మెటల్ ఆర్కు వెల్డింగు
మెటల్ ఆర్కు వెల్డింగు (Metal Arc Welding) అనగా ఒక సన్నని నిడుపాటి లోహకడ్దిని ఎలక్ట్రోడుగా, పూరక లోహంగా ఉపయోగించి, ఆర్కు వలన ఏర్పడిన ఉష్ణోగ్రతతో పూరకలోహాన్ని, లోహాల రెండు అంచులను కరగించి అతుకు ప్రక్రియ[1]. రష్యాకు చెందిన విజ్ఞానశాస్త్రవేత్త వసిలె పెట్రొవ్ ఒక సిద్ధాంతాన్ని ప్రతిపాదించాడు. ఒక సజీవ విద్యుత్తు వలయంలో ఏనోడు (ధనధ్రువము), మరియు కాథోడు (ఋణధ్రువము) ల మధ్య ఆర్కును (తేజోవంతమైన ఉష్ణకాంతి వలయము) ను ఏర్పరచినప్పుడు ఉత్పన్నమగు ఉష్ణం నుండి లోహాలను కరగించివచ్చునని, రెండు లోహాల అంచులను ఏకీకృతంగా (coalescence) అతుకవచ్చుననేది ఆయన ప్రతిపాదించాడు. ఈ సిద్ధాంతమును సాకారం చేస్తూ 1881-82లో రష్యాకు చెందిన మరోశాస్త్రవేత్త నికొలై బెనర్డొస్ రాగి తొడుగు కలిగిన కర్బనపు కడ్దిని కాథోడుగా నుపయోగించి లోహాలాంచులను కరగించి (fusion) అతికి, మొదటి ఆర్కు వెల్డింగ్ విధానమును ప్రపంచానికి అందించాడు. అటు తరువాత ఈ విధనానికన్న మెరుగైన ఆర్కు వెల్డింగు విధానమైన, లోహకడ్డిని ఎలక్ట్రోడుగా ఉపయోగించి లోహాలను అతుకు మెటల్ ఆర్కు వెల్డింగు ను 1888లో రష్యాకు చెందిన నికొలై స్లావ్యనోవ్ , మరియు అమెరికాకు చెందినా సి.ఎల్.కోఫిన్ (1890) కనుగొన్నారు. ఈ వెల్దింగు విధానములో A.C.మరియు D.C విద్య్త్తుత్తు నుపయోగించి వెల్దింగు చెయ్యవచ్చును. పూరకలోహకడ్దినే ఎలక్ట్రోడుగా ఉపయోగించడం వలన వెల్డింగు మరింత సులభతరమైనది. కార్బను ఆర్కువెల్డింగులో పూరకలోహం విద్యుత్తు వలయంలో భాగంగా వుండదు. కార్బను ఆర్కు వెల్డింగులో విద్యుత్తు వలయం కర్బనపు ఎలక్ట్రోడు మరియు అతుకవలసిన లోహాల మధ్య మాత్రమే ఏర్పరచబడుతుంది. కాని మెటల్ ఆర్కు వెల్డింగులో పూరక లోహాన్నే (Filler metal) ఎలక్ట్రోడుగా వాడటం వలన, ఈ విధానంలో అతుకవలసిన లోహాలు, మరియు అతుకు లోహాం విద్యుత్తు వలయం నేర్పరచును. మెటల్ ఆర్కు వెల్డింగులో కార్బను ఆర్కు వెల్డింగు పద్ధతిలో లా ప్రత్యేకంగా పూరకకడ్దిని, స్రావకాన్ని ఉపయోగించ నవసరము లేదు.
కార్బను ఆర్కువెల్డింగు
కార్బను ఆర్కువెల్డింగు అనగా, ఒక కార్బను ఎలక్ట్రోడు మరియు అతుకవలసిన లోహ అంచుల వద్ద విద్యుతువలయాన్ని ఎర్పరచి, ఏర్పడిన ఉష్ణశక్తి నుపయోగించి, రెండు లోహాల అంచులను కరిగించి, అంచులను ఏకీకృతము/మేళనంచేసి లోహాన్ని/లోహాలను అతుకు ప్రక్రియ లేదా విధానము.క్రీ.శ.1802లోనే రష్యాకు చెందిన వసిలి పెట్రొవ్ (vasily petrov) అనే శాస్త్రవేత్త ఒకవిద్యుతువలయంలో (electric circuit) ఏనోడు (ధన ధ్రువం) కు కాథోడు (ఋణధ్రువం) ను తాటించి, విద్యుతు ప్రవాహచక్రాన్ని (ప్రవహ వలయం) పూర్తిచేసి వెంటనే రెండింటి మధ్య కొంత దూరముండెలా చేసినచో విద్యుతు పూరిత ఎలక్ట్రానుల ప్రవాహంలో కలుగు అడ్డంకి వలన, అనోడు నుండి వెలువడు అయనీకరణచెందిన ఎలక్ట్రానుకణాలు ఒకదానితో మరియొకటి బలంగా డీకొట్టుకొనడం వలన, ఘర్షన కారణంగా అత్యధిక ప్రమాణంలో ఉష్ణం వెలువడుతుందని, ఆ ఉష్ణాన్ని గ్రహించి కొన్నిఅయానీకరణఎలక్ట్రానులు కాంతి కణాలుగా మార్పుచెంది కాంతిని ఉద్గారించునని, కాంతివలయంలోని కేంద్రంవద్ద ఏర్పడిన అత్యధిక ఉష్ణోగ్రత నుపయోగించి లోహాలను కరగించవచ్చునని, లోహాలను అతుకుట సాధ్యమేనని సిద్ధాంతీకరించాడు.ఈ సిద్ధాంతాన్ని 1881-82 లో రష్యాకు చెందిన శాస్త్రవేత్త నికొలై బెనర్డొస్ (nikolai Benardos) సాకారం చేసాడు.కర్బనపు కడ్దిని ఎలక్ట్రోడుగా నుపయోగించి, నేరువిద్యుతు (Direct current) ద్వారా మొదటగా వెల్డింగుచెయ్యడం జరిగింది. కార్బను వెల్డింగులో కర్బనపుకడ్డికి వెలుపల సన్నని రాగిరేకు తొడుగు వుండటం వల్ల వుద్యుతుప్రవాహానికి అంతరాయంలేకుండగా, ఎలక్ట్రోడులోవిద్యుతు ప్రవహిస్తుంది. ఆర్కుకూడా నిరంతరం వుంటుంది. కార్బను ఆర్కువెల్డింగులో రెక్టిపైయరు యొక్క కాథోడు (ఋణధ్రువం) తీగను (cable) కర్బనపుకడ్దికి, అతుకవలసిన లోహాలకు ఆనోడు తీగను అనుసంధానము చేయుదురు. కార్బను ఆర్కు వెల్డింగులో కొన్ని సమయాలలో రెండు కార్బనులనుపయోగించి కూడా వెల్డింగు చేయుదురు. ఈ విధానాన్నిజంట ఎలక్ట్రోడ్ కార్బను ఆర్కువెల్డింగు (Twin carbon electrode arc welding) అంటారు.రెండు కార్బను కడ్డిలను ఎలక్ట్రోడులుగా ఉపయోగించి వెల్డింగు చెయ్యునప్పుడు డి.సి. కరెంటుకు బదులుగా ఎ.సి. (A.C.) కరెంటును వెల్డింగుకై వాడెదరు.
=కార్బను ఆర్కువెల్డింగుకు అవసరమైన ఉపకరణాలు=
వెల్డింగు చేయుటకు తక్కువ వోల్టెజి, ఎక్కువ కరెంటు (ఆంపిరేజి) అవసరము. బయటనుంచి లభించు 220/440 వోల్టుల ఎ.సి.కరెంటును కావలసిన రేంజికి వోల్టులను (2.5-100), అంపియర్లను (200-800) ఇవ్వగల రెక్టిఫైయరువున్న స్టెపుడౌన్ ట్రాన్సుఫార్మారుకావాలి. రెక్టిఫైయరు ఎ.సి.విద్యుతును డి.సి.విద్యుతుగా మార్చును.ట్రాన్స్‌ఫార్మర్లో విద్యుతు ప్రవాహన్ని తగ్గించుటకై రెండు రక్షిత రాగితీగల వలయ చుట్టలు వుంటాయి. ఎ.సి విద్యుతు ప్రవహించు తీగచుట్టను ప్రధాన వేష్టణము (primary coil) అనియు, విద్యుదయస్కాంత ప్రేరణ ద్వారా విద్యుతును పొందు రెండో తీగచుట్టను గౌణవేష్టణం (secondary coil) అందు రు.స్టెప్ డౌన్ ట్రాన్సుఫార్మరులో ప్రధాన వేష్టణములోని తీగచుట్టల కన్న, గౌణవేష్టణంలోని చుట్టల సంఖ్య తక్కువగా నుండును. ప్రధాన మరియుగౌణవేష్టణ చుట్టల మధ్య పైకి క్రిందకు జరిగేలా ఒకసిలికాను ఐరనుకోరు వుండును.ఈ ఐరనుకోరును పైకి, క్రిందకు కదిలించడం వలన ప్రధాన, గౌణవేష్టణములమధ్య్హ ఏర్పడు విద్యుదయస్కాంత ప్రేరణలో ఎచ్చుతగ్గులు కలిగి, గౌణవేష్టణమునుండి వచ్చునిర్గమ వొల్టెజి కూడా పెరగడం, తగ్గడం జరుగుతుంది.ఈ విధంగా ఈ ఐరనుకోరును జరపడంవలన కావలసిన నిర్గమ విద్యుతును ట్రాన్సుఫారం నుండిపొందవచ్చును.
ఎ.సి. స్టెప్‍డౌన్‍ట్రాన్సుఫార్మరు, రెక్టిఫైయరు బదులుగా డి.సి.కరెంటు జనరెటరును కూడా వాడవచ్చును.రెక్టిఫైయరు వాడకంలో వున్నప్పుడు ట్రాన్సుఫార్మరులో ప్రథమ, గౌణవేష్టణంలమధ్య విద్యుదయస్క్తాంత ప్రవాహ కారణంగా తీగచుట్టలలో ఏర్పడు ఉష్ణాన్ని తొలగించుటకై ఒకవిద్యుతు చలిత పంఖా ట్రాన్సుఫార్మరులో అమర్చబడివుండును. కర్బనపుఎలక్ట్రోడు నుపయోగించి వెల్డింగు చేయుటకు కనీసం 600 ఆంపియర్ల కరెంటు ఉత్పత్తి సామర్ధ్యమున్న ట్రాన్సుఫార్మరు అవసరము. V A = V A (V అనగా వోల్టేజి, Aఅనగా ఆంపిరియర్లు) అను సూత్రముననుసరించి ట్రాన్సుఫార్మ రులో ప్రథమతీగ చుట్టల (ప్రథమ వేష్టణము) వోల్టుల, అంపిరర్ల మొత్తానికి, రెండవ రక్షిత రాగితీగల చుట్ట (గౌణ వేష్టము) లోని వోల్టులు, ఆంపియర్ల మొత్తానికి సమానము.ప్రథమ వేష్టణముకన్న గౌణవేష్టణములో రాగితీగల చుట్టలు తక్కువగా వుండటం వలన, అందులో తక్కువవోల్టుల, ఎక్కువఅంపియర్ల విద్యుతు ప్రేరితమగును.