निर्माण प्रक्रम I: संचकन, रूपण, संधान, चूर्ण व बहुलक प्रसंस्करण
1. संचकन प्रक्रम, प्रतिरूप व छूट, साँचे, क्रोड व बालू परीक्षण
संचकन प्रक्रम साँचे के आधार पर बँटते हैं। व्यय-साँचे संचक (कास्टिंग) निकालने हेतु नष्ट किए जाते हैं: हरित-बालू, शुष्क-बालू, CO2 (सोडियम सिलिकेट), कवच (शेल) व निवेश साँचे। स्थायी साँचे धातु के होते हैं और पुनः प्रयुक्त: गुरुत्व स्थायी-साँचा, दाब डाई, अपकेंद्री व निचोड़ संचकन। बालू संचकन किसी भी धातु में सबसे बड़े भाग कम उपकरण लागत पर बनाता है; स्थायी साँचे अधिक मात्रा पर बेहतर सतह व परिशुद्धता देते हैं पर केवल निम्न-गलनांक मिश्रधातुओं में।
प्रतिरूप (पैटर्न) संचक की प्रतिकृति बनाते हैं। प्रकार: एक-खंड (ठोस), विभाजित (दो-खंड, सबसे बड़े परिच्छेद पर विभाजन), मैच-प्लेट (दोनों अर्ध एक प्लेट पर, मशीन साँचाकरण हेतु), कोप-व-ड्रैग, ढीला-खंड (उन उभारों हेतु जो बालू में फँस जाएँगे), गेटित (प्रवेश-मार्ग से जुड़े अनेक प्रतिरूप), स्वीप (अक्षसममित आकारों हेतु) व कंकाल (बड़े, सरल आकारों हेतु)। पदार्थ: लकड़ी (सस्ती, आसानी से गढ़ी जाती है, नमी सोखती है), धातु (ऐलुमिनियम, ढलवाँ लोहा — लंबे उत्पादन), प्लास्टिक व एपॉक्सी, मोम (निवेश संचकन) व प्रसारित पॉलिस्टाइरीन (पूर्ण-साँचा या लुप्त-फ़ोम प्रक्रम, जहाँ प्रतिरूप वाष्पित हो जाता है)।
| छूट | क्यों दी जाती है | प्रतिरूप आकार पर प्रभाव |
|---|---|---|
| संकुचन | ठोस धातु कक्ष ताप तक ठंडा होने पर सिकुड़ती है | प्रतिरूप बड़ा बनता है |
| ड्राफ़्ट (शुंडाकार) | साँचा तोड़े बिना प्रतिरूप निकालने देता है | ऊर्ध्वाधर फलक शुंडाकार, विभाजन पर बड़े |
| मशीनन (परिष्करण) | मशीनित होने वाली सतहों पर हटाया जाने वाला भंडार | प्रतिरूप बड़ा बनता है |
| विरूपण (कैम्बर) | लंबे या U-आकार संचक ठंडा होते हुए असमान रूप से मुड़ते हैं | प्रतिरूप विपरीत दिशा में मोड़ा जाता है |
| झटका (रैपिंग) | प्रतिरूप ढीला करने हेतु थपथपाना गुहा को बड़ा करता है | प्रतिरूप छोटा बनता है — एकमात्र ऋणात्मक छूट |
साँचे व क्रोड। साँचा-बालू मृदा बंधक (बेंटोनाइट) व जल सहित सिलिका कण है; हरित बालू नम प्रयुक्त होता है, शुष्क बालू सामर्थ्य हेतु पकाया जाता है, और CO2 साँचे सोडियम सिलिकेट में गैस प्रवाहित कर कठोर होते हैं। क्रोड आंतरिक गुहाएँ बनाते हैं; वे कार्बनिक या रेज़िन बंधकों सहित बालू से बनते हैं, शुष्क होने पर सशक्त पर विघटनशील होने चाहिए ताकि संचक सिकुड़ सके, और क्रोड प्रिंट द्वारा या, आवश्यकता पर, धातु चैपलेट द्वारा थामे जाते हैं। महत्वपूर्ण गुण: पारगम्यता (गैसें निकलें, अन्यथा फूँक-छिद्र), हरित व शुष्क सामर्थ्य, उच्चतापसहता (ढलाई ताप सहना), विघटनशीलता व प्रवाहशीलता। मानक परीक्षण 50.8 mm व्यास व 50.8 mm ऊँचे कूटे गए बेलनाकार नमूने का उपयोग करते हैं। पारगम्यता संख्या PN = VH/(pAt) है, जहाँ V प्रवाहित वायु का आयतन (cm³), H नमूने की ऊँचाई (cm), p दाब (g/cm²), A अनुप्रस्थ परिच्छेद (cm²) व t समय (min) है। अन्य परीक्षण कण सूक्ष्मता (छलनी विश्लेषण), नमी, मृदा अंश, साँचा कठोरता व संपीडन सामर्थ्य मापते हैं।
2. गेटिंग व राइज़र अभिकल्प, तथा ठोसीकरण का विश्लेषण
धातु ढलाई द्रोणी से, स्प्रू से नीचे, स्प्रू कूप में, रनर के अनुदिश और इनगेटों से होकर गुहा में प्रवेश करती है। स्प्रू को बिना हानि बर्नूली से मानने पर ऊँचाई h के स्प्रू से धातु v = √(2gh) पर निकलती है, अतः सांतत्य स्प्रू को शुंडाकार बनाता है: A_ऊपर/A_नीचे = √(h_नीचे/h_ऊपर), ऊँचाइयाँ द्रोणी में मुक्त सतह से मापी गई। सीधा स्प्रू धारा को दीवारों से हटकर पतला होने और वायु खींचने देगा। गेटिंग अनुपात (स्प्रू : रनर : इनगेट क्षेत्रफल) दाबित होता है जब इनगेट सबसे छोटे हों (उदाहरणतः 1 : 0.75 : 0.5, निकाय को भरा रखते हुए) और अदाबित जब वे सबसे बड़े हों (उदाहरणतः 1 : 2 : 2, ऐलुमिनियम जैसी ऑक्सीकारी मिश्रधातुओं हेतु धातु धीमी करते हुए)।
| गेटिंग | भरण समय | क्यों |
|---|---|---|
| शीर्ष गेटिंग | t = V/(A_g √(2gH)) | गेट पर शीर्ष पूरे समय H रहता है |
| तल गेटिंग | t = (A_m/A_g)(2/√(2g))(√H − √(H − h_m)) | साँचे में उठती धातु प्रभावी शीर्ष घटाती है |
श्वोरिनोव नियम ठोसीकरण समय t_s = B(V/A)^n देता है, n प्रायः 2: समय मापांक V/A के वर्ग के अनुसार चलता है। भुजा a के घन हेतु V/A = a/6, अतः भुजा दोगुनी करने से समय चार गुना होता है। राइज़र सिकुड़ते संचक को द्रव पहुँचाता है और अतः उसके बाद जमना चाहिए; व्यवहार में राइज़र मापांक संचक से कुछ बड़ा (प्रायः लगभग 1.2 गुना) लिया जाता है। उस बेलनाकार राइज़र हेतु जिसकी ऊँचाई उसके व्यास के बराबर हो और जिसका शीर्ष, तल व वक्र सतह सभी बालू को ऊष्मा खोते हों (छोटी ग्रीवा से जुड़ा अंध राइज़र), मापांक D/6 है — और H = D वह अनुपात है जो दिए आयतन हेतु सबसे बड़ा मापांक देता है। यदि राइज़र का तल संचक पर टिका हो और ठंडा न हो, तो मापांक इसके स्थान पर D/5 है। पतले परिच्छेदों से राइज़र की ओर दिशात्मक ठोसीकरण, जिसे चिल (जो स्थानीय रूप से जमाव तेज़ करते हैं) तथा राइज़र पर ऊष्मारोधी आस्तीन या ऊष्माक्षेपी यौगिक सहायता देते हैं, ही अंतिम द्रव को राइज़र में रखता है।
ठोसीकरण व सूक्ष्मसंरचना। धातु तीन बार सिकुड़ती है: जमाव परास तक ठंडे होते द्रव के रूप में, जमाव के दौरान, और कक्ष ताप तक ठंडे होते ठोस के रूप में। राइज़र पहले दो की पूर्ति करता है; प्रतिरूप की संकुचन छूट तीसरे की। शुद्ध धातु एक ताप पर समतल अग्र सहित जमती है, जबकि मिश्रधातु एक परास में द्रुमिकाओं व द्रव के कर्दमी क्षेत्र सहित जमती है। पिंड या मोटे संचक में अनुप्रस्थ परिच्छेद साँचा दीवार पर सूक्ष्म समाक्ष चिल क्षेत्र, ऊष्मा प्रवाह के विरुद्ध भीतर बढ़ते लंबे स्तंभाकार कण, तथा केंद्रीय समाक्ष क्षेत्र दिखाता है। तेज़ शीतलन सूक्ष्मतर कण व उच्चतर सामर्थ्य देता है; संरोपक (इनोक्युलेंट) उसी प्रभाव हेतु केंद्रकन स्थल जोड़ते हैं।
3. दाब डाई, अपकेंद्री व निवेश संचकन; संचकन दोष व उनका निरीक्षण
- दाब डाई संचकन पिघली धातु को उच्च दाब पर इस्पात डाई में धकेलता है। उष्ण-कक्ष मशीन में अंतःक्षेपण सिलिंडर पिघलन में स्थित रहता है, निम्न-गलनांक जस्ता, टिन, सीसा व मैग्नीशियम मिश्रधातुओं हेतु उपयुक्त; शीत-कक्ष मशीन में धातु अलग सिलिंडर में करछी से डाली जाती है, ऐलुमिनियम व ताँबा मिश्रधातुओं हेतु प्रयुक्त जो डूबे प्लंजर को क्षति पहुँचाएँगी। तीव्र, पतली-दीवार, परिशुद्ध, अच्छी सतह सहित, पर उपकरण महँगा है और फँसी गैस भागों को ऊष्मा उपचार हेतु अनुपयुक्त बनाती है।
- अपकेंद्री संचकन साँचे को घुमाता है। वास्तविक अपकेंद्री संचकन पाइप जैसे खोखले बेलन बिना क्रोड बनाता है, छिद्र स्वयं घूमती धातु द्वारा बनता है; अर्ध-अपकेंद्री पहियों जैसे ठोस अक्षसममित भाग बनाता है; अपकेंद्रण केंद्रीय स्प्रू के चारों ओर अनेक छोटी गुहाएँ घुमाता है। भारी धातु बाहर फेंकी जाती है और हल्के ऑक्साइड व धातुमल छिद्र पर एकत्र होते हैं, जहाँ उन्हें मशीनन से हटाया जाता है — सघन, निर्दोष दीवारें देते हुए। आवश्यक घूर्णन अपकेंद्री व गुरुत्वीय त्वरण के अनुपात G = ω²r/g से तय होता है।
- निवेश (लुप्त-मोम) संचकन: मोम प्रतिरूप एक वृक्ष पर जोड़े जाते हैं, कवच बनाने हेतु बार-बार सिरैमिक घोल व स्टुको में डुबोए जाते हैं, मोम पिघलाकर निकाला जाता है, कवच पकाया जाता है और धातु ढाली जाती है। यह किसी भी मिश्रधातु में, उनमें भी जो मशीनन हेतु बहुत कठोर हैं, अत्यंत सूक्ष्म विवरण, उत्कृष्ट परिष्करण व निकट सह्यता देता है — टरबाइन ब्लेड, आभूषण, शल्य प्रत्यारोपण — प्रति भाग अधिक लागत पर।
| दोष | स्वरूप | मुख्य कारण |
|---|---|---|
| फूँक-छिद्र, गैस सरंध्रता | चिकनी गोल गुहाएँ | निम्न बालू पारगम्यता, अधिक नमी, घुली गैस |
| संकुचन गुहा | अंतिम जमने वाले क्षेत्र में खुरदुरी, द्रुमिकीय रिक्ति | अपर्याप्त पोषण, राइज़र बहुत छोटा या ग़लत स्थान पर |
| उष्ण विदर | टेढ़ी-मेढ़ी दरार | ठोसांक के निकट दुर्बल रहते हुए कठोर साँचे या क्रोड द्वारा संकुचन अवरुद्ध |
| अपूर्ण भरण, शीत संधि | गुहा न भरना, या दो धाराएँ जो नहीं जुड़ीं | निम्न ढलाई ताप, धीमी ढलाई, पतले परिच्छेद |
| पपड़ी, फूलन, गिरावट | खुरदुरा धब्बा, उभार, या गुहा में गिरी बालू | दुर्बल या अपर्याप्त कूटी बालू |
| अंतर्वेश | धातु के भीतर धातुमल, ऑक्साइड या बालू | अपर्याप्त मलोत्सारण, विक्षुब्ध गेटिंग, कटती बालू |
| विस्थापन (बेमेल), पंख | विभाजन पर अर्ध खिसके; पतले उभार | असंरेखित फ़्लास्क या प्रतिरूप अर्ध; विभाजन पर अंतराल |
अविनाशी परीक्षण भाग को हानि पहुँचाए बिना दोष खोजता है। दृश्य निरीक्षण व रंजक भेदक किसी भी अरंध्र पदार्थ में सतह तक पहुँची दरारें खोजते हैं। चुंबकीय कण निरीक्षण सतह व निकट-सतह दरारें खोजता है, पर केवल लौहचुंबकीय पदार्थों में। पराश्रव्य परीक्षण भाग में स्पंद भेजकर आंतरिक दोषों से प्रतिध्वनियाँ पढ़ता है; इसे युग्मक व कुशल संचालक चाहिए। विकिरणचित्रण (X-किरण या गामा किरण) आंतरिक रिक्तियों, सरंध्रता व अंतर्वेशों को घनत्व अंतर के रूप में चित्रित करता है और स्थायी अभिलेख देता है। भँवर धारा परीक्षण चालक पदार्थों में सतह दोष व चालकता परिवर्तन पकड़ता है।
4. सुघट्य विरूपण: प्रतिबल-विकृति संबंध, पराभव निकष, प्रवाह प्रतिबल व कर्म ताप
प्रत्यास्थ विरूपण पुनःप्राप्य व रैखिक है (हुक नियम, आयतन परिवर्तन ν से शासित)। सुघट्य विरूपण स्थायी है, स्थिर आयतन पर होता है (वास्तविक विकृति में ε1 + ε2 + ε3 = 0, जो कारण है कि सुघट्य पॉयसन अनुपात 0.5 है), और अपरूपण से चालित है — केवल द्रवस्थैतिक प्रतिबल कभी पराभव नहीं कराता। सुघट्य परास में धातु का वास्तविक प्रतिबल प्रवाह वक्र σ = Kεⁿ के अनुदिश वास्तविक विकृति के साथ बढ़ता है, सामर्थ्य गुणांक K व विकृति-कठोरन घातांक n सहित; तनन परीक्षण में ग्रीवायन तब आरंभ होता है जब वास्तविक विकृति n के बराबर हो। प्रवाह प्रतिबल विरूपण जारी रखने हेतु आवश्यक तात्क्षणिक प्रतिबल है, और रूपण भार लगाई गई विकृति पर औसत प्रवाह प्रतिबल σ̄ = Kεⁿ/(1 + n) से गणित होते हैं।
बहुअक्षीय प्रतिबल के अधीन पराभव दो निकषों से अनुमानित होता है। ट्रेस्का: पराभव तब आरंभ होता है जब अधिकतम अपरूपण प्रतिबल तनन में पराभव के मान तक पहुँचे, σ1 − σ3 = σ_y। फ़ॉन मीज़ेस: जब विरूपण ऊर्जा पहुँचे, (σ1 − σ2)² + (σ2 − σ3)² + (σ3 − σ1)² = 2σ_y²। दोनों एकअक्षीय तनन व संतुलित द्विअक्षीय तनन में सहमत हैं, और शुद्ध अपरूपण व समतल विकृति में सबसे अधिक भिन्न हैं, जहाँ फ़ॉन मीज़ेस ट्रेस्का के σ_y के विरुद्ध (2/√3)σ_y = 1.155σ_y पराभव प्रतिबल देता है। चौड़ी पट्टी का बेल्लन व अधिकांश चादर संक्रियाएँ समतल विकृति के निकट हैं, अतः यह गुणक उनके भार सूत्रों में आता है।
| व्यवस्था | ताप | लाभ | सीमाएँ |
|---|---|---|---|
| शीत कर्म | लगभग 0.3 T_m से नीचे | विकृति कठोरन सामर्थ्य बढ़ाता है; अच्छा परिष्करण व परिशुद्धता; कोई पपड़ी नहीं | उच्च बल, सीमित तन्यता, पासों के बीच तापानुशीतन आवश्यक हो सकता है |
| कोष्ण कर्म | लगभग 0.3 से 0.5 T_m | शीत से कम बल, उष्ण से बेहतर परिष्करण | तापन उपकरण आवश्यक |
| उष्ण कर्म | पुनःक्रिस्टलन से ऊपर, लगभग 0.5 से 0.75 T_m | निम्न प्रवाह प्रतिबल, बड़े विरूपण, कोई विकृति कठोरन नहीं, कण परिष्कृत | ऑक्साइड पपड़ी, निम्नतर सह्यता, विकृति-दर संवेदी |
5. फ़ोर्जन, बेल्लन, बहिर्वेधन व तार कर्षण; आदर्श कार्य व स्लैब विश्लेषण
आदर्श कार्य समांगी विरूपण का न्यूनतम कार्य है, बिना घर्षण व बिना अतिरिक्त अपरूपण: प्रति इकाई आयतन यह w = σ̄ε है, प्रवाह वक्र के नीचे का क्षेत्रफल। मूल क्षेत्रफल A0 के तार को Af तक खींचने हेतु ε = ln(A0/Af), अतः आदर्श कर्षण प्रतिबल σ_d = σ̄ ln(A0/Af) है। कर्षण प्रतिबल खींचे गए तार के प्रवाह प्रतिबल से अधिक नहीं हो सकता, अन्यथा तार टूटता है; अकठोरित पदार्थ हेतु यह ln(A0/Af) को 1 पर सीमित करता है, प्रति पास अधिकतम क्षेत्रफल कमी 1 − 1/e = 63 %। घर्षण व अतिरिक्त कार्य वास्तविक सीमा घटाते हैं। स्लैब विश्लेषण पदार्थ की एक पतली पट्टिका का संतुलन, उसके फलकों पर घर्षण सहित, लेकर और विरूपण क्षेत्र में समाकलित करके आदर्श कार्य को परिष्कृत करता है — इसी से नीचे के फ़ोर्जन व बेल्लन सूत्रों के घर्षण पद व्युत्पन्न होते हैं।
- फ़ोर्जन: व्यास d व ऊँचाई h के बेलन का खुली-डाई संपीडन स्लैब विश्लेषण से औसत दाब p = σ_f(1 + μd/(3h)) माँगता है, अतः भाग जितना चपटा होता है बल उतना बढ़ता है। बंद-डाई (छाप-डाई) फ़ोर्जन एक फ़्लैश पट्टी जोड़ता है जो दाब बढ़ाकर गुहा भरवाती है।
- बेल्लन: ड्राफ़्ट Δh = h0 − hf; बेलन जो अधिकतम ड्राफ़्ट पकड़ सकते हैं वह Δh_max = μ²R है। संपर्क लंबाई L = √(RΔh) है और पट्टी चौड़ाई w हेतु बेल्लन बल लगभग F = σ̄ w L है; प्रति बेलन बलाघूर्ण लगभग F L/2 और दो बेलनों हेतु शक्ति 2πN F L/60 (L/2 उत्तोलक भुजा लेकर)। उदासीन बिंदु पर पट्टी व बेलन सतह समान गति से चलते हैं: उससे पहले पट्टी धीमी, बाद में तेज़ है।
- बहिर्वेधन बिलेट को डाई से धकेलता है। प्रत्यक्ष (अग्र) बहिर्वेधन बिलेट को पात्र दीवार के विरुद्ध चलाता है, अतः घर्षण भार में जुड़ता है; अप्रत्यक्ष (पश्च) बहिर्वेधन इसके स्थान पर डाई चलाता है और कम बल माँगता है। आदर्श रैम दाब p = σ̄ ln(A0/Af) है, बहिर्वेधन अनुपात A0/Af; वास्तविक प्रेस इसके ऊपर अनुभवजन्य गुणक प्रयोग करते हैं।
- तार व छड़ कर्षण भंडार को अभिसारी डाई से खींचता है, अतः यह तनन प्रक्रम है — खींचा गया परिच्छेद स्वयं भार वहन करता है, इसीलिए प्रति पास कमी ऊपर की भाँति सीमित है।
6. चादर धातु कर्म, तथा धातु कर्म के दोष
ब्लैंकिंग एक भाग काटती है (ब्लैंक उत्पाद है); पंचन (वेधन) एक छिद्र काटता है (स्लग रद्दी है)। दोनों चादर को पंच व डाई के बीच, जो एक छोटी निकासी से अलग हैं, अपरूपित करते हैं — प्रति पार्श्व चादर मोटाई के कुछ प्रतिशत। कर्तन बल F = L t τ_s है, L कटाई परिधि, t मोटाई व τ_s अपरूपण सामर्थ्य (जब केवल तनन सामर्थ्य दी हो तो उसका लगभग 0.7)। आकार नियम: ब्लैंकिंग में डाई ब्लैंक आकार की बनती है और निकासी पंच से घटाई जाती है; पंचन में पंच छिद्र आकार का बनता है और निकासी डाई में जोड़ी जाती है। पंच या डाई फलक पर शियर कटाई को समय में फैलाकर शिखर बल घटाता है।
बंकन बाह्य तंतुओं को खींचता व आंतरिक को संपीडित करता है, उदासीन अक्ष मोटाई के k अंश तक भीतर खिसकता है (k ≈ 0.33 से 0.5)। मोड़ की विकसित लंबाई बंकन छूट BA = α(R + kt) है, α रेडियन में। भार हटाने पर प्रत्यास्थ भाग पुनःप्राप्त होता है — स्प्रिंगबैक — अतः भाग अधिक मोड़े या तल तक दबाए जाते हैं; स्प्रिंगबैक पराभव सामर्थ्य व R/t के साथ बढ़ता है। बहुत छोटी बंकन त्रिज्या बाह्य सतह पर दरार डालती है, जो प्रत्येक पदार्थ हेतु न्यूनतम R/t तय करती है। गहन कर्षण ब्लैंक को डाई से धकेलकर प्याला बनाता है जबकि ब्लैंक धारक सलवटें रोकता है। व्यास d व ऊँचाई h के बिना फ़्लैंज प्याले हेतु क्षेत्रफल बराबर करने से ब्लैंक व्यास D = √(d² + 4dh) मिलता है। कर्षण अनुपात D/d सीमित है, एक कर्षण में प्रायः लगभग 2, जिसके आगे दीवार फटती है; गहरे प्याले चरणों में पुनः खींचे जाते हैं।
| प्रक्रम | दोष | कारण |
|---|---|---|
| फ़ोर्जन | लैप, शीत संधि; आंतरिक दरारें | धातु का स्वयं पर मुड़ना; बहुत बड़ी कमी या बहुत निम्न ताप |
| बेल्लन | किनारे की दरारें, लहरदार किनारे, एलीगेटरिंग | दुर्बल किनारा तन्यता; बेलन बंकन; पट्टिका को विभाजित करता असमांगी विरूपण |
| बहिर्वेधन व कर्षण | केंद्र विस्फोट (शेवरॉन दरार), सतह दरार, पाइपिंग | छोटी कमी व उच्च डाई कोण से केंद्र पर तनन प्रतिबल; उच्च गति या ताप; केंद्र में खिंचे ऑक्साइड |
| चादर रूपण | सलवट, फटन, कर्णन, नारंगी छिलका, खिंचाव रेखाएँ | निम्न ब्लैंक-धारक बल; अत्यधिक कर्षण अनुपात; समतलीय विषमदैशिकता; स्थूल कण; पराभव-बिंदु दीर्घीकरण (ल्यूडर्स पट्टियाँ) |
7. संधान: संगलन वेल्डन, चाप प्रक्रम, ठोस-अवस्था वेल्डन, दोष, आसंजक, ब्रेज़न व सोल्डरन
वर्गीकरण। संधान प्रक्रम हैं संगलन वेल्डन (आधार धातु पिघलती है, पूरक सहित या रहित), ठोस-अवस्था वेल्डन (पिघलन नहीं; दाब, घर्षण या विसरण बंधन करता है), ब्रेज़न व सोल्डरन (केवल पूरक पिघलता है), आसंजक बंधन, और यांत्रिक बंधन। संगलन वेल्डन ऊष्मा स्रोत: ऑक्सी-ऐसिटिलीन ज्वाला (ऑक्सीजन-ऐसिटिलीन अनुपात के अनुसार उदासीन, ऑक्सीकारी या कार्बनकारी); विद्युत चाप; प्रतिरोध तापन, H = I²Rt, चादरों के बीच संपर्क पर केंद्रित (बिंदु व सीवन वेल्डन); लेज़र, एक केंद्रित फ़ोटॉन पुंज जो सँकरा कीहोल बना सकता है; और इलेक्ट्रॉन पुंज, सामान्यतः निर्वात में चलाया जाता है, सबसे गहरे, सबसे सँकरे वेल्ड व सबसे छोटा ऊष्मा-प्रभावित क्षेत्र देते हुए।
ऊष्मा स्थानांतरण व हानियाँ। चाप VI वाट देता है, पर केवल एक अंश कार्य तक पहुँचता है — ऊष्मा-स्थानांतरण दक्षता f1, विकिरण, संवहन व छींटों में खोया — और उसका केवल एक भाग धातु पिघलाता है — गलन दक्षता f2, शेष आधार धातु में चालित होता है। यात्रा गति v हेतु वेल्ड की प्रति इकाई लंबाई शुद्ध ऊष्मा निवेश H = f1VI/v है; 20 V, 200 A, 5 mm/s व f1 = 0.8 हेतु यह 0.8 × 20 × 200/5 = 640 J/mm है। चाप वोल्टता चाप लंबाई के साथ बढ़ती है, V = A + Bl। कर्तव्य चक्र D_r हेतु धारा I_r पर निर्धारित शक्ति स्रोत कर्तव्य चक्र D पर I वहन कर सकता है जब I²D = I_r²D_r। DC इलेक्ट्रोड ऋणात्मक सहित GTAW में चाप ऊष्मा का लगभग दो-तिहाई कार्य (एनोड) को जाता है, गहरी भेदन व ठंडा टंगस्टन देते हुए; DC इलेक्ट्रोड धनात्मक इलेक्ट्रोड को तपाता है पर ऑक्साइड साफ़ करता है, और ऐलुमिनियम हेतु AC प्रयुक्त होती है।
| प्रक्रम | इलेक्ट्रोड | परिरक्षण | कहाँ प्रयुक्त |
|---|---|---|---|
| SMAW (हस्त धातु चाप, स्टिक) | उपभोज्य, फ़्लक्स-लेपित | लेप से गैस व धातुमल | क्षेत्र व मरम्मत कार्य, सरल उपकरण |
| GMAW (MIG/MAG) | लगातार पोषित उपभोज्य नग्न तार | आर्गन, हीलियम या CO2 मिश्रण | उच्च उत्पादकता, अर्ध-स्वचालित व रोबोटिक |
| GTAW (TIG) | अनुपभोज्य टंगस्टन; पृथक पूरक यदि हो | अक्रिय गैस (आर्गन, हीलियम) | पतले परिच्छेद, स्टेनलेस इस्पात, ऐलुमिनियम, टाइटेनियम, मूल पास |
| प्लाज़्मा चाप (PAW) | अनुपभोज्य टंगस्टन, तुंड द्वारा संकुचित चाप | छिद्र गैस व परिरक्षण गैस | GTAW से उच्च ऊर्जा घनत्व, कीहोल वेल्डन |
| SAW (निमज्जित चाप) | उपभोज्य तार | दानेदार फ़्लक्स की परत के नीचे छिपा चाप | मोटी प्लेट, सपाट स्थिति में लंबे सीधे सीवन, अति उच्च निक्षेपण |
ठोस-अवस्था वेल्डन। घर्षण वेल्डन में एक भाग अक्षीय दाब के अधीन दूसरे के विरुद्ध घूमता है; घूर्णन रुकने पर तप्त अंतरापृष्ठ परस्पर फ़ोर्ज हो जाता है — छड़ें व असमान धातुएँ जोड़ने हेतु आदर्श। घर्षण विलोडन वेल्डन पिन सहित घूर्णी, अनुपभोज्य कंधेदार औज़ार को जोड़ रेखा के अनुदिश चलाता है; औज़ार सुघट्य हुए पदार्थ को उसके गलनांक से नीचे विलोडित करता है, अतः वे ऐलुमिनियम मिश्रधातुएँ जो संगलन वेल्डन में दरकती या सरंध्र होती हैं, निर्दोष जुड़ती हैं। पराश्रव्य वेल्डन हल्के दाब के अधीन अंतरापृष्ठ के समांतर उच्च-आवृत्ति कंपन लगाकर ऑक्साइड रगड़कर हटाता है — पन्नियों, तारों व विद्युत संयोजनों हेतु प्रयुक्त। वेल्डन दोष: सरंध्रता (गैस, नमी, संदूषण), धातुमल अंतर्वेश (पासों के बीच अपर्याप्त सफ़ाई), संगलन-अभाव व अपूर्ण भेदन (कम ऊष्मा, तेज़ यात्रा, ग़लत जोड़ तैयारी), अधःकटन (अधिक धारा या यात्रा गति), उष्ण दरारें (ठोसीकरण, गंधक जैसी अशुद्धियों से) तथा शीत या हाइड्रोजन-प्रेरित दरारें (हाइड्रोजन, कठोर ऊष्मा-प्रभावित क्षेत्र, अवरोध — पूर्वतापन व निम्न-हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड से निवारित), और विरूपण। इनका निरीक्षण संचकों वाली ही दृश्य, भेदक, चुंबकीय-कण, पराश्रव्य व विकिरणचित्रण विधियों से होता है।
ब्रेज़न व सोल्डरन आधार धातु पिघलाए बिना जोड़ते हैं: कम गलनांक वाला पूरक केशिका क्रिया द्वारा निकट-फिट जोड़ में खींचा जाता है, ऑक्साइड हटाने व गीलापन बढ़ाने वाले फ़्लक्स की सहायता से। विभाजन रेखा पूरक का गलन ताप है: 450 °C से ऊपर यह ब्रेज़न है (ताँबा, चाँदी व पीतल पूरक, अधिक सशक्त जोड़), उससे नीचे सोल्डरन (टिन-आधारित पूरक, इलेक्ट्रॉनिकी व नलसाज़ी)। आसंजक संधान बहुलक (एपॉक्सी, सायनोऐक्रिलेट, अवायवीय) से बंधन करता है; यह भार को बड़े क्षेत्र पर फैलाता है, असमान व पतले पदार्थों को ऊष्मा विरूपण के बिना जोड़ता है, और सील करता है, पर यह छिलन व विदलन में दुर्बल है, सावधान सतह तैयारी माँगता है और उच्च ताप पर सामर्थ्य खोता है — अतः जोड़ इस प्रकार अभिकल्पित होते हैं कि आसंजक अपरूपण में भारित हो।
8. धातुओं व सिरैमिक का चूर्ण प्रसंस्करण; बहुलक व कंपोज़िट प्रसंस्करण
चूर्ण उत्पादन: परमाणुकरण (गैस या जल धाराओं द्वारा तोड़ी गई पिघली धारा — मिश्रधातु चूर्णों का मुख्य मार्ग; गैस गोलीय, जल अनियमित कण देती है), ऑक्साइडों का रासायनिक अपचयन (लोहा, टंगस्टन), विद्युत-अपघटनी निक्षेपण (अति शुद्ध ताँबा), कार्बोनिलों का ऊष्मीय वियोजन (सूक्ष्म लोहा व निकेल), तथा यांत्रिक चूर्णन व पेषण, यांत्रिक मिश्रधातुकरण सहित। सिरैमिक चूर्ण पेषण तथा रासायनिक अवक्षेपण व निस्तापन से बनते हैं। चूर्णों का अभिलक्षण आकार, आकार वितरण, आकृति, प्रवाह दर व आभासी घनत्व से होता है, फिर उन्हें स्नेहकों व बंधकों के साथ मिश्रित किया जाता है।
संहनन चूर्ण को डाई (एकल- या द्वि-क्रिया) में दबाकर सामान्य सामर्थ्य का हरित संहत बनाता है; घनत्व चलते पंच के निकट सबसे अधिक है और डाई-दीवार घर्षण के कारण दूरी के साथ घटता है, जिसे द्वि-क्रिया दाबन व समदाबी दाबन (एकसमान तरल दाब, शीत या उष्ण) घटाते हैं। सिंटरन संहत को संरक्षी वातावरण में मुख्य घटक के गलनांक से नीचे, प्रायः उसके निरपेक्ष गलनांक के लगभग 0.7 से 0.9 तक तपाता है: परमाणु विसरित होते हैं, कणों के बीच ग्रीवाएँ बढ़ती हैं, सरंध्रता घटती है और सामर्थ्य बढ़ती है, कुछ संकुचन सहित। स्व-स्नेहक बेयरिंग व छन्नों में नियंत्रित अवशिष्ट सरंध्रता एक विशेषता है, दोष नहीं। सिरैमिक चूर्ण दाबन, घोल संचकन या बहिर्वेधन से आकार पाते हैं और फिर पकाए जाते हैं — वही संहनन-व-सिंटरन तर्क, बिना किसी पिघलन के।
| प्रक्रम | कैसे कार्य करता है | बहुलक प्रकार | सामान्य उत्पाद |
|---|---|---|---|
| अंतःक्षेपण साँचाकरण | पेंच पिघलाकर बंद, ठंडे साँचे में अंतःक्षिप्त करता है; क्लैंपिंग बल = प्रक्षेपित क्षेत्रफल × गुहा दाब | मुख्यतः तापसुघट्य | आवरण, ढक्कन, गियर, उच्च मात्रा में जटिल भाग |
| संपीडन साँचाकरण | आवेश तप्त खुले साँचे में रखकर संसाधित होते समय दबाया जाता है | तापदृढ़, SMC कंपोज़िट | विद्युत फ़िटिंग, भोजनपात्र, बॉडी पैनल |
| फूँक साँचाकरण | तप्त पैरिसन या पूर्वरूप साँचे के विरुद्ध फुलाया जाता है | तापसुघट्य (PET, HDPE) | बोतलें, पात्र, ईंधन टंकियाँ |
| बहिर्वेधन | पेंच पिघलन को लगातार आकारित डाई से धकेलता है | तापसुघट्य | पाइप, प्रोफ़ाइल, छड़ें, फ़िल्म (फूँकी फ़िल्म), तार विद्युतरोधन |
| कैलेंडरन | पिघलन तप्त बेलनों की शृंखला के बीच दबाया जाता है | PVC जैसे तापसुघट्य | चादर, फ़िल्म, फ़र्श आवरण, लेपित वस्त्र |
| तापरूपण | तप्त चादर निर्वात, दाब या प्लग द्वारा साँचे पर खींची जाती है | तापसुघट्य चादर | ट्रे, ब्लिस्टर पैक, रेफ़्रिजरेटर अस्तर |
कंपोज़िट का साँचाकरण। खुले-साँचे विधियाँ — पॉलिएस्टर या एपॉक्सी रेज़िन सहित काँच तंतु का हस्त परत-रचन व छिड़काव — नाव पतवार जैसे बड़े, कम-मात्रा भागों हेतु उपयुक्त हैं। निर्वात थैली व ऑटोक्लेव संसाधन अंतरिक्ष गुणवत्ता हेतु प्रीप्रेग परतों को संघनित करते हैं। बंद-साँचा रेज़िन अंतरण साँचाकरण शुष्क तंतु पूर्वरूप में रेज़िन अंतःक्षिप्त करता है। तंतु कुंडलन दाब पात्रों व पाइपों हेतु रेज़िन-सिक्त तंतु घूमते मेंड्रल पर लपेटता है; पुलट्रूज़न स्थिर-परिच्छेद प्रोफ़ाइलों हेतु तंतु को रेज़िन कुंड व तप्त डाई से खींचता है; चादर साँचा यौगिक (SMC) का संपीडन साँचाकरण मोटरवाहन पैनल बनाता है। धातु-आधात्री कंपोज़िट विलोडन संचकन, अंतःस्यंदन या चूर्ण मार्गों से, और सिरैमिक-आधात्री कंपोज़िट अंतःस्यंदन व सिंटरन से बनते हैं।
मुख्य बिंदु
- झटका ही एकमात्र ऋणात्मक प्रतिरूप छूट है; पारगम्यता संख्या PN = VH/(pAt); निम्न पारगम्यता या अधिक नमी फूँक-छिद्र देती है, अपर्याप्त पोषण संकुचन गुहा।
- शीर्ष-गेटिंग भरण समय V/(A_g√(2gH)); श्वोरिनोव t = B(V/A)² अतः ठोसीकरण समय आकार के वर्ग के अनुसार; राइज़र को संचक के बाद जमना चाहिए, और H = D बेलन का मापांक D/6 है।
- सुघट्य प्रवाह आयतन-स्थिर है; फ़ॉन मीज़ेस से समतल-विकृति पराभव 1.155σ_y; बेल्लन अधिकतम ड्राफ़्ट μ²R व बल σ̄w√(RΔh); आदर्श तार कर्षण प्रति पास कमी को लगभग 63 % पर सीमित करता है।
- ब्लैंकिंग बल L t τ; ब्लैंकिंग में डाई आकार तय करती है, पंचन में पंच; गहन-कर्षित प्याला ब्लैंक D = √(d² + 4dh); बंकन छूट α(R + kt)।
- ऊष्मा निवेश f1VI/v; GTAW अनुपभोज्य टंगस्टन इलेक्ट्रोड प्रयोग करता है, SAW चाप को फ़्लक्स के नीचे छिपाता है, EBW निर्वात में चलता है, FSW गलनांक से नीचे जोड़ता है; ब्रेज़न पूरक 450 °C से ऊपर पिघलते हैं, सोल्डर नीचे; सिंटरन गलनांक से नीचे होता है।
अभ्यास प्रश्न (17)
उत्तर खोलने से पहले प्रत्येक प्रश्न हल करें। हर व्याख्या सही विकल्प के साथ लुभावना गलत विकल्प भी बताती है, क्योंकि अंक वहीं जाते हैं।
कौन-सी प्रतिरूप छूट प्रतिरूप को संचक से छोटा बनाती है?
उत्तर देखें
उत्तर: C — झटका (रैपिंग) छूट
प्रतिरूप ढीला करने हेतु थपथपाना साँचा गुहा को बड़ा करता है, अतः प्रतिरूप थोड़ा छोटा बनता है — एकमात्र ऋणात्मक छूट। संकुचन व मशीनन छूट दोनों प्रतिरूप को बड़ा करती हैं, और ड्राफ़्ट ऊर्ध्वाधर फलकों को बाहर की ओर शुंडाकार करता है, जो भी पदार्थ जोड़ता है।निम्न पारगम्यता व उच्च नमी वाली बालू से बने बालू संचकों में चिकनी, गोल आंतरिक गुहाएँ पाई जाती हैं। दोष क्या है?
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उत्तर: B — फूँक-छिद्र
नमी भाप बनती है और गैसें अपारगम्य बालू से नहीं निकल पातीं, अतः वे चिकने, गोल फूँक-छिद्रों के रूप में फँस जाती हैं। संकुचन गुहा भी रिक्ति है पर वह खुरदुरी व द्रुमिकीय है और अंतिम जमने वाले क्षेत्र में बनती है; उष्ण विदर दरार है, और शीत संधि वे दो धाराएँ हैं जो जुड़ नहीं पाईं।किसी मिश्रधातु का 100 mm घन बालू साँचे में 4 मिनट में जमता है। घातांक 2 सहित श्वोरिनोव नियम से उसी मिश्रधातु का 200 mm घन उसी साँचा पदार्थ में कितने मिनट लेगा?
संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।
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उत्तर: 16
घन हेतु V/A = a/6, अतः भुजा दोगुनी होने पर मापांक दोगुना होता है, और t = B(V/A)² 4 × 2² = 16 मिनट देता है। 8 मिनट रैखिक नियम से और 32 आयतन को लंबाई से भाग देकर मापने से आता; नियम मापांक का वर्ग है।1.2 × 10⁶ mm³ आयतन की साँचा गुहा 200 mm ऊँचे स्प्रू से शीर्ष-गेटित है जो 400 mm² क्षेत्रफल के इनगेट पर समाप्त होता है। g = 9.81 m/s² लेते हुए व हानियों की उपेक्षा करते हुए भरण समय सेकंड में क्या है? (दो दशमलव स्थानों तक उत्तर दें।)
संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।
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उत्तर: 1.51
गेट वेग v = √(2gH) = √(2 × 9.81 × 0.2) = 1.981 m/s। आयतन प्रवाह = A_g v = 4 × 10⁻⁴ × 1.981 = 7.924 × 10⁻⁴ m³/s, और t = V/Q = 1.2 × 10⁻³/7.924 × 10⁻⁴ = 1.51 s। mm व m मिलाना सामान्य भूल है: सब कुछ मीटर में रखें, अन्यथा उत्तर लगभग 31.6 (1000 का वर्गमूल) के गुणक से ग़लत होता है।किसी संचक का मापांक V/A 2 cm है। ऊँचाई व्यास के बराबर वाला एक बेलनाकार अंध राइज़र, छोटी ग्रीवा से जुड़ा ताकि उसका शीर्ष, तल व वक्र सतह सभी बालू को ऊष्मा खोएँ, का मापांक संचक का 1.2 गुना होना है। कितना राइज़र व्यास चाहिए?
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उत्तर: C — 14.4 cm
H = D व प्रत्येक सतह के ठंडा होने पर V = πD³/4 व A = 2(πD²/4) + πD² = 1.5πD², अतः V/A = D/6। राइज़र मापांक 1.2 × 2 = 2.4 cm होना चाहिए, अतः D = 6 × 2.4 = 14.4 cm। 12.0 cm D/5 प्रयोग करता है, जो केवल तब सही है जब राइज़र का तल संचक पर टिका हो और ठंडा न हो; 9.6 cm D/4 प्रयोग करता है, जो अनंत लंबे बेलन का मापांक है।मोटे ऐलुमिनियम मिश्रधातु संचक के भीतर गहराई में आंतरिक सरंध्रता पकड़ने हेतु कौन-सी अविनाशी विधि उपयुक्त है?
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उत्तर: C — विकिरणचित्रण
विकिरणचित्रण पूरे परिच्छेद में आंतरिक रिक्तियों को घनत्व अंतर के रूप में चित्रित करता है और किसी भी धातु में सरंध्रता हेतु उपयुक्त है। चुंबकीय कण निरीक्षण को लौहचुंबकीय पदार्थ चाहिए, जो ऐलुमिनियम नहीं है, और वह केवल सतह या निकट-सतह दोष पाता है; रंजक भेदक व दृश्य निरीक्षण केवल सतह पर खुले दोष देखते हैं।सुघट्य विरूपण व पराभव निकषों के विषय में निम्नलिखित में कौन-से कथन सही हैं?
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उत्तर: A — धातुओं का सुघट्य विरूपण मूलतः स्थिर आयतन पर होता है; B — समतल विकृति में फ़ॉन मीज़ेस निकष एकअक्षीय पराभव प्रतिबल के 2/√3 गुना पर पराभव अनुमानित करता है; D — ट्रेस्का व फ़ॉन मीज़ेस निकष एकअक्षीय तनन में समान पराभव प्रतिबल देते हैं
सुघट्य प्रवाह आयतन-स्थिर है, इसीलिए सुघट्य पॉयसन अनुपात 0.5 है। समतल विकृति में σ2 = (σ1 + σ3)/2 और फ़ॉन मीज़ेस σ1 − σ3 = 1.155σ_y देता है, और दोनों निकष तनन परीक्षण पर अंशांकित हैं, अतः वहाँ सहमत हैं। द्रवस्थैतिक प्रतिबल किसी तल पर अपरूपण उत्पन्न नहीं करता और अतः कभी पराभव नहीं कराता — वह कथन असत्य है, और यही कारण है कि दोनों निकषों में केवल प्रतिबल अंतर हैं।200 mm चौड़ी पट्टी 250 mm त्रिज्या के बेलनों के बीच 20 mm से 16 mm मोटाई तक बेल्लित की जाती है। बेलन अंतराल में औसत प्रवाह प्रतिबल 200 MPa है। बेल्लन बल को औसत प्रवाह प्रतिबल × चौड़ाई × प्रक्षेपित संपर्क लंबाई मानकर, बेल्लन बल kN में क्या है? (निकटतम kN तक उत्तर दें।)
संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।
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उत्तर: 1265
ड्राफ़्ट Δh = 4 mm, संपर्क लंबाई L = √(RΔh) = √(250 × 4) = √1000 = 31.62 mm। F = 200 N/mm² × 200 mm × 31.62 mm = 1 264 911 N ≈ 1265 kN। मूल में बेलन व्यास (500 mm) लेने से 1789 kN आता है, और वर्गमूल पूरी तरह भूलने से अर्थहीन 40 000 kN।300 MPa अपरूपण सामर्थ्य वाली 2 mm मोटी इस्पात चादर से 50 mm व्यास का वृत्तीय ब्लैंक काटा जाता है। पंच पर शियर न होने पर ब्लैंकिंग बल kN में क्या है? (एक दशमलव स्थान तक उत्तर दें।)
संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।
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उत्तर: 94.2
F = (कटाई परिधि) × मोटाई × अपरूपण सामर्थ्य = π × 50 × 2 × 300 = 94 248 N = 94.2 kN। परिधि के बजाय ब्लैंक का क्षेत्रफल लेने से, (π/4) × 50² × 300, 589 kN आता है — उत्कृष्ट भूल, क्योंकि अपरूपण कटे किनारे पर कार्य करता है, फलक पर नहीं।पूर्णतः सुघट्य, अकठोरित तार के आदर्श (घर्षणरहित, समांगी) कर्षण हेतु एक पास में क्षेत्रफल में अधिकतम संभव कमी क्या है?
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उत्तर: C — 63.2 %
आदर्श कर्षण प्रतिबल σ_y ln(A0/Af) है, और यह σ_y से अधिक नहीं हो सकता अन्यथा खींचा गया तार पराभव करके टूटता है। अतः ln(A0/Af) ≤ 1, A0/Af ≤ e, और कमी 1 − Af/A0 ≤ 1 − 1/e = 63.2 %। 36.8 % स्वयं 1/e है, शेष क्षेत्रफल अंश जिसे कमी समझ लिया गया।50 mm व्यास व 40 mm ऊँचाई का बेलनाकार प्याला, बिना फ़्लैंज व नगण्य कोना त्रिज्या सहित, गहन कर्षित करना है। स्थिर मोटाई मानकर कितना ब्लैंक व्यास चाहिए?
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उत्तर: B — 102.5 mm
ब्लैंक क्षेत्रफल को प्याले के तल व दीवार के बराबर करें: πD²/4 = πd²/4 + πdh, अतः D = √(d² + 4dh) = √(2500 + 8000) = √10 500 = 102.5 mm। 90 mm केवल ऊँचाई को व्यास में जोड़ता है, और 130 mm दोगुनी ऊँचाई जोड़ता है, जिनमें कोई चादर क्षेत्रफल संरक्षित नहीं करता।एक चाप वेल्ड 20 V व 200 A पर 5 mm/s यात्रा गति से बनाया जाता है। यदि ऊष्मा-स्थानांतरण दक्षता 0.8 है, तो कार्य को शुद्ध ऊष्मा निवेश J/mm में क्या है?
संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।
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उत्तर: 640
शुद्ध ऊष्मा निवेश H = f1VI/v = 0.8 × 20 × 200/5 = 640 J/mm। दक्षता छोड़ने से सकल चाप निवेश 800 J/mm आता है; गलन दक्षता से भी गुणा करने पर वह ऊष्मा मिलेगी जो वास्तव में धातु पिघलाती है, जो भिन्न, छोटी राशि है।वेल्डन प्रक्रमों के विषय में निम्नलिखित में कौन-से कथन सही हैं?
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उत्तर: A — GTAW अनुपभोज्य टंगस्टन इलेक्ट्रोड प्रयोग करता है; C — घर्षण विलोडन वेल्डन धातुओं को पिघलाए बिना जोड़ता है; D — इलेक्ट्रॉन पुंज वेल्डन सामान्यतः निर्वात कक्ष में किया जाता है
GTAW का टंगस्टन इलेक्ट्रोड नहीं पिघलता, पूरक अलग से जोड़ा जाता है। FSW ठोस-अवस्था प्रक्रम है — औज़ार धातु को उसके गलनांक से नीचे सुघट्य करके विलोडित करता है। इलेक्ट्रॉन पुंज वायु में प्रकीर्णित होता है, अतः निर्वात में चलाया जाता है। SAW में चाप दानेदार फ़्लक्स के नीचे दबा रहता है — 'निमज्जित' का यही अर्थ है, और इसीलिए प्रक्रम को चाप से नेत्र-रक्षा नहीं चाहिए पर उसे देखा नहीं जा सकता।ब्रेज़न को सोल्डरन से क्या पृथक करता है?
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उत्तर: B — ब्रेज़न पूरक लगभग 450 °C से ऊपर पिघलता है, सोल्डर उससे नीचे
परंपरागत विभाजन रेखा पूरक का गलन ताप है, लगभग 450 °C। कोई भी प्रक्रम आधार धातु नहीं पिघलाता — यही दोनों को संगलन वेल्डन से अलग करता है — दोनों सामान्यतः फ़्लक्स प्रयोग करते हैं, और दोनों पिघले पूरक को केशिका क्रिया से जोड़ में खींचते हैं।PET पेयजल बोतलें बनाने हेतु कौन-सा प्रक्रम प्रयुक्त होता है?
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उत्तर: C — फूँक साँचाकरण
खोखला, सँकरी-गर्दन तापसुघट्य पात्र फूँक साँचाकरण से बनता है: अंतःक्षेपण-साँचित पूर्वरूप तपाकर साँचे के विरुद्ध फुलाया जाता है। संपीडन साँचाकरण तापदृढ़ हेतु है, कैलेंडरन सपाट चादर व फ़िल्म बनाता है, और पुलट्रूज़न स्थिर-परिच्छेद तंतु-प्रबलित प्रोफ़ाइल बनाता है।किसी तापसुघट्य भाग का विभाजन तल पर प्रक्षेपित क्षेत्रफल 200 cm² है, और अंतःक्षेपण के दौरान माध्य गुहा दाब 50 MPa है। कोई अतिरिक्त छूट न देते हुए अंतःक्षेपण-साँचाकरण मशीन को कितना क्लैंपिंग बल देना होगा?
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उत्तर: B — 1000 kN
साँचा प्रक्षेपित क्षेत्रफल पर कार्यरत गुहा दाब से खुलने को धकेला जाता है: F = pA = 50 N/mm² × 20 000 mm² = 1 × 10⁶ N = 1000 kN। 200 cm² को 20 000 mm² के बजाय 2000 mm² में बदलने से 100 kN विकल्प आता है — 1 cm² 100 mm² है, 10 नहीं।दबाए गए धातु-चूर्ण संहत के सिंटरन के विषय में कौन-सा कथन सही है?
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उत्तर: B — बंधन गलनांक से नीचे विसरण व ग्रीवा वृद्धि से होता है, कुछ संकुचन सहित
सिंटरन मुख्य घटक के गलनांक से नीचे किया जाता है, प्रायः उसके निरपेक्ष गलनांक के लगभग 0.7 से 0.9 पर; परमाणु विसरित होते हैं, ग्रीवाएँ बनकर बढ़ती हैं, सरंध्रता घटती है और भाग थोड़ा सिकुड़ता है। यह ठीक ऑक्सीकरण रोकने हेतु संरक्षी या अपचायक वातावरण में किया जाता है, जो कणों का बंधन रोक देगा।