टिन के डिब्बे पर वेल्डिंग

1. परिचय

1. कैन निर्माण में वेल्डिंग के महत्व का संक्षिप्त विवरण।
2. डिब्बे के प्रकार (दो या तीन टुकड़े) और डिब्बाबंदी उद्योग में उनकी प्रासंगिकता का उल्लेख करें।

कैन निर्माण में वेल्डिंग एक आवश्यक प्रक्रिया है, विशेष रूप से तीन-टुकड़े वाले कैन के लिए, जो आमतौर पर मछली डिब्बाबंदी उद्योग में उपयोग किए जाते हैं। ये डिब्बे टिन की एक आयताकार शीट से बनाए जाते हैं जिन्हें एक सिलेंडर में लपेटा जाता है और एक वेल्डेड ऊर्ध्वाधर सीम का उपयोग करके एक साथ जोड़ा जाता है। इस बेलनाकार खंड में दो छोर जोड़े गए हैं: निचला भाग या आधार और ढक्कन। कैनरी में सामग्री भरने के बाद ढक्कन लगा दिया जाता है। ढक्कन और आधार को कैन की बॉडी से जोड़ने की प्रक्रिया को डबल क्लोजर के रूप में जाना जाता है, जो कंटेनर के सही कामकाज के लिए महत्वपूर्ण है, क्योंकि इस प्रक्रिया में खराब निष्पादन के परिणामस्वरूप हेर्मेटिकिटी का नुकसान हो सकता है। उपचार के बाद कंटेनर और पैकेज्ड भोजन का संभावित संदूषण।

इलेक्ट्रिक वेल्डिंग, जिसे 1960 के दशक में शुरू किया गया था, एक ऐसी विधि है जो मिश्रधातु जोड़ने की आवश्यकता के बिना, जुड़ने वाले धातु के हिस्सों को पिघलाने के लिए आवश्यक गर्मी उत्पन्न करने के लिए विद्युत प्रवाह के रूप में ऊर्जा प्रदान करती है। यह तकनीकी प्रगति तीन टुकड़ों वाले डिब्बे, जैसे कि पेय पदार्थों और परिरक्षकों के लिए उपयोग किए जाने वाले डिब्बे, के उत्पादन में सुधार के लिए महत्वपूर्ण थी, और इसकी दक्षता के कारण इसे उद्योग में तुरंत अपनाया गया था।

संक्षेप में, डिब्बे के निर्माण में वेल्डिंग एक मौलिक कदम है जो कंटेनर की अखंडता और वायुरोधीता सुनिश्चित करता है, बाहरी कारकों से सामग्री की रक्षा करता है और इसकी गिरावट को रोकता है। यह कैनिंग उद्योग में विशेष रूप से प्रासंगिक है, जहां मछली और अन्य खाद्य पदार्थों के संरक्षण के लिए पैकेजिंग की गुणवत्ता और सुरक्षा आवश्यक है।

• इतिहास और कालक्रम

2. कैन वेल्डिंग का ऐतिहासिक विकास, 1960 के दशक में इलेक्ट्रिक वेल्डिंग प्रक्रिया की शुरूआत जैसे महत्वपूर्ण मील के पत्थर पर प्रकाश डालता है।

कैन वेल्डिंग धातु पैकेजिंग उद्योग में एक महत्वपूर्ण घटक रहा है, और इसके विकास ने पूरे इतिहास में महत्वपूर्ण तकनीकी प्रगति को चिह्नित किया है। कैन वेल्डिंग के विकास में सबसे महत्वपूर्ण मील के पत्थर में से एक 1960 के दशक में इलेक्ट्रिक वेल्डिंग की शुरूआत थी। इस समय, दो अलग-अलग गैर-मिश्र धातु वेल्डिंग प्रक्रियाएं विकसित की गईं, दोनों का लक्ष्य थ्री-पीस कैन बॉडी के साइड किनारों को जोड़ना था।

इलेक्ट्रिक वेल्डिंग प्रक्रिया एक निश्चित समय में जोड़े जाने वाले क्षेत्रों में ऊर्जा की एक मात्रा के अनुप्रयोग पर आधारित है। विद्युत धारा के रूप में आपूर्ति की गई यह ऊर्जा, वेल्ड किए जाने वाले धातु भागों को पिघलाने में सक्षम गर्मी में परिवर्तित हो जाती है। कॉन्टिनेंटल कैन कंपनी ने “कोनोवेल्ड” नामक तकनीक की शुरुआत की।

1975 में वायर मैश वेल्डिंग सिस्टम या WIMA के साथ एक और महत्वपूर्ण प्रगति हुई। इस तकनीक में खिंचे हुए और चपटे तांबे के तार का उपयोग शामिल था, सोल्डर ज़ोन में संपर्क सतह को बढ़ाना और केवल 1 मिमी चौड़े लैप के साथ अधिक ठोस और उपयुक्त जोड़ का निर्माण करना। सौड्रोनिक ने इस तांबे के तार का उपयोग कैन सीम और तांबे के वेल्डिंग रोलर्स के बीच एक मध्यवर्ती इलेक्ट्रोड के रूप में विकसित किया, जिससे इलेक्ट्रोड सतह के संदूषण की समस्या हल हो गई और वेल्डिंग की गुणवत्ता में सुधार हुआ।

इन प्रगतियों ने निर्माताओं को खाद्य उद्योग और अन्य मांग वाले अनुप्रयोगों में उपयोग के लिए गैर-मिश्र धातु वेल्डेड साइड-संयुक्त कंटेनरों का उत्पादन करने में सक्षम बनाया है, जिससे कैन निर्माण में एक महत्वपूर्ण बदलाव आया है और वेल्डिंग प्रक्रिया की दक्षता और गुणवत्ता में सुधार हुआ है।

प्रत्येक प्रौद्योगिकी के लाभों के संबंध में:

कोनोवेल्ड :

• लाभ: मिश्र धातु मिलाए बिना वेल्डिंग प्रक्रिया के साथ डिब्बे के उत्पादन की अनुमति दी गई, जो खाद्य उद्योग और अन्य मांग वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त थी।

WIMA :

• लाभ: प्रोफ़ाइल तार के साथ वेल्डिंग करने से इलेक्ट्रोड के संदूषण से बचने और वेल्डिंग क्षेत्र में संपर्क सतह को बढ़ाकर वेल्ड की गुणवत्ता में सुधार होता है। इसके अलावा, बेकार तांबे के तार को पुनर्चक्रित किया जा सकता है, जिससे आर्थिक लाभ मिलता है।

इन प्रौद्योगिकियों ने कैन निर्माण में महत्वपूर्ण प्रगति का प्रतिनिधित्व किया और उद्योग में वेल्डिंग प्रक्रिया की दक्षता और गुणवत्ता में सुधार किया।

• इलेक्ट्रिक वेल्डिंग के मूल सिद्धांत

3. भौतिक सिद्धांत जो इलेक्ट्रिक वेल्डिंग को नियंत्रित करते हैं।
4. धातुओं को पिघलाने के लिए ऊर्जा प्रदान करने और उसे ऊष्मा में बदलने की प्रक्रिया का वर्णन।

विद्युत प्रतिरोध वेल्डिंग एक ऐसी प्रक्रिया है जिसका उपयोग धातुओं को संलयन द्वारा जोड़ने के लिए किया जाता है, और इसे भराव सामग्री के साथ या उसके बिना किया जा सकता है। इस प्रकार की वेल्डिंग सामग्री द्वारा उच्च तीव्रता वाले विद्युत प्रवाह के पारित होने के प्रतिरोध के कारण गर्मी की उत्पत्ति पर आधारित है।

जूल के नियम के अनुसार, वेल्डिंग के दौरान उत्पन्न गर्मी सामग्री और संपर्कों के प्रतिरोध (आर), विद्युत प्रवाह की तीव्रता (आई) और उस समय जिसके दौरान धारा प्रवाहित होती है (टी) पर निर्भर करती है। इस संबंध का वर्णन करने वाला गणितीय सूत्र W = R x I^2 xt है, जहां W जूल में नष्ट हुई ऊष्मा ऊर्जा है, I एम्पीयर में धारा की तीव्रता है, R ओम में प्रतिरोध है और t सेकंड में समय है .

प्रतिरोध वेल्डिंग के लिए बुनियादी विन्यास में दो इलेक्ट्रोड शामिल होते हैं जो वेल्ड किए जाने वाले धातुओं पर एक बल (एफ) लागू करते हैं। इस बीच, एक विद्युत धारा कुछ समय के लिए धातुओं से होकर गुजरती है, जिससे धातुओं को पिघलाने के लिए आवश्यक गर्मी पैदा होती है और, दबाव डालने के साथ, वे एक साथ जुड़ जाती हैं।

टिनप्लेट के घटकों में से एक, टिन का पिघलने का तापमान 232°C है, जबकि बेस स्टील का पिघलने का तापमान 1200-1300°C है। टांका लगाने के दौरान, टिन तेजी से पिघलता है और इलेक्ट्रोड पर जमा हो सकता है, जिससे संपर्क प्रतिरोध बढ़ जाता है। इस समस्या से बचने और प्रक्रिया की दक्षता बनाए रखने के लिए, रोलर्स के बीच एक तांबे के तार का उपयोग किया जाता है जो फेरूल को परिवहन करता है, टिन को खाली करता है और उत्पन्न गर्मी के हिस्से को नष्ट कर देता है।

• सामग्री और कोटिंग्स

4. कैन निर्माण में प्रयुक्त सामग्री का विवरण, जैसे टिनप्लेट और क्रोम प्लेटेड स्टील (टीएफएस)।
5. निष्क्रियता का महत्व और टिन कोटिंग का वजन।

टिनप्लेट एक ऐसी सामग्री है जिसका उपयोग पारंपरिक रूप से धातु के कंटेनरों के निर्माण में किया जाता है, विशेष रूप से भोजन के लिए। इसमें टिन की एक पतली परत से ढका हुआ स्टील बेस होता है। यह टिन कोटिंग महत्वपूर्ण है क्योंकि यह संक्षारण प्रतिरोध प्रदान करती है और विद्युत सोल्डरिंग के लिए उपयुक्त है, जो कैन निर्माण के लिए आवश्यक है। टिन कोटिंग का वजन आम तौर पर 2.8 से 11.2 ग्राम/एम2 तक होता है, जिसमें 2.8 ग्राम/एम2 की बढ़ोतरी होती है। आंतरिक परत के बिना डिब्बे के लिए, वजन आमतौर पर 8.4 ग्राम/एम2 या 11.2 ग्राम/एम2 होता है। टिन स्टील बेस के किसी भी उजागर क्षेत्र की विद्युत रासायनिक सुरक्षा में भी योगदान देता है।

दूसरी ओर, टीएफएस, या टिन-मुक्त स्टील, जिसे क्रोम प्लेट भी कहा जाता है, टिन की बढ़ती कीमत और इसके स्रोतों की कमी के बारे में चिंताओं के जवाब में टिनप्लेट के विकल्प के रूप में उभरा। टीएफएस में बुनियादी स्टील का समर्थन है और यह दोनों तरफ लगाए गए क्रोम और क्रोमियम ऑक्साइड कोटिंग द्वारा संरक्षित है। यह कोटिंग क्रोमिक एसिड समाधानों से विद्युत रासायनिक जमाव द्वारा प्राप्त की जाती है। यद्यपि कोटिंग परत की मोटाई टिनप्लेट की तुलना में बहुत कम है, यह उच्च एकरूपता प्रदान करती है और छिद्रों में उजागर लौह धातु का क्षेत्र टिनप्लेट की तुलना में कम है।

पैसिवेशन एक महत्वपूर्ण प्रीट्रीटमेंट है जिसे टिनप्लेट और टीएफएस दोनों पर उनके संक्षारण प्रतिरोध में सुधार के लिए लागू किया जाता है। इस प्रक्रिया में एक सुरक्षात्मक परत का निर्माण शामिल है जो धातु की प्रतिक्रियाशीलता को कम करता है और इसलिए, इसके संक्षारण की प्रवृत्ति को कम करता है। टिनप्लेट के मामले में, पैसिवेशन फिल्म के साथ पैसिवेशन प्राप्त किया जाता है, जबकि टीएफएस में क्रोमियम और क्रोमियम ऑक्साइड से बनी मिश्रित कोटिंग का उपयोग किया जाता है।

वार्निशिंग एक अन्य प्रक्रिया है जिसे संक्षारण के जोखिम को कम करने के लिए इन सामग्रियों पर लागू किया जा सकता है। हालाँकि, वार्निश कोटिंग्स का उपयोग हमेशा व्यवहार्य या लाभदायक नहीं होता है, और उनका उपयोग उस उत्पाद पर निर्भर करता है जिसमें कैन शामिल होगा और भंडारण की स्थिति जिसके अधीन यह होगा।

5. उपकरण और मशीनरी
   • वेल्डिंग गुणवत्ता की गारंटी के लिए उपकरणों का प्रारंभिक समायोजन और रखरखाव।

वेल्डिंग प्रक्रिया में, वेल्डिंग की गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए उपकरणों का उचित समायोजन और रखरखाव करना आवश्यक है। यह भी शामिल है:

1. जलने या छेद किए बिना धातु का उचित संलयन प्राप्त करने के लिए वेल्डिंग करंट और बल को समायोजित करें।
2. वेल्डिंग स्टेशन के सभी हिस्सों को साफ रखें, क्योंकि गंदगी या अवशेष जमा होने से प्रक्रिया की गुणवत्ता प्रभावित हो सकती है। इसमें इलेक्ट्रोस्टैटिक धूल की सफाई, वार्निश डिस्पेंसर की सफाई और वेल्डिंग रोलर्स की सफाई शामिल है।
3. ओवरलैप जैसी वेल्ड ज्यामिति की जांच करें और समायोजित करें, और एक सुसंगत और मजबूत जोड़ सुनिश्चित करने के लिए वेल्डिंग शीव्स की प्रोफ़ाइल को पीसें।
4. उत्पादन ऑर्डर परिवर्तन या शिफ्ट परिवर्तन के दौरान प्रभावी लाइन क्लीयरेंस सुनिश्चित करें।

• वेल्डिंग में समस्याएँ और समाधान

6. सामान्य वेल्डिंग समस्याओं पर चर्चा।
7. इन समस्याओं को रोकने और हल करने की रणनीतियाँ।

प्रतिरोध वेल्डिंग में, जो आमतौर पर धातुकर्म उद्योग में उपयोग की जाने वाली एक विधि है, विभिन्न समस्याएं उत्पन्न हो सकती हैं जो वेल्ड की गुणवत्ता को प्रभावित करती हैं। कुछ मुख्य वेल्डिंग दोष और उनके संभावित कारणों की चर्चा नीचे दी गई है:

1. कोल्ड वेल्डिंग : यह दोष तब होता है जब सामग्री को ठीक से पिघलाने के लिए पर्याप्त गर्मी प्राप्त नहीं होती है, जिसके परिणामस्वरूप जोड़ कमजोर हो जाता है। कारणों में अपर्याप्त करंट, अपर्याप्त इलेक्ट्रोड बल, या वेल्डिंग का बहुत कम समय शामिल हो सकता है।
2. गर्म वेल्डिंग : तब होता है जब उत्पन्न गर्मी अत्यधिक होती है, जिससे सामग्री में विकृति या छेद हो सकता है। यह बहुत अधिक करंट, लंबे वेल्डिंग समय या गलत इलेक्ट्रोड दबाव का परिणाम हो सकता है।
3. अनियमित एक्सट्रूज़न : वेल्ड के आकार में असंगतता को संदर्भित करता है, जो वेल्डिंग शीव्स की खराब ज्यामिति या प्रक्रिया के दौरान असमान दबाव के कारण हो सकता है।
4. शंक्वाकार ओवरलैप : एक दोष जो शीट के किनारों के असमान ओवरलैप के रूप में प्रकट होता है, जो गलत मशीन समायोजन या शीव्स पर निकायों की अपर्याप्त फीडिंग के कारण हो सकता है।
5. झुका हुआ सिरा : वेल्ड के अंत में एक विकृति को संदर्भित करता है, जो गलत तरीके से समायोजित गेज क्राउन का परिणाम हो सकता है।
6. तार छोटा होना : यह समस्या तब होती है जब तार और मशीनरी के कुछ हिस्से के बीच अवांछित संपर्क होता है, जिससे वेल्डिंग प्रक्रिया में रुकावट आ सकती है।
7. सोल्डर संदूषण : सोल्डर क्षेत्र में गंदगी या विदेशी कणों की उपस्थिति के परिणामस्वरूप खराब गुणवत्ता वाला जोड़ बन सकता है।
8. फिश टेल और ट्विन फेर्यूल्स : ये विशिष्ट दोष हैं जो आउटपुट कन्वेयर की स्थिति और गति या वेल्डिंग प्रक्रिया में गलत समायोजन से संबंधित हो सकते हैं।
9. ठंडे स्थानों के साथ वेल्ड बीड : उन क्षेत्रों को इंगित करता है जहां वेल्डिंग सही ढंग से नहीं की गई है, संभवतः संपर्कों पर अपर्याप्त वर्तमान या अत्यधिक प्रतिरोध के कारण।
10. सोल्डर ऑक्सीकरण : यह सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान हवा के अत्यधिक संपर्क के कारण हो सकता है, जिसके परिणामस्वरूप सोल्डर जोड़ पर जंग लग जाती है।

7. वेल्डिंग सुरक्षा
   • वेल्ड को आंतरिक और बाह्य दोनों तरह से, उसमें मौजूद उत्पाद और पर्यावरण के हमलों से बचाने के तरीके।
   • तरल वार्निश के अनुप्रयोग से अधिक आधुनिक और कम प्रदूषणकारी तकनीकों की ओर संक्रमण।

धातु के कंटेनरों की वेल्डिंग को आंतरिक और बाहरी दोनों तरह से, उसमें मौजूद उत्पाद और पर्यावरण के हमलों से बचाने के लिए, शुरुआत में वेल्डिंग के तुरंत बाद तरल वार्निश के अनुप्रयोग के आधार पर एक तकनीक विकसित की गई थी। इस वार्निश को एक गर्भवती फेल्ट रोलर का उपयोग करके या एक छोटी बंदूक का उपयोग करके स्प्रे करके लगाया जाता था, और बाद में इसे एक रैखिक ओवन में ठीक किया जाता था। हालाँकि, इस तकनीक में उचित चिपचिपाहट प्राप्त करने के लिए वार्निश को एक विलायक के साथ पतला करने की आवश्यकता होती है और पर्यावरणीय प्रदूषण को कम करने के लिए सहायक उपकरण की आवश्यकता होती है, जो हमेशा कुशलता से हासिल नहीं किया जा सकता था।

समय के साथ, इस तकनीक का स्थान अधिक आधुनिक और कम प्रदूषणकारी तरीकों ने ले लिया। इस क्षेत्र में हुई प्रगति में से एक इलेक्ट्रोस्टैटिक पाउडर का उपयोग है, जो अधिक नियंत्रित अनुप्रयोग प्रदान करता है और पर्यावरण प्रदूषण को कम करता है। इलेक्ट्रोस्टैटिक पाउडर एक प्रक्रिया के माध्यम से वेल्ड का पालन करता है जिसमें पाउडर को विद्युत रूप से चार्ज करना, अनुप्रयोग दक्षता में सुधार करना और सामग्री अपशिष्ट को कम करना शामिल है। इसके अतिरिक्त, आसंजन में सुधार और वार्निश के लचीलेपन को बढ़ाने के लिए क्रमशः वार्निश लगाने से पहले और बाद में वेल्ड को ठंडा करने की सिफारिश की जाती है, जो फ़्लैंगिंग और बीडिंग संचालन के लिए आवश्यक है।

वेल्ड की बाहरी सुरक्षा के लिए, नमी और पर्यावरण से बचाने वाले वार्निश लगाए जाते हैं, और अनुप्रयोग की गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए नियंत्रण परीक्षण किए जाते हैं, जैसे जल अवशोषण परीक्षण।

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