لیزر ویلڈنگ میں نائیٹروجن کی صفائی کو کون سے عوامل متاثر کرتے ہیں؟

ترقیات

لیزر جوشکاری جدید تیاری میں ایک انقلابی تکنیک کے طور پر سامنے آئی ہے، جو اپنی درستگی، زیادہ رفتار کام کرنے اور کم سے کم گرمی سے متاثرہ علاقے کے لیے مشہور ہے۔ اس عمل میں، نائیٹروجن شیلڈنگ گیس کے طور پر اہم کردار ادا کرتی ہے۔ جوشکاری کے تالاب کے آکسیکرن سے بچنے، سوراخ کو کم کرنے اور جوشکاری کی مجموعی معیار کو بہتر کرنے کے لیے اعلیٰ معیار کی نائیٹروجن ضروری ہے۔ تاہم، حاصل کرنا اور نائیٹروجن کی خالصتا کو برقرار رکھنا کئی عوامل سے متاثر ہوتا ہے، جن کی ہم اس مضمون میں تفصیل سے تحقیق کریں گے۔

1. نائیٹروجن کا ذریعہ

1.1 فضا کی تعمیر

عمومی طور پر، لیزر جوشکاری میں استعمال ہونے والی نائیٹروجن ہوا سے حاصل کی جاتی ہے۔ ہوا میں تقریباً 78 فیصد نائیٹروجن کے علاوہ آکسیجن، آرگون اور دیگر گیسوں کی تھوڑی مقدار موجود ہوتی ہے۔ ہوا سے نائیٹروجن حاصل کرنے کے لیے دباؤ تبدیلی کی ایڈсорپشن (پی ایس اے) یا غشائی علیحدگی جیسے طریقوں کا استعمال کیا جاتا ہے۔ پی ایس اے میں، ہوا کو دبایا جاتا ہے اور ایڈسوربینٹ میٹریلز (عموماً زیولائٹس) کے بستر سے گزارا جاتا ہے۔ ان میٹریلز میں نائیٹروجن کے مقابلے میں آکسیجن اور دیگر آلودگیوں کو سونگھنے کی زیادہ صلاحیت ہوتی ہے۔ نتیجے کے طور پر، نائیٹروجن گیس کو علیحدہ کیا جاتا ہے اور جمع کیا جاتا ہے۔ تاہم، پی ایس اے سسٹمز کی زیادہ شدت والی نائیٹروجن تیار کرنے کی کارکردگی ایڈسوربینٹ کی معیار، کام کرنے والے دباؤ اور درجہ حرارت، اور داخل ہونے والی ہوا کی رفتار جیسے عوامل پر منحصر ہوتی ہے۔ اگر ایڈسوربینٹ وقتاً فوقتاً سیر شدہ یا خراب ہو جاتا ہے، تو اس کے نائیٹروجن کی شفافیت میں کمی کا سبب بن سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، اگر پی ایس اے یونٹ کی مناسب طریقے سے دیکھ بھال نہ کی جائے اور ایڈسوربینٹ کو مؤثر طریقے سے دوبارہ تیار نہ کیا جائے، تو آکسیجن اور دیگر آلودہ کنندہ مادے ٹوٹ سکتے ہیں، جس سے نائیٹروجن کی شفافیت مطلوبہ 99.99 فیصد (یا کچھ صورتوں میں اس سے زیادہ) سے کم ہو جاتی ہے۔

دوسری طرف، غشائی علیحدگی ایک نیم گزرنے والی غشاء کا استعمال کرتی ہے۔ جب مکمل ہوا اس غشاء سے گزرتی ہے، تو چھوٹے مالیکیولر سائز والی گیسوں (جیسے آکسیجن) غشاء سے زیادہ آسانی سے گزر جاتی ہیں نائیٹروجن کے مقابلے میں۔ پھر نائیٹروجن سے معمور دھارا جمع کر لی جاتی ہے۔ لیکن غشاء کی سالمیت اور غشاء کے دونوں اطراف دباؤ کا فرق نائیٹروجن کی صفائی کو متاثر کر سکتا ہے۔ ایک خراب شدہ غشاء زیادہ آلودگیوں کو گزرنے دے سکتا ہے، جس سے نائیٹروجن کی صفائی کم ہو جاتی ہے۔

1.2 طے شدہ نائیٹروجن

تھرمل ویلڈنگ کے لیے نائٹروجن کا ایک اور ذریعہ مائع نائٹروجن ہے۔ اسے کرائیوجینک ٹینکوں میں محفوظ کیا جاتا ہے اور استعمال سے قبل اسے بخارات میں تبدیل کیا جاتا ہے۔ مائع نائٹروجن عام طور پر بہت زیادہ خالص ہوتی ہے، اکثر 99.999% سے زیادہ۔ تاہم، بخارات بننے کے عمل کے دوران آلودگی کا خطرہ ہوتا ہے۔ اگر بخارات بنانے کے سامان پر کوئی گندگی ہو یا ترسیل کے نظام میں کوئی رساؤ ہو تو ماحول سے نمی یا دیگر گیسیں نائٹروجن میں شامل ہو سکتی ہیں، جس سے اس کی خالصیت کم ہو جاتی ہے۔ مثال کے طور پر، اگر کرائیوجینک ٹینک کی تھرمل کاروائی کی اجازت دی جائے، گرم ہوا اندر داخل ہو سکتی ہے، جس کی وجہ سے نمی جمع ہو سکتی ہے اور مائع نائٹروجن کو آلودہ کرنے کا امکان ہوتا ہے جبکہ یہ بخارات میں تبدیل ہوتی ہے۔

2. مواد کے مطابق خالصیت کی ضروریات

2.1 سٹینلیس سٹیل ویلڈنگ

جب سٹینلیس سٹیل کو لیزر جوش دیا جاتا ہے، تو نائیٹروجن کی اعلیٰ خالصیت بہت ضروری ہوتی ہے۔ سٹینلیس سٹیل میں کروم ہوتا ہے، جو سطح پر ایک حفاظتی آکسائیڈ لیئر بناتا ہے۔ جوش دیتے وقت، اگر نائیٹروجن کی خالصیت کافی نہ ہو تو آکسیجن مولٹن دھات کے ساتھ ری ایکٹ کر سکتی ہے، اس حفاظتی آکسائیڈ لیئر کے بننے میں رکاوٹ ڈال سکتی ہے۔ اس کے نتیجے میں جوش دیے گئے جوائنٹ کی کھرچنے کی مزاحمت میں کمی آ سکتی ہے۔ اعلیٰ معیار کی سٹینلیس سٹیل لیزر جوش کے لیے، 99.995 فیصد یا اس سے زیادہ نائیٹروجن خالصیت کی سفارش کی جاتی ہے۔ اس خالصیت سے تھوڑا سا انحراف بھی جوش کی سطح پر نظر آنے والے آکسیکرن کا سبب بن سکتا ہے، جو نہ صرف جمالیات کو متاثر کرتا ہے بلکہ جوش دیے گئے حصے کی طویل مدتی کارکردگی کو بھی متاثر کرتا ہے۔

2.2 ایلومینیم اور اس کے ملاوٹ

المنیم اور اس کی ملائشز آکسیجن کے لحاظ سے بہت زیادہ ری ایکٹیو ہوتی ہیں۔ ان مواد کی لیزر ویلڈنگ میں، نائیٹروجن آکسیڈیشن سے بچنے کے لیے مولٹن پول کو تحفظ فراہم کرتا ہے۔ تاہم، مختلف الیمنیم ایلویز کی نائیٹروجن پیورٹی کے حساسیت میں تبدیلی ہو سکتی ہے۔ مثال کے طور پر، ایئرو اسپیس ایپلی کیشنز میں استعمال ہونے والے کچھ ہائی اسٹرینتھ الیمنیم ایلویز کو اکثر 99.999 فیصد کی رینج میں نائیٹروجن کی انتہائی صفائی کی ضرورت ہوتی ہے۔ کم صاف نائیٹروجن ویلڈ میں آلودگی کا باعث بنتا ہے، جس کی وجہ سے سوراخ کی تشکیل یا جوائنٹ کی مکینیکل طاقت کو کم کرنا ہوتا ہے۔ دوسری طرف، کم ترین اہمیت والی ایپلی کیشنز میں استعمال ہونے والے کچھ عام الیمنیم ایلویز کے لیے، تقریبا 99.99 فیصد نائیٹروجن صفائی قبول کر لیا جاتا ہے، لیکن پھر بھی کوئی بڑی انحراف ویلڈ خامیوں کا سبب بن سکتا ہے۔

3. آلات سے متعلق عوامل

3.1 گیس فراہمی سسٹم

لیزر جوشکاری کی ترتیب میں گیس کی فراہمی کے نظام میں پائپ، والو اور فلو میٹر شامل ہوتے ہیں۔ اگر یہ اجزاء صاف نہ ہوں یا ان کی ساخت ایسے مواد سے ہو جو نائٹروجن یا ہوا میں موجود آلودگی کے ساتھ رد عمل ظاہر کر سکے تو وہ نائٹروجن کی خالصتا کو متاثر کر سکتے ہیں۔ مثال کے طور پر، اگر پائپ زنگ آلود ہو تو آئرن آکسائیڈ کے ذرات نائٹروجن کے بہاؤ میں لے جا سکتے ہیں۔ اگر والو کو مناسب طریقے سے سیل نہ کیا گیا ہو تو وہ ہوا کو سسٹم میں داخل ہونے دے سکتے ہیں، جس سے نائٹروجن پتلا ہو جاتی ہے اور اس کی خالصتا کم ہو جاتی ہے۔ فلو میٹر کو درستگی کے ساتھ کیلیبریٹ کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ غلط فلو ریٹ جوشکاری کے علاقے میں نائٹروجن اور ماحولی ہوا کے درمیان مناسب توازن قائم کرنے میں ناکام رہ سکتی ہے۔ اگر نائٹروجن کی فلو ریٹ بہت کم ہو تو یہ موثر انداز میں ویلڈ پول کو تحفظ فراہم نہیں کر سکے گی، جس سے آکسیجن داخل ہو سکتی ہے اور کام کرنے والے علاقے میں نائٹروجن کی خالصتا کو کم کر سکتی ہے۔

3.2 لیزر جوشکاری مشین کی تعمیر

لیزر جوشکاری مشین کے ڈیزائن کا خود بخود نائیٹروجن کی خالصتاً پر اثر پڑ سکتا ہے۔ کچھ لیزر جوشکاری مشینوں میں جوشکاری کے علاقے کے گرد بہتر سیل کیمرے ہوتے ہیں، جو اعلیٰ خالص نائیٹروجن کے ماحول کو برقرار رکھنے میں مدد کرتے ہیں۔ غیر معیاری سیلوں والی مشینوں میں ہوا جوشکاری کے زون میں داخل ہو سکتی ہے، جس سے نائیٹروجن کی خالصتاً کم ہو جاتی ہے۔ اس کے علاوہ نائیٹروجن فراہم کرنے والے گیس نوسلز کی پوزیشن اور رخ بھی اہم ہے۔ اگر نوسلز کو مناسب طریقے سے ڈیزائن نہ کیا گیا ہو یا ان کی پوزیشن درست نہ ہو، تو نائیٹروجن ویلڈ پول کے گرد یکساں طور پر تقسیم نہیں ہو سکتی۔ اس کے نتیجے میں وہ علاقے جہاں نائیٹروجن کی تعداد کم ہوتی ہے، ان critical علاقوں میں خالصتاً کم ہو جاتی ہے۔

4. ماحولیاتی عوامل

4.1 نمی

حیطہ کے ماحول میں نمی نائیٹروجن کی خالصتا میں ایک اہم عنصر ہو سکتی ہے۔ ہوا میں نمی نائیٹروجن کے سٹریم میں داخل ہو سکتی ہے، خاص طور پر اگر گیس کی فراہمی کے نظام میں رساو ہو یا نائیٹروجن کی پیداوار کے عمل کے دوران۔ واٹر ویپر گرم دھات کے ساتھ ویلڈنگ کے دوران ری ایکٹ کر سکتی ہے، جس کی وجہ سے ہائیڈروجن کی تشکیل ہوتی ہے، جس کی وجہ سے ویلڈ میں سوراخ ہو سکتا ہے۔ زیادہ نمی والے ماحول میں خصوصی احتیاطی تدابیر اختیار کرنے کی ضرورت ہوتی ہے، جیسے نائیٹروجن کی فراہمی لائن میں نم کش خشک کنندہ کا استعمال کر کے نمی کو ختم کرنا۔ نائیٹروجن میں پانی کی بخارات کی ایک چھوٹی سی مقدار بھی ویلڈ کی کوالٹی پر منفی اثر ڈال سکتی ہے، لہذا زبردست معیار کے لیزر ویلڈ حاصل کرنے کے لیے نائیٹروجن میں کم نمی برقرار رکھنا ضروری ہے۔

4.2 درجہ حرارت

درجہ حرارت کی تبدیلیاں نائٹروجن کی صفائی کو بھی متاثر کر سکتی ہیں۔ نائٹروجن کی کچھ پیداواری طریقوں، جیسے کہ پریشر سوئنگ ایڈсорپشن (PSA) میں، ایڈسوربینٹ مواد کی سطح پر ایڈسورب کرنے کی صلاحیت درجہ حرارت سے متاثر ہو سکتی ہے۔ زیادہ درجہ حرارت فضا سے آلودگی کو دور کرنے میں ایڈسوربینٹ کی کارکردگی کو کم کر سکتا ہے، جس کے نتیجے میں کم صفائی والی نائٹروجن پیدا ہوتی ہے۔ اس کے علاوہ گیس کی فراہمی کے نظام میں، درجہ حرارت کی تبدیلیاں پائپ اور والوں کو پھیلانے یا سمیٹنے کا باعث بن سکتی ہیں۔ اگر ان اجزاء کو درجہ حرارت میں تبدیلی کو برداشت کرنے کے لیے مناسب طریقے سے ڈیزائن نہیں کیا گیا ہے، تو اس کے نتیجے میں لیک ہونے کا خطرہ ہوتا ہے، جس سے فضا کے داخل ہونے کا راستہ ملتا ہے اور نائٹروجن کی صفائی متاثر ہوتی ہے۔

5. عام سوالات اور جوابات

سوال 1: کیا میں لیزر واeldنگ کے لیے ہائی - پیورٹی نائٹروجن کے بجائے عام کمپریسڈ ہوا کا استعمال کر سکتا ہوں؟

جواب: عام کمپریسڈ ہوا میں آکسیجن کی کافی مقدار (تقریباً 21 فیصد) ہوتی ہے۔ لیزر واeldنگ کے دوران، آکسیجن میٹل کے ساتھ ری ایکشن کرے گی، آکسیڈیشن، سوراخ اور واeldنگ کی مکینیکل خصوصیات میں کمی کا باعث بنے گی۔ ہائی - پیورٹی نائٹروجن کو واeldنگ پول کے گرد بے رنگ ماحول پیدا کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، ان مسائل کو روکنے کے لیے۔ لہذا، لیزر واeldنگ کے لیے عام کمپریسڈ ہوا کا استعمال مناسب نہیں ہے۔

سوال 2: کیا مجھے اپنی لیزر واeldنگ سیٹ اپ میں نائٹروجن کی پاکی کا کتنے بعد تجربہ کرنا چاہیے؟

جواب: یہ سفارش کی جاتی ہے کہ نائٹروجن کی خالصتا کا کم از کم ایک دن میں ایک بار ٹیسٹ کیا جائے، خصوصاً اگر لیزر جوشانے کا عمل جاری ہو۔ تاہم، اگر جوش لگانے کی غیر معیاری کوالٹی کی کوئی علامات ظاہر ہو رہی ہو، جیسے زیادہ خم (porosity) یا آکسیکرن (oxidation)، تو فوری طور پر نائٹروجن کی خالصتا کا ٹیسٹ کیا جانا چاہیے۔ اس کے علاوہ، اگر نائٹروجن پیدا کرنے والے نظام، گیس کی فراہمی کے نظام، یا ماحول میں کوئی تبدیلی کی گئی ہو، تو مسلسل جوش لگانے کی کوالٹی کو یقینی بنانے کے لیے خالصتا کا ٹیسٹ کرنا ضروری ہے۔

سوال 3: اگر میں یہ پاؤں کہ میرے لیزر جوشانے کے انتظام میں نائٹروجن کی خالصتا درکار معیار سے کم ہے تو میں کیا کر سکتا ہوں؟

جواب: سب سے پہلے نائٹروجن جنریشن سسٹم کی جانچ کریں۔ اگر یہ ایک PSA سسٹم ہے، تو یقینی بنائیں کہ ایڈсорبینٹ کو مناسب طریقے سے دوبارہ تیار کیا گیا ہے اور وہ اشباع کی حالت میں نہیں ہے۔ ممبرین سیپریشن سسٹمز کے لیے، ممبرین کو کسی نقصان کے لیے چیک کریں۔ گیس کی فراہمی کے سسٹم میں، پائپوں، والووز اور کنکشنز میں لیک کی جانچ کریں۔ گندے اجزاء کو صاف کریں۔ اگر مائع نائٹروجن استعمال ہو رہی ہے، تو یقینی بنائیں کہ بخارات بنانے والا سامان صاف ہے اور فراہمی کی لائنوں میں آلودگی نہیں ہے۔ اگر مسئلہ جاری رہے، تو کسی ماہر ٹیکنیشن یا نائٹروجن سے متعلقہ سامان کے سازوں سے مشورہ کریں۔