام سے زیادہ ہے۔ الیکٹرک ویلڈنگ مشینیں تار میں حرارت پیدا کرنے کے اصول پر کام کرتی ہیں جب بجلی کا کرنٹ اس سے گزرتا ہے۔

19 ویں صدی کے پہلے نصف میں، اس رجحان کو بیک وقت دو طبیعیات دانوں نے بیان کیا: انگریز جیمز جول اور روسی ایمل لینز۔ انہوں نے ثابت کیا کہ موصل میں پیدا ہونے والی حرارت کی مقدار براہ راست متناسب ہے:

1. گزرنے والے کرنٹ کے مربع کی پیداوار؛

2. سرکٹ کی برقی مزاحمت؛

3. نمائش کا وقت۔

کرنٹ کے ساتھ دھات کے پرزوں کو پگھلانے کے قابل حرارت کی مقدار پیدا کرنے کے لیے، ضروری ہے کہ اس پر ان تینوں میں سے کسی ایک معیار (I، R، t) سے اثر انداز ہو۔

تمام ویلڈنگ مشینیں موجودہ بہاؤ کی قدر کو تبدیل کرکے آرک کنٹرول کا استعمال کرتی ہیں۔ باقی دو پیرامیٹرز کو اضافی کے طور پر درجہ بندی کیا گیا ہے۔

ویلڈنگ مشینوں کے لیے کرنٹ کی اقسام

مثالی طور پر، ایک مستقل وقتی برقی کرنٹ، جو ریچارج ایبل بیٹریوں یا کیمیائی بیٹریوں یا خصوصی جنریٹرز جیسے ذرائع سے پیدا کیا جا سکتا ہے، حصوں اور سیون کے علاقے کو یکساں طور پر گرم کرنے کے لیے بہترین ہے۔

تاہم، تصویر میں دکھائی گئی اسکیم کو عملی طور پر کبھی استعمال نہیں کیا جاتا۔ یہ ایک مستحکم کرنٹ کو ظاہر کرتا ہے جو ایک ہموار، کامل قوس کو مار سکتا ہے۔

الیکٹرک ویلڈنگ مشینیں 50 ہرٹز کی صنعتی فریکوئنسی کے ساتھ متبادل کرنٹ پر چلتی ہیں۔ ایک ہی وقت میں، یہ سب ویلڈر کے طویل مدتی، محفوظ کام کے لیے بنائے گئے ہیں، جس کے لیے ویلڈڈ حصوں کے درمیان کم سے کم ممکنہ فرق کی تنصیب کی ضرورت ہوتی ہے۔

تاہم، قوس کے قابل اعتماد اگنیشن کے لیے، 60 ÷ 70 وولٹ کی وولٹیج کی سطح کو برقرار رکھنا ضروری ہے۔ اس قدر کو ورکنگ سرکٹ کے لیے ابتدائی قدر کے طور پر لیا جاتا ہے جبکہ ویلڈنگ مشین کے ان پٹ کو 220 یا 380 V فراہم کیا جاتا ہے۔

ویلڈنگ کے لیے متبادل کرنٹ

بجلی کی تنصیب کے سپلائی وولٹیج کو ویلڈنگ کی ورکنگ ویلیو تک کم کرنے کے لیے، موجودہ قدر کو ایڈجسٹ کرنے کی صلاحیت کے ساتھ طاقتور سٹیپ ڈاؤن ٹرانسفارمرز استعمال کیے جاتے ہیں۔ آؤٹ پٹ پر، وہ ایک ہی سائنوسائیڈل شکل بناتے ہیں جیسا کہ پاور نیٹ ورک میں ہے۔ اور آرک جلانے کے لئے ہارمونک طول و عرض بہت زیادہ پیدا ہوتا ہے۔

ویلڈنگ ٹرانسفارمرز کے ڈیزائن کو دو شرائط کو پورا کرنا ضروری ہے:

1۔ثانوی سرکٹ میں شارٹ سرکٹ کرنٹ کی حد، جو آپریٹنگ حالات کے مطابق اکثر ہوتی ہے؛

2. آپریشن کے لیے ضروری اگنیٹڈ آرک کا مستحکم جلانا۔

اس مقصد کے لیے، وہ ایک بیرونی وولٹ-ایمپیئر خصوصیت (VAC) کے ساتھ ڈیزائن کیے گئے ہیں جس میں بہت زیادہ کمی ہے۔ یہ برقی مقناطیسی توانائی کی کھپت کو بڑھا کر یا سرکٹ میں چوک—آمائشی مزاحمت کا ایک کنڈلی— شامل کرکے کیا جاتا ہے۔

ویلڈنگ ٹرانسفارمرز کے پرانے ڈیزائنوں میں، ویلڈنگ کرنٹ کو ایڈجسٹ کرنے کے لیے پرائمری یا سیکنڈری وائنڈنگ میں موڑ کی تعداد کو تبدیل کرنے کا طریقہ استعمال کیا جاتا ہے۔ یہ محنت کش اور مہنگا طریقہ اپنی افادیت کو ختم کر چکا ہے اور جدید آلات میں استعمال نہیں ہوتا۔

ابتدائی طور پر، ٹرانسفارمر زیادہ سے زیادہ طاقت فراہم کرنے کے لیے مقرر کیا گیا ہے، جس کی نشاندہی تکنیکی دستاویزات اور باکس کے نام کی تختی پر کی گئی ہے۔ پھر، آرک کے آپریٹنگ کرنٹ کو ایڈجسٹ کرنے کے لیے، اسے درج ذیل طریقوں میں سے کسی ایک طریقے سے کم کیا جاتا ہے:

• ثانوی سرکٹ سے ایک آگماتی مزاحمت کو جوڑنا۔ ایک ہی وقت میں، I—V خصوصیت کی ڈھلوان بڑھ جاتی ہے اور ویلڈنگ کرنٹ کا طول و عرض کم ہو جاتا ہے، جیسا کہ اوپر تصویر میں دکھایا گیا ہے۔

• مقناطیسی سرکٹ کی حالت میں تبدیلی؛

• thyristor سرکٹ.

ثانوی سرکٹ میں انڈکٹو ریزسٹنس متعارف کروا کر ویلڈنگ کرنٹ کو ایڈجسٹ کرنے کے طریقے

ویلڈنگ ٹرانسفارمرزاس اصول پر یہ کام دو قسم کے ہیں:

1. آگماتی مقناطیسی تار کے اندر ہوا کے فرق کی بتدریج تبدیلی کی وجہ سے ایک ہموار کرنٹ کنٹرول سسٹم کے ساتھ؛

2. ونڈنگز کی تعداد کے مرحلہ وار سوئچنگ کے ساتھ۔

پہلے طریقہ میں، آمادہ مقناطیسی سرکٹ دو حصوں سے بنا ہوتا ہے: ایک اسٹیشنری اور ایک حرکت پذیر، جو کنٹرول ہینڈل کی گردش سے منتقل ہوتا ہے۔

زیادہ سے زیادہ ہوا کے فرق پر، برقی مقناطیسی بہاؤ کے لیے سب سے بڑی مزاحمت اور سب سے چھوٹی آمادہ مزاحمت پیدا ہوتی ہے، جو ویلڈنگ کرنٹ کی زیادہ سے زیادہ قدر فراہم کرتی ہے۔

مقناطیسی سرکٹ کے متحرک حصے کا اسٹیشنری تک مکمل نقطہ نظر ویلڈنگ کرنٹ کو کم سے کم ممکنہ قدر تک کم کر دیتا ہے۔

اسٹیپ ریگولیشن مراحل میں وائنڈنگز کی ایک مخصوص تعداد کو تبدیل کرنے کے لیے متحرک رابطے کے استعمال پر مبنی ہے۔

ان انڈکٹنس کے لیے، مقناطیسی سرکٹ کو مکمل، لازم و ملزوم بنایا جاتا ہے، جو مجموعی ڈیزائن کو قدرے آسان بناتا ہے۔

ویلڈنگ ٹرانسفارمر کے مقناطیسی سرکٹ کی جیومیٹری کو تبدیل کرنے پر مبنی موجودہ ریگولیشن کا طریقہ

یہ تکنیک مندرجہ ذیل طریقوں میں سے ایک کا استعمال کرتے ہوئے کیا جاتا ہے:

1. متحرک کنڈلی کے حصے کو اسٹیشنری نصب کنڈلی سے مختلف فاصلے پر منتقل کرکے؛

2. مقناطیسی سرکٹ کے اندر مقناطیسی شنٹ کی پوزیشن کو ایڈجسٹ کرکے۔

پہلی صورت میں، ویلڈنگ ٹرانسفارمر پرائمری سرکٹ کے وائنڈنگز، نچلے جوئے کے علاقے میں سٹیشنری، اور حرکت پذیر سیکنڈری وائنڈنگ کے درمیان فاصلے کو تبدیل کرنے کے امکان کی وجہ سے انڈکٹینس کی کھپت میں اضافہ کے ساتھ بنایا گیا ہے۔

یہ ایڈجسٹ کرنے والے شافٹ ہینڈل کی دستی گردش کی وجہ سے حرکت کرتا ہے، جو نٹ کے ساتھ لیڈ سکرو کے اصول پر کام کرتا ہے۔ اس صورت میں، پاور کوائل کی پوزیشن کو ایک سادہ کائینیمیٹک ڈایاگرام کے ذریعے مکینیکل اشارے میں منتقل کیا جاتا ہے، جو ویلڈنگ کرنٹ کی تقسیم میں گریجویٹ ہوتا ہے۔ اس کی درستگی تقریباً 7.5% ہے۔بہتر پیمائش کے لیے، ایمی میٹر کے ساتھ ایک کرنٹ ٹرانسفارمر سیکنڈری سرکٹ میں بنایا گیا ہے۔

کنڈلیوں کے درمیان کم سے کم فاصلے پر، سب سے زیادہ ویلڈنگ کرنٹ پیدا ہوتا ہے۔ اسے کم کرنے کے لیے، حرکت پذیر کنڈلی کو سائیڈ پر منتقل کرنا ضروری ہے۔

ویلڈنگ ٹرانسفارمرز کی اس طرح کی تعمیر آپریشن کے دوران بڑے ریڈیو مداخلت پیدا کرتی ہے۔ لہذا، ان کے برقی سرکٹ میں capacitive فلٹرز شامل ہیں جو برقی مقناطیسی شور کو کم کرتے ہیں۔

حرکت پذیر مقناطیسی شنٹ کو کیسے آن کیا جائے۔

اس طرح کے ٹرانسفارمر کے مقناطیسی سرکٹ کے ورژن میں سے ایک ذیل کی تصویر میں دکھایا گیا ہے۔

اس کے آپریشن کا اصول لیڈ سکرو کے ساتھ ایڈجسٹ کرنے والے جسم کو شامل کرنے کی وجہ سے کور میں مقناطیسی بہاؤ کے ایک خاص حصے کی تدبیر پر مبنی ہے۔

بیان کردہ طریقوں کے ذریعے کنٹرول کیے جانے والے ویلڈنگ ٹرانسفارمرز برقی سٹیل کی چادروں اور تانبے یا ایلومینیم کے تاروں کے تاروں سے بنے مقناطیسی کور کے ساتھ گرمی سے بچنے والی موصلیت کے ساتھ بنائے جاتے ہیں۔ تاہم، طویل مدتی آپریشن کے مقصد کے لیے، وہ ارد گرد کی فضا میں پیدا ہونے والی حرارت کو دور کرنے کے لیے اچھے ہوا کے تبادلے کے امکان کے ساتھ بنائے گئے ہیں، اس لیے ان کا وزن اور طول و عرض بہت زیادہ ہے۔

غور کیے جانے والے تمام معاملات میں، الیکٹروڈ کے ذریعے بہنے والی ویلڈنگ کرنٹ کی ایک متغیر قدر ہوتی ہے، جو آرک کی یکسانیت اور معیار کو کم کرتی ہے۔

ویلڈنگ کے لیے براہ راست کرنٹ

تھائرسٹر سرکٹس

اگر ویلڈنگ ٹرانسفارمر کے ثانوی وائنڈنگ کے بعد دو متضاد طور پر جڑے ہوئے تھریسٹر یا ایک ٹرائیک کو کنٹرول الیکٹروڈ کے ذریعے جوڑ دیا جاتا ہے، جس سے ہارمونک کے ہر نصف سائیکل کے افتتاحی مرحلے کو ایڈجسٹ کرنے کے لیے کنٹرول سرکٹ کا استعمال کیا جاتا ہے، تو یہ ممکن ہو جاتا ہے۔ پاور سرکٹ کے زیادہ سے زیادہ کرنٹ کو مخصوص ویلڈنگ کے حالات کے لیے درکار قدر تک کم کریں۔

ہر thyristor کرنٹ کی صرف مثبت نصف لہر کو انوڈ سے کیتھوڈ تک منتقل کرتا ہے اور اس کے منفی نصف کے گزرنے کو روکتا ہے۔ فیڈ بیک آپ کو دونوں آدھی لہروں کو کنٹرول کرنے کی اجازت دیتا ہے۔

کنٹرول سرکٹ میں ریگولیٹنگ باڈی وقت کا وقفہ t1 سیٹ کرتی ہے جس کے دوران تھائرسٹر اب بھی بند ہے اور اپنی آدھی لہر کو نہیں گزرتا ہے۔ جب t2 کے وقت کنٹرول الیکٹروڈ کے سرکٹ کو کرنٹ فراہم کیا جاتا ہے، تو تھائرسٹر کھلتا ہے اور مثبت نصف لہر کا کچھ حصہ، جس پر «+» نشان لگایا گیا ہے، اس سے گزرتا ہے۔

جب سائنوسائڈ صفر کی قدر سے گزرتا ہے تو تھائرسٹر بند ہوجاتا ہے، یہ اپنے آپ سے کرنٹ نہیں گزرے گا جب تک کہ مثبت آدھی لہر اس کے انوڈ تک نہیں پہنچ جاتی اور فیز شفٹنگ بلاک کا کنٹرول سرکٹ کنٹرول الیکٹروڈ کو کمانڈ دیتا ہے۔

اس وقت t3 اور T4، کاؤنٹر سے منسلک تھائرسٹر پہلے سے بیان کردہ الگورتھم کے مطابق کام کرتا ہے۔ اس طرح، تھریسٹر سرکٹ کا استعمال کرتے ہوئے ویلڈنگ ٹرانسفارمر میں، موجودہ توانائی کا کچھ حصہ t1 اور t3 کے وقت میں خلل پڑتا ہے (بغیر کرنٹ کے ایک وقفہ پیدا ہوتا ہے)، اور وقفے t2 اور t4 میں بہنے والے کرنٹ کو ویلڈنگ کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔

نیز، ان سیمی کنڈکٹرز کو برقی سرکٹ کے بجائے بنیادی لوپ میں نصب کیا جا سکتا ہے۔ یہ کم طاقت کے thyristors کے استعمال کی اجازت دیتا ہے.لیکن اس صورت میں، ٹرانسفارمر سائن ویو کی نصف لہروں کے کٹے ہوئے حصوں کو تبدیل کر دے گا، جن پر «+» اور «-« کے نشانات ہوں گے۔

کرنٹ ہارمونکس کے کسی حصے کی رکاوٹ کے دوران کرنٹ کے بغیر توقف کی موجودگی سرکٹ کی ایک کمی ہے، جو آرک برننگ کے معیار کو متاثر کرتی ہے۔ خصوصی الیکٹروڈ کے استعمال اور کچھ دیگر اقدامات سے ویلڈنگ کے لیے تھائیرسٹر سرکٹ کو کامیابی کے ساتھ استعمال کرنا ممکن ہو جاتا ہے، جس نے ڈھانچے میں کافی وسیع استعمال پایا ہے۔ ویلڈنگ ریکٹیفائر.

ڈایڈڈ سرکٹس

کم طاقت والے سنگل فیز ویلڈنگ ریکٹیفائر میں چار ڈائیوڈس سے ایک پل کنکشن ڈایاگرام ہوتا ہے۔

یہ اصلاح شدہ کرنٹ کی ایک شکل بناتا ہے جو مثبت نصف لہروں کو مسلسل تبدیل کرنے کی شکل اختیار کرتا ہے۔ اس سرکٹ میں، ویلڈنگ کا کرنٹ اپنی سمت نہیں بدلتا، بلکہ صرف شدت میں اتار چڑھاؤ آتا ہے، جس سے لہریں پیدا ہوتی ہیں۔ یہ شکل thyristor کی شکل سے بہتر ویلڈنگ آرک کو برقرار رکھتی ہے۔

اس طرح کے آلات میں موجودہ ریگولیٹنگ ٹرانسفارمر کے آپریٹنگ وائنڈنگز سے اضافی وائنڈنگز منسلک ہو سکتی ہیں۔ اس کی قدر کا تعین ایک ایمیٹر کے ذریعے کیا جاتا ہے جو ایک شنٹ یا سائنوسائیڈل کے ذریعے ایک رییکٹیفائیڈ سرکٹ سے منسلک ہوتا ہے — ایک کرنٹ ٹرانسفارمر کے ذریعے۔

لاریونوف کی پل سکیم

یہ تھری فیز سسٹم کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے اور ویلڈنگ ریکٹیفائر کے ساتھ اچھی طرح کام کرتا ہے۔

اس پل کی اسکیم کے مطابق ڈایڈس کو شامل کرنے سے لوڈ میں وولٹیج ویکٹر کو اس طرح شامل کرنا ممکن ہو جاتا ہے کہ وہ ایک حتمی وولٹیج U آؤٹ بناتے ہیں، جس کی خصوصیت چھوٹی لہریں ہوتی ہے اور اوہم کے قانون کے مطابق، ایک قوس بنتی ہے۔ ویلڈنگ الیکٹروڈ پر ایک جیسی شکل کا کرنٹ۔ یہ براہ راست کرنٹ کی مثالی شکل کے بہت قریب ہے۔

ویلڈنگ ریکٹیفائر کے استعمال کی خصوصیات

زیادہ تر معاملات میں درست شدہ کرنٹ اجازت دیتا ہے:

• قوس کو بھڑکانا زیادہ محفوظ ہے۔

• اس کے مستحکم دہن کو یقینی بناتا ہے؛

• ویلڈنگ ٹرانسفارمرز کے مقابلے میں کم پگھلا ہوا دھاتی چھڑکاؤ بنائیں۔

یہ ویلڈنگ کے امکانات کو بڑھاتا ہے، آپ کو سٹینلیس سٹیل کے مرکب اور الوہ دھاتوں کو قابل اعتماد طریقے سے جوڑنے کی اجازت دیتا ہے۔

ویلڈنگ کے لیے انورٹر کرنٹ

ویلڈنگ انورٹر وہ آلات ہیں جو درج ذیل الگورتھم کے مطابق مرحلہ وار بجلی کی تبدیلی انجام دیتے ہیں:

1. صنعتی بجلی 220 یا 380 وولٹ کو ایک ریکٹیفائر کے ذریعے تبدیل کیا جاتا ہے۔

2. پیدا ہونے والے تکنیکی شور کو بلٹ ان فلٹرز کے ذریعے ہموار کیا جاتا ہے۔

3. مستحکم توانائی ایک اعلی تعدد کرنٹ میں الٹی جاتی ہے (10 سے 100 kHz)؛

4. ہائی فریکوئنسی ٹرانسفارمر وولٹیج کو الیکٹروڈ آرک (60 V) کے مستحکم اگنیشن کے لیے ضروری قدر تک کم کرتا ہے۔

5. ہائی فریکوئنسی ریکٹیفائر ویلڈنگ کے لیے بجلی کو براہ راست کرنٹ میں بدل دیتا ہے۔

انورٹر کے پانچ مراحل میں سے ہر ایک کو فیڈ بیک موڈ میں IGBT سیریز کے خصوصی ٹرانزسٹر ماڈیول کے ذریعے خود بخود کنٹرول کیا جاتا ہے۔ اس ماڈیول پر مبنی کنٹرول سسٹم ویلڈنگ انورٹر کے سب سے پیچیدہ اور مہنگے عنصر سے تعلق رکھتا ہے۔

انورٹر کے ذریعے قوس کے لیے بنائے گئے درست کرنٹ کی شکل عملی طور پر ایک کامل سیدھی لکیر کے قریب ہے۔ یہ آپ کو مختلف دھاتوں پر متعدد قسم کی ویلڈنگ کرنے کی اجازت دیتا ہے۔

انورٹر میں ہونے والے تکنیکی عمل کے مائیکرو پروسیسر کنٹرول کی بدولت، ویلڈر کے کام کو ہارڈ ویئر کے افعال کے تعارف سے بہت سہولت ملتی ہے:

• ہاٹ سٹارٹ (ہاٹ سٹارٹ موڈ) ویلڈنگ کے شروع میں کرنٹ کو خود بخود بڑھا کر آرک کو شروع کرنے میں سہولت فراہم کرتا ہے۔

• اینٹی اسٹک (اینٹی اسٹک موڈ)، جب الیکٹروڈ ویلڈنگ کیے جانے والے پرزوں کو چھوتا ہے، تو ویلڈنگ کرنٹ کی قدر ان قدروں تک کم ہوجاتی ہے جو دھات کے پگھلنے اور الیکٹروڈ سے چپکنے کا سبب نہیں بنتی؛

• آرک فورسنگ (آرک فورس موڈ) جب پگھلی ہوئی دھات کی بڑی بوندوں کو الیکٹروڈ سے الگ کیا جاتا ہے جب قوس کی لمبائی کو چھوٹا کیا جاتا ہے اور چپکنے کا امکان ہوتا ہے۔

یہ خصوصیات ابتدائی افراد کو بھی معیاری ویلڈ بنانے کی اجازت دیتی ہیں۔ انورٹر ویلڈنگ مشینیں ان پٹ مینز وولٹیج میں بڑے اتار چڑھاؤ کے ساتھ قابل اعتماد طریقے سے کام کرتی ہیں۔

انورٹر ڈیوائسز کو احتیاط سے ہینڈلنگ اور دھول سے تحفظ کی ضرورت ہوتی ہے، جو الیکٹرانک اجزاء پر لاگو ہونے پر، ان کے کام میں خلل ڈال سکتا ہے، گرمی کی کھپت کو خراب کر سکتا ہے اور ساخت کو زیادہ گرم کر سکتا ہے۔

کم درجہ حرارت پر، ماڈیولز کے بورڈز پر گاڑھا ہونا ظاہر ہو سکتا ہے۔ یہ نقصان اور خرابی کا سبب بنے گا۔ لہذا، انورٹرز گرم کمروں میں محفوظ کیے جاتے ہیں اور ٹھنڈ یا بارش کے دوران ان کے ساتھ کام نہیں کرتے۔