वेल्डिंग के बाद रोलर चेन के अवशिष्ट तनाव को कैसे कम करें

वेल्डिंग के बाद रोलर चेन के अवशिष्ट तनाव को कैसे कम करें
रोलर चेन के उत्पादन और निर्माण प्रक्रिया में वेल्डिंग एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया है। हालांकि, वेल्डिंग के बाद रोलर चेन में अक्सर अवशिष्ट तनाव उत्पन्न हो जाता है। यदि इसे कम करने के लिए प्रभावी उपाय नहीं किए जाते हैं, तो इससे गुणवत्ता और प्रदर्शन पर कई प्रतिकूल प्रभाव पड़ते हैं।रोलर चेनइससे रोलर चेन की थकान प्रतिरोधकता कम हो जाती है, विकृति उत्पन्न होती है और यहाँ तक कि टूट भी जाती है, जिससे विभिन्न यांत्रिक उपकरणों में रोलर चेन के सामान्य उपयोग और जीवन पर असर पड़ता है। इसलिए, रोलर चेन वेल्डिंग के अवशिष्ट तनाव को कम करने के तरीकों का गहन अध्ययन और उनमें महारत हासिल करना अत्यंत महत्वपूर्ण है।

1. अवशिष्ट तनाव के कारण
वेल्डिंग प्रक्रिया के दौरान, रोलर चेन के वेल्डिंग वाले हिस्से में असमान ताप और शीतलन होता है। वेल्डिंग के दौरान, वेल्ड और आसपास के क्षेत्र का तापमान तेजी से बढ़ता है और धातु का विस्तार होता है; और शीतलन प्रक्रिया के दौरान, इन क्षेत्रों में धातु का संकुचन आसपास की ठंडी धातु द्वारा सीमित हो जाता है, जिससे वेल्डिंग के कारण अवशिष्ट तनाव उत्पन्न होता है।
वेल्डिंग के दौरान उत्पन्न होने वाली बाधाएँ अवशिष्ट तनाव के आकार और वितरण को भी प्रभावित करती हैं। यदि वेल्डिंग के दौरान रोलर चेन पर अत्यधिक दबाव पड़ता है, यानी स्थिर या प्रतिबंधित विरूपण की मात्रा अधिक होती है, तो वेल्डिंग के बाद शीतलन प्रक्रिया के दौरान, स्वतंत्र रूप से सिकुड़ने में असमर्थता के कारण उत्पन्न अवशिष्ट तनाव भी तदनुसार बढ़ जाता है।
धातु पदार्थ के कारकों को नजरअंदाज नहीं किया जा सकता। विभिन्न पदार्थों के तापीय भौतिक और यांत्रिक गुण भिन्न-भिन्न होते हैं, जिसके कारण वेल्डिंग के दौरान पदार्थों का तापीय विस्तार, संकुचन और उपज सामर्थ्य भिन्न-भिन्न होती है, जिससे अवशिष्ट तनाव उत्पन्न होता है। उदाहरण के लिए, कुछ उच्च-शक्ति मिश्रधातुओं में उच्च उपज सामर्थ्य होती है और वेल्डिंग के दौरान उनमें अधिक अवशिष्ट तनाव उत्पन्न होने की संभावना होती है।

2. रोलर चेन वेल्डिंग में अवशिष्ट तनाव को कम करने के तरीके

(I) वेल्डिंग प्रक्रिया को अनुकूलित करना

वेल्डिंग का क्रम उचित रूप से निर्धारित करें: रोलर चेन की वेल्डिंग करते समय, अधिक संकुचन वाले वेल्ड पहले किए जाने चाहिए और कम संकुचन वाले वेल्ड बाद में किए जाने चाहिए। इससे वेल्डिंग के दौरान वेल्ड को अधिक स्वतंत्र रूप से सिकुड़ने की अनुमति मिलती है, जिससे वेल्ड के संकुचित संकुचन के कारण उत्पन्न अवशिष्ट तनाव कम हो जाता है। उदाहरण के लिए, रोलर चेन की भीतरी और बाहरी प्लेटों की वेल्डिंग करते समय, भीतरी प्लेट को पहले वेल्ड किया जाता है और फिर ठंडा होने के बाद बाहरी प्लेट को वेल्ड किया जाता है, ताकि संकुचन के दौरान भीतरी प्लेट का वेल्ड बाहरी प्लेट द्वारा अधिक संकुचित न हो।

उपयुक्त वेल्डिंग विधियों और मापदंडों का उपयोग करें: विभिन्न वेल्डिंग विधियों से रोलर चेन पर अवशिष्ट तनाव अलग-अलग होता है। उदाहरण के लिए, गैस शील्डेड वेल्डिंग अपनी केंद्रित आर्क ऊष्मा और उच्च तापीय दक्षता के कारण कुछ पारंपरिक वेल्डिंग विधियों की तुलना में ऊष्मा प्रभावित क्षेत्र को कुछ हद तक कम कर सकती है, जिससे अवशिष्ट तनाव कम होता है। साथ ही, वेल्डिंग करंट, वोल्टेज और वेल्डिंग गति जैसे मापदंडों का उचित चयन भी महत्वपूर्ण है। अत्यधिक वेल्डिंग करंट से वेल्ड का प्रवेश और ऊष्मा का प्रवाह अधिक हो जाता है, जिससे वेल्ड जोड़ अधिक गर्म हो जाता है और अवशिष्ट तनाव बढ़ जाता है; जबकि उपयुक्त वेल्डिंग मापदंड वेल्डिंग प्रक्रिया को अधिक स्थिर बनाते हैं, वेल्डिंग दोषों को कम करते हैं और इस प्रकार अवशिष्ट तनाव को कम करते हैं।
इंटरलेयर तापमान नियंत्रण: जब रोलर चेन की वेल्डिंग कई परतों और कई पास में की जाती है, तो अवशिष्ट तनाव को कम करने के लिए इंटरलेयर तापमान को नियंत्रित करना एक प्रभावी उपाय है। उचित इंटरलेयर तापमान वेल्डिंग प्रक्रिया के दौरान वेल्ड और हीट-अफेक्टेड ज़ोन की धातु को अच्छी प्लास्टिसिटी में बनाए रखता है, जो वेल्ड के संकुचन और तनाव से मुक्ति के लिए अनुकूल है। सामान्यतः, इंटरलेयर तापमान का निर्धारण रोलर चेन में प्रयुक्त सामग्रियों के गुणों और वेल्डिंग प्रक्रिया की आवश्यकताओं के अनुसार किया जाना चाहिए, और वेल्डिंग प्रक्रिया के दौरान तापमान को मापना और नियंत्रित करना चाहिए ताकि इंटरलेयर तापमान उचित सीमा के भीतर रहे।
(II) वेल्डिंग से पहले और बाद में उचित तापन उपाय अपनाएं
प्रीहीटिंग: रोलर चेन की वेल्डिंग से पहले, वेल्डिंग सतह को प्रीहीट करने से वेल्डिंग के दौरान उत्पन्न अवशिष्ट तनाव को प्रभावी ढंग से कम किया जा सकता है। प्रीहीटिंग से वेल्ड जोड़ के तापमान का अंतर कम होता है और वेल्डिंग के दौरान वेल्ड सतह का तापमान वितरण अधिक एकसमान हो जाता है, जिससे तापमान प्रवणता के कारण उत्पन्न ऊष्मीय तनाव कम होता है। इसके अलावा, प्रीहीटिंग से वेल्ड सतह का प्रारंभिक तापमान भी बढ़ता है, वेल्ड धातु और आधार सामग्री के बीच तापमान का अंतर कम होता है, वेल्ड किए गए जोड़ का प्रदर्शन बेहतर होता है, वेल्डिंग दोषों का निर्माण कम होता है और इस प्रकार अवशिष्ट तनाव कम होता है। प्रीहीटिंग तापमान का निर्धारण रोलर चेन सामग्री की संरचना, मोटाई, वेल्डिंग विधि और परिवेश के तापमान के आधार पर किया जाना चाहिए।
वेल्डिंग के बाद की ऊष्मा उपचार प्रक्रिया: वेल्डिंग के बाद की ऊष्मा उपचार प्रक्रिया, यानी डीहाइड्रोजनीकरण उपचार, रोलर चेन वेल्डिंग के अवशिष्ट तनाव को कम करने के महत्वपूर्ण तरीकों में से एक है। इस प्रक्रिया में वेल्डिंग पूरी होने के तुरंत बाद वेल्ड किए गए पदार्थ को लगभग 250-350 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया जाता है और फिर एक निश्चित तापमान तक ठंडा किया जाता है, और उसके बाद कुछ समय तक गर्म रखने के बाद धीरे-धीरे ठंडा किया जाता है। ऊष्मा उपचार प्रक्रिया का मुख्य कार्य वेल्ड और ऊष्मा-प्रभावित क्षेत्र में हाइड्रोजन परमाणुओं के प्रसार और निष्कासन को तेज करना, वेल्ड किए गए पदार्थ में हाइड्रोजन की मात्रा को कम करना है, जिससे हाइड्रोजन-प्रेरित तनाव संक्षारण दरारों की संभावना कम हो जाती है और वेल्डिंग के अवशिष्ट तनाव को कम करने में मदद मिलती है। उच्च शक्ति वाले कुछ इस्पातों और मोटी दीवारों वाली रोलर चेन की वेल्डिंग के लिए ऊष्मा उपचार प्रक्रिया विशेष रूप से महत्वपूर्ण है।
(III) वेल्ड के बाद ऊष्मा उपचार करें
समग्र उच्च-तापमान टेम्परिंग: पूरी रोलर चेन को एक हीटिंग फर्नेस में रखें, इसे धीरे-धीरे लगभग 600-700℃ तक गर्म करें, कुछ समय तक गर्म रखें, और फिर फर्नेस के साथ ही इसे कमरे के तापमान तक ठंडा करें। यह समग्र उच्च-तापमान टेम्परिंग उपचार रोलर चेन में अवशिष्ट तनाव को प्रभावी ढंग से दूर कर सकता है, आमतौर पर 80%-90% अवशिष्ट तनाव को दूर किया जा सकता है। ऊष्मा उपचार के प्रभाव और गुणवत्ता को सुनिश्चित करने के लिए रोलर चेन की सामग्री, आकार और प्रदर्शन आवश्यकताओं जैसे कारकों के अनुसार उच्च-तापमान टेम्परिंग के तापमान और समय को सटीक रूप से नियंत्रित किया जाना चाहिए। हालांकि, समग्र उच्च-तापमान टेम्परिंग उपचार के लिए बड़े ऊष्मा उपचार उपकरणों की आवश्यकता होती है और उपचार लागत अपेक्षाकृत अधिक होती है, लेकिन अवशिष्ट तनाव पर सख्त आवश्यकताओं वाले कुछ रोलर चेन उत्पादों के लिए, यह अवशिष्ट तनाव को दूर करने का एक आदर्श तरीका है।
स्थानीय उच्च-तापमान तापन: जब रोलर चेन का आकार बड़ा या आकृति जटिल हो और समग्र उच्च-तापमान तापन मुश्किल हो, तो स्थानीय उच्च-तापमान तापन का उपयोग किया जा सकता है। स्थानीय उच्च-तापमान तापन में केवल रोलर चेन के वेल्ड और उसके आस-पास के क्षेत्र को ही गर्म किया जाता है ताकि उस क्षेत्र में अवशिष्ट तनाव को दूर किया जा सके। समग्र उच्च-तापमान तापन की तुलना में, स्थानीय उच्च-तापमान तापन में उपकरण की आवश्यकता और प्रसंस्करण लागत अपेक्षाकृत कम होती है, लेकिन अवशिष्ट तनाव को दूर करने में इसका प्रभाव समग्र उच्च-तापमान तापन जितना व्यापक नहीं होता है। स्थानीय उच्च-तापमान तापन करते समय, तापन क्षेत्र की एकरूपता और तापन तापमान के नियंत्रण पर ध्यान देना चाहिए ताकि स्थानीय अतिभार या असमान तापमान के कारण नए तनाव संकेंद्रण या अन्य गुणवत्ता संबंधी समस्याओं से बचा जा सके।
(IV) यांत्रिक खिंचाव विधि
वेल्डिंग के बाद रोलर चेन पर तनाव बल लगाकर उसे यांत्रिक खिंचाव विधि से प्लास्टिक विरूपण कराया जाता है, जिससे वेल्डिंग प्रक्रिया के दौरान उत्पन्न अवशिष्ट संपीड़न विरूपण दूर हो जाता है और अवशिष्ट तनाव कम हो जाता है। वास्तविक संचालन में, रोलर चेन की विशिष्टताओं और प्रदर्शन आवश्यकताओं के अनुसार उचित तनाव बल और खिंचाव गति निर्धारित करने के लिए विशेष खिंचाव उपकरण का उपयोग किया जा सकता है, जिससे रोलर चेन को समान रूप से खींचा जा सके। यह विधि उन रोलर चेन उत्पादों के लिए प्रभावी है जिनमें सटीक आकार नियंत्रण और अवशिष्ट तनाव उन्मूलन की आवश्यकता होती है, लेकिन इसके लिए उपयुक्त खिंचाव उपकरण और पेशेवर संचालकों की आवश्यकता होती है, और उत्पादन स्थलों और प्रक्रिया स्थितियों के लिए कुछ निश्चित आवश्यकताएं होती हैं।
(V) तापमान अंतर खिंचाव विधि
तापमान अंतर खिंचाव विधि का मूल सिद्धांत स्थानीय तापन से उत्पन्न तापमान अंतर का उपयोग करके वेल्ड क्षेत्र में तन्य विरूपण उत्पन्न करना है, जिससे अवशिष्ट तनाव कम हो जाता है। इस विधि में, रोलर चेन वेल्ड के प्रत्येक किनारे को ऑक्सीएसिटिलीन टॉर्च से गर्म किया जाता है, और साथ ही टॉर्च के पीछे एक निश्चित दूरी पर छेद वाली पाइप से पानी छिड़ककर ठंडा किया जाता है। इस प्रकार, वेल्ड के दोनों किनारों पर उच्च तापमान वाला क्षेत्र बनता है, जबकि वेल्डिंग क्षेत्र का तापमान कम होता है। दोनों किनारों की धातु गर्मी के कारण फैलती है और कम तापमान वाले वेल्ड क्षेत्र को खींचती है, जिससे वेल्डिंग के कुछ अवशिष्ट तनाव को दूर करने का उद्देश्य पूरा होता है। तापमान अंतर खिंचाव विधि के उपकरण अपेक्षाकृत सरल और उपयोग में आसान हैं। इसे निर्माण स्थल या उत्पादन स्थल पर लचीले ढंग से लागू किया जा सकता है, लेकिन अवशिष्ट तनाव को दूर करने का इसका प्रभाव तापन तापमान, शीतलन गति और पानी छिड़काव की दूरी जैसे मापदंडों से काफी प्रभावित होता है। इसे वास्तविक परिस्थितियों के अनुसार सटीक रूप से नियंत्रित और समायोजित करने की आवश्यकता होती है।
(VI) कंपन द्वारा वृद्धावस्था उपचार
वाइब्रेशन एजिंग ट्रीटमेंट में कंपन की यांत्रिक ऊर्जा का उपयोग करके रोलर चेन को प्रतिध्वनित किया जाता है, जिससे वर्कपीस के अंदर अवशिष्ट तनाव एकसमान हो जाता है और कम हो जाता है। रोलर चेन को एक विशेष वाइब्रेशन एजिंग उपकरण पर रखा जाता है, और एक्साइटर की आवृत्ति और आयाम को समायोजित करके रोलर चेन को एक निश्चित समयावधि के भीतर प्रतिध्वनित किया जाता है। प्रतिध्वनि प्रक्रिया के दौरान, रोलर चेन के अंदर धातु के कण फिसलते और पुनर्व्यवस्थित होते हैं, जिससे सूक्ष्म संरचना में सुधार होता है और अवशिष्ट तनाव धीरे-धीरे कम हो जाता है। वाइब्रेशन एजिंग ट्रीटमेंट के कई फायदे हैं, जैसे कि सरल उपकरण, कम प्रसंस्करण समय, कम लागत, उच्च दक्षता आदि, और यह रोलर चेन की सतह की गुणवत्ता को प्रभावित नहीं करता है। इसलिए, इसका उपयोग रोलर चेन उत्पादन में व्यापक रूप से किया जाता है। सामान्य तौर पर, वाइब्रेशन एजिंग ट्रीटमेंट रोलर चेन वेल्डिंग के लगभग 30% – 50% अवशिष्ट तनाव को दूर कर सकता है। कुछ रोलर चेन उत्पादों के लिए जिन्हें विशेष रूप से उच्च अवशिष्ट तनाव की आवश्यकता नहीं होती है, वाइब्रेशन एजिंग ट्रीटमेंट अवशिष्ट तनाव को दूर करने का एक किफायती और प्रभावी तरीका है।
(VII) हथौड़ा मारने की विधि
वेल्डिंग के दौरान उत्पन्न अवशिष्ट तनाव को कम करने के लिए हथौड़ा मारने की विधि एक सरल और आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली विधि है। रोलर चेन की वेल्डिंग के बाद, जब वेल्ड का तापमान 100-150°C या 400°C से अधिक हो, तो एक छोटे हथौड़े से वेल्ड और उसके आस-पास के क्षेत्रों पर समान रूप से हल्के-हल्के थपथपाएं। इससे धातु में स्थानीय प्लास्टिक विरूपण होता है, जिससे अवशिष्ट तनाव कम हो जाता है। ध्यान रखें कि 200-300°C के तापमान पर हथौड़ा मारने से बचना चाहिए, क्योंकि इस समय धातु भंगुर अवस्था में होती है और हथौड़ा मारने से वेल्ड में दरार पड़ सकती है। इसके अलावा, हथौड़ा मारने की शक्ति और आवृत्ति मध्यम होनी चाहिए और रोलर चेन की मोटाई और वेल्ड के आकार जैसे कारकों के अनुसार समायोजित की जानी चाहिए ताकि हथौड़ा मारने का प्रभाव और गुणवत्ता सुनिश्चित हो सके। हथौड़ा मारने की विधि आमतौर पर कुछ छोटे, सरल रोलर चेन वेल्डिंग के लिए उपयुक्त होती है। बड़े या जटिल रोलर चेन वेल्डिंग के लिए, हथौड़ा मारने की विधि का प्रभाव सीमित हो सकता है और इसे अन्य विधियों के साथ मिलाकर उपयोग करने की आवश्यकता होती है।

3. अवशिष्ट तनाव को कम करने की उपयुक्त विधि का चयन कैसे करें
वास्तविक उत्पादन में, रोलर चेन की विभिन्न स्थितियों और आवश्यकताओं के अनुसार, उपयुक्त उपचार विधि का चयन करने के लिए अवशिष्ट तनाव कम करने की विभिन्न विधियों के लाभ-हानि, अनुप्रयोग क्षेत्र, लागत और अन्य कारकों पर व्यापक रूप से विचार करना आवश्यक है। उदाहरण के लिए, कुछ उच्च परिशुद्धता, उच्च शक्ति और मोटी दीवार वाली रोलर चेन के लिए, समग्र उच्च तापमान टेम्परिंग सबसे अच्छा विकल्प हो सकता है; जबकि कुछ बड़े बैचों और सरल आकार की रोलर चेन के लिए, कंपन एजिंग उपचार या हैमरिंग विधि उत्पादन लागत को प्रभावी ढंग से कम कर सकती है और उत्पादन दक्षता में सुधार कर सकती है। साथ ही, अवशिष्ट तनाव कम करने की विधि का चयन करते समय, रोलर चेन के उपयोग के वातावरण और कार्य स्थितियों पर भी पूरी तरह से विचार करना आवश्यक है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि अपनाई गई विधि वास्तविक उपयोग में रोलर चेन की प्रदर्शन आवश्यकताओं और गुणवत्ता मानकों को पूरा कर सके।
4. रोलर चेन की गुणवत्ता और प्रदर्शन में सुधार लाने में अवशिष्ट तनाव को कम करने की भूमिका
वेल्डिंग के बाद बचे तनाव को कम करने से रोलर चेन की थकान प्रतिरोधकता में काफी सुधार हो सकता है। जब रोलर चेन में बचा हुआ तनाव कम हो जाता है या पूरी तरह खत्म हो जाता है, तो संचालन के दौरान उस पर पड़ने वाला वास्तविक तनाव स्तर भी उसी अनुपात में कम हो जाता है। इससे थकान दरारों के बनने और फैलने से होने वाली फ्रैक्चर विफलता का खतरा कम हो जाता है और रोलर चेन का सेवा जीवन बढ़ जाता है।
यह रोलर चेन की आयामी स्थिरता और आकार की सटीकता को बेहतर बनाने में सहायक होता है। अत्यधिक अवशिष्ट तनाव के कारण उपयोग के दौरान रोलर चेन विकृत हो सकती है, जिससे स्प्रोकेट और अन्य घटकों के साथ इसकी मिलान सटीकता प्रभावित होती है और इस प्रकार यांत्रिक उपकरणों के सामान्य संचालन में बाधा आती है। अवशिष्ट तनाव को कम करके, रोलर चेन उपयोग के दौरान अच्छी आयामी स्थिरता और आकार की सटीकता बनाए रख सकती है, और संचरण की विश्वसनीयता और सटीकता में सुधार कर सकती है।
यह संक्षारक वातावरण में रोलर चेनों में तनाव संक्षारण दरार की प्रवृत्ति को कम कर सकता है। अवशिष्ट तनाव संक्षारक माध्यमों में रोलर चेनों की तनाव संक्षारण दरार के प्रति संवेदनशीलता को बढ़ाता है, और अवशिष्ट तनाव को कम करने से इस जोखिम को प्रभावी ढंग से कम किया जा सकता है, कठोर वातावरण में रोलर चेनों के संक्षारण प्रतिरोध में सुधार किया जा सकता है और उनके अनुप्रयोग क्षेत्र को व्यापक बनाया जा सकता है।