গ্যাস ওয়েল্ডিং ফিলার মেটালের বৈশিষ্ট্য | ওয়েল্ডিং এন্ড ফেব্রিকেশন ২

গ্যাস ওয়েল্ডিং প্রক্রিয়ায় দুটি ধাতব খণ্ডকে (Base Metal) জোড়া লাগানোর সময় তাদের মধ্যবর্তী ফাঁকা স্থান পূরণ করার জন্য যে অতিরিক্ত ধাতু বা পূরক উপাদান ব্যবহার করা হয়, ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের ভাষায় তাকে ফিলার মেটাল (Filler Metal) বা পূরক ধাতু বলা হয়। এটি সাধারণত রড, তার বা কুণ্ডলীর আকৃতিতে পাওয়া যায়। রড আকৃতির ফিলার মেটালকে শিল্পক্ষেত্রে ‘ফিলার রড’ (Filler Rod) হিসেবে আখ্যায়িত করা হয়।

একটি শক্তিশালী ও নিখুঁত ওয়েল্ডিং জয়েন্ট তৈরি করতে ফিলার মেটালের ভূমিকা অপরিসীম। এটি কেবল জোড়ার শূন্যস্থানই পূরণ করে না, বরং ওয়েল্ড মেটালের যান্ত্রিক গুণাগুণ (Mechanical Properties) যেমন— শক্তি, নমনীয়তা এবং ক্ষয়রোধক ক্ষমতা বৃদ্ধি করে।

ফিলার মেটালের প্রধান ধাতব ও যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য

একটি আদর্শ ফিলার মেটাল নির্বাচন করার সময় এর অভ্যন্তরীণ বৈশিষ্ট্যগুলো নিখুঁত হওয়া প্রয়োজন। কারিগরি দৃষ্টিকোণ থেকে এর প্রধান বৈশিষ্ট্যগুলো নিচে উল্লেখ করা হলো:

• গলনাঙ্ক (Melting Point): ফিলার মেটালের গলনাঙ্ক অবশ্যই মূল ধাতুর (Base metal) গলনাঙ্কের সমান বা সামান্য কম হতে হবে। ফিলার মেটালের গলনাঙ্ক বেশি হলে মূল ধাতু গলে বিকৃত হয়ে যেতে পারে।
• সমসত্ত্বতা (Homogeneity): গলে যাওয়ার পর ফিলার মেটালকে মূল ধাতুর সাথে মিশে একটি সমসত্ত্ব মিশ্রণ তৈরি করতে হয়, যাতে জয়েন্টে কোনো ফাটল বা দুর্বলতা সৃষ্টি না হয়।
• ক্যাপিলারি অ্যাকশন (Capillary Action): তরল অবস্থায় ফিলার মেটালের প্রবাহযোগ্যতা (Fluidity) ভালো হতে হবে, যেন তা সহজে জোড়ার সূক্ষ্ম স্থানে প্রবেশ করতে পারে।
• দূষণমুক্ততা (Impurity Free): ফিলার মেটাল গলে যাওয়ার পর এটি থেকে ক্ষতিকর গ্যাস বা স্ল্যাগ (Slag) উৎপন্ন হওয়া বাঞ্ছনীয় নয়, কারণ এতে ওয়েল্ডিংয়ে ‘পোরোসিটি’ (Porosity) বা ছিদ্র তৈরি হতে পারে।

গ্যাস ওয়েল্ডিং ফিলার রডের প্রকারভেদ

ওয়েল্ডিং কার্যক্রমে ব্যবহৃত ফিলার রডকে মূল দুটি মানদণ্ডে ভাগ করা যায়— বাহ্যিক আবরণ এবং অভ্যন্তরীণ ধাতব উপাদান।

বাহ্যিক আবরণের ভিত্তিতে শ্রেণিবিভাগ

ধাতুর পৃষ্ঠকে জারণ (Oxidation) বা মরিচা থেকে রক্ষা করতে ফিলার রডের ওপর অনেক সময় প্রলেপ দেওয়া হয়। এর ভিত্তিতে এটি দুই প্রকার:

১. অনাবৃত বা বেয়ার ফিলার রড (Bare Filler Rod):

এর ওপর কোনো ধরনের রাসায়নিক বা ধাতব প্রলেপ থাকে না। এই রড ব্যবহারের সময় ওয়েল্ড পুলকে বায়ুমণ্ডলের অক্সিজেন থেকে বাঁচাতে বাহ্যিক ফ্লাক্স (Flux) পাউডার বা পেস্ট ব্যবহার করতে হয়। সাধারণত নন-ফেরাস ধাতু (যেমন: অ্যালুমিনিয়াম, তামা) ওয়েল্ডিংয়ে এটি বেশি ব্যবহৃত হয়।

২. আবৃত বা কোটেড ফিলার রড (Coated Filler Rod):

এই রডের ওপর একটি পাতলা প্রলেপ দেওয়া থাকে, যা মরিচা প্রতিরোধ করে এবং ওয়েল্ডিংয়ের সময় অক্সাইড গঠন প্রতিহত করে। স্টিল ওয়েল্ডিংয়ে ব্যবহৃত প্রধান তিনটি আবৃত ফিলার রড হলো:

• মাইল্ড স্টিল কপার কোটেড ফিলার রড (CCMS – Copper Coated Mild Steel)
• মিডিয়াম কার্বন স্টিল কোটেড ফিলার রড
• লো-কার্বন স্টিল কোটেড ফিলার রড

Important Note: মাইল্ড স্টিলের ফিলার রডে তামার (Copper) প্রলেপ দেওয়া হয় মূলত গুদামে সংরক্ষণের সময় রডকে মরিচা থেকে বাঁচানোর জন্য। এটি ওয়েল্ডিংয়ের শক্তিতে কোনো নেতিবাচক প্রভাব ফেলে না, বরং বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা (TIG ওয়েল্ডিংয়ের ক্ষেত্রে) বাড়ায়।

ব্যবহৃত ধাতুর ভিত্তিতে শ্রেণিবিভাগ

১. লৌহজাত বা ফেরাস ফিলার মেটাল:

যেসকল রডে লোহার পরিমাণ বেশি থাকে। যেমন— কাস্ট আয়রন রড, মাইল্ড স্টিল রড। কাস্ট আয়রন বা ঢালাই লোহা ওয়েল্ডিংয়ের সময় জয়েন্ট যেন অতিরিক্ত শক্ত বা ভঙ্গুর (Brittle) না হয়ে যায়, সেজন্য সুপার সিলিকন (Super Silicon) এবং ফেরোসিলিকন (Ferrosilicon) মিশ্রিত বিশেষ ফিলার মেটাল ব্যবহার করা হয়। এটি জয়েন্টকে মেশিনিং করার উপযোগী রাখে।

২. অলৌহজাত বা নন-ফেরাস ফিলার মেটাল:

অ্যালুমিনিয়াম, তামা, পিতল (Brass) এবং ব্রোঞ্জ ওয়েল্ডিং করার জন্য নন-ফেরাস সংকর ধাতুর (Alloy) তৈরি ফিলার রড ব্যবহার করা হয়।

ফিলার মেটালের আকার, মাত্রা ও গঠন

ফিলার মেটাল সাধারণত দণ্ডাকৃতি (Rod), কুণ্ডলীকৃত তার (Spool/Coiled wire) অথবা ধাতুর সরু ফালির (Thin strip) মতো হয়ে থাকে। গ্যাস ওয়েল্ডিংয়ে দণ্ডাকৃতির ফিলার রডই বেশি প্রচলিত।

• ব্যাস (Diameter): ফিলার রড সাধারণত ১.৬ মিমি (1.6 mm) থেকে শুরু করে ৯.৫ মিমি (9.5 mm) পর্যন্ত ব্যাসের হয়ে থাকে। কাজের ধরন অনুযায়ী ১.৬ মিমি, ২.০ মিমি, ২.৫ মিমি, ৩.১৫ মিমি, ৫.০ মিমি এবং ৬.৩ মিমি ব্যাসের রড সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত হয়।
• দৈর্ঘ্য (Length): একটি আদর্শ ফিলার রডের দৈর্ঘ্য সাধারণত ১০০০ মিমি (১ মিটার) বা ৯১৪ মিমি (৩৬ ইঞ্চি) হয়ে থাকে।

সংশোধনী সতর্কতা: অনেক পুরোনো বই বা ম্যানুয়ালে ফিলার রডের ব্যাস ১৬ মিমি থেকে ৯৫ মিমি লেখা থাকে, যা সম্পূর্ণ অবৈজ্ঞানিক ও মুদ্রণ প্রমাদ। এত মোটা ধাতু গ্যাস ফ্লেম দিয়ে গলানো অসম্ভব। সঠিক পরিমাপ সর্বদা মিলিমিটারের ভগ্নাংশে বা ছোট পূর্ণসংখ্যায় (১.৬ মিমি – ৯.৫ মিমি) হবে।

সঠিক ফিলার রড নির্বাচনের বৈজ্ঞানিক নিয়ম

ওয়েল্ডিংয়ের গুণগত মান নির্ভর করে সঠিক ব্যাসের ফিলার রড নির্বাচনের ওপর। রড অতিরিক্ত মোটা হলে মূল ধাতু গলার আগেই ফ্লেমের তাপ রড গলাতে ব্যয় হবে (Lack of fusion)। আবার রড অতিরিক্ত চিকন হলে তা দ্রুত পুড়ে যাবে।

সাধারণ সূত্র (Plain Text Formula):

ফিলার রডের ব্যাস নির্বাচনের জন্য মেকানিক্যাল ওয়ার্কশপে একটি প্রচলিত সূত্র ব্যবহার করা হয়:

ফিলার রডের ব্যাস (D) = (মূল ধাতুর পুরুত্ব / ২) + ১ মিমি

উদাহরণ: যদি মূল ধাতুর পুরুত্ব ৪ মিমি হয়, তবে উপযুক্ত ফিলার রডের ব্যাস হবে (৪/২)+১ = ৩ মিমি। (আশেপাশের স্ট্যান্ডার্ড সাইজ ৩.১৫ মিমি ব্যবহার করতে হবে)।

ফিলার রড বনাম আর্ক ওয়েল্ডিং ইলেকট্রোড: একটি তুলনামূলক বিশ্লেষণ

শিক্ষার্থীদের সুবিধার্থে গ্যাস ওয়েল্ডিং ফিলার রড এবং আর্ক ওয়েল্ডিংয়ে ব্যবহৃত ইলেকট্রোডের মধ্যকার পার্থক্য নিচে দেওয়া হলো:

বৈশিষ্ট্যের ভিত্তি	গ্যাস ওয়েল্ডিং ফিলার রড	আর্ক ওয়েল্ডিং ইলেকট্রোড
গঠন	সাধারণত কঠিন ধাতু দিয়ে তৈরি, প্রলেপ খুব সামান্য থাকে।	কোর ওয়ায়ারের ওপর পুরু ফ্লাক্সের আবরণ (Coating) থাকে।
তাপের উৎস	গ্যাস ফ্লেম (অক্সি-অ্যাসিটিলিন শিখা) দ্বারা গলে।	বৈদ্যুতিক আর্ক বা স্ফুলিঙ্গের তাপে গলে।
ব্যবহারের ধরন	এক হাতে টর্চ এবং অন্য হাতে ফিলার রড ধরে কাজ করতে হয়।	ইলেকট্রোড হোল্ডারে আটকে এক হাতেই কাজ করা যায়।
স্ল্যাগ (Slag) গঠন	গ্যাস ওয়েল্ডিংয়ে স্ল্যাগ তৈরি হয় না (ফ্লাক্স পেস্ট ব্যবহার না করলে)।	ফ্লাক্স গলে ওয়েল্ড বিডের ওপর স্ল্যাগের আস্তরণ তৈরি করে।

ফিলার রড সংরক্ষণে সতর্কতা

ফিলার মেটালের গুণগত মান বজায় রাখার জন্য একে আর্দ্রতা ও ধুলাবালি থেকে দূরে শুষ্ক স্থানে সংরক্ষণ করতে হবে। মরিচা ধরা বা তেল-গ্রিজ মাখানো ফিলার রড ব্যবহার করলে ওয়েল্ডিং জয়েন্টে ছিদ্র (Blowholes) সৃষ্টি হয় এবং জয়েন্ট দুর্বল হয়ে ভেঙে যাওয়ার ঝুঁকি থাকে।

সচরাচর জিজ্ঞাসিত প্রশ্নাবলী (FAQ)

১. গ্যাস ওয়েল্ডিংয়ে ফিলার মেটাল কেন ব্যবহার করা হয়?

মূলত দুটি ধাতব খণ্ডকে জোড়া লাগানোর সময় ভি-গ্রুভ (V-groove) বা ফাঁকা স্থানটি পূরণ করে একটি মজবুত জয়েন্ট তৈরি করার জন্য ফিলার মেটাল ব্যবহার করা হয়।

২. মাইল্ড স্টিল ফিলার রডে কপারের প্রলেপ দেওয়া হয় কেন?

কপারের (তামা) প্রলেপ ফিলার রডকে বাতাসের আর্দ্রতার সংস্পর্শে এসে মরিচা (Rust) ধরার হাত থেকে রক্ষা করে। এটি রডের সেলফ-লাইফ বৃদ্ধি করে।

৩. কাস্ট আয়রন ওয়েল্ডিংয়ে কোন ফিলার রড সবচেয়ে ভালো?

কাস্ট আয়রন বা ঢালাই লোহার জন্য সুপার সিলিকন বা ফেরোসিলিকন মিশ্রিত ফিলার রড সবচেয়ে ভালো, কারণ এটি জোড়াকে অতিরিক্ত শক্ত ও ভঙ্গুর হতে বাধা দেয়।

৪. ফিলার রডের আদর্শ দৈর্ঘ্য কত?

শিল্পক্ষেত্রে ব্যবহৃত স্ট্যান্ডার্ড ফিলার রডের দৈর্ঘ্য সাধারণত ১০০০ মিলিমিটার বা ১ মিটার (প্রায় ৩৬ ইঞ্চি) হয়ে থাকে।

৫. ফিলার রড এবং ফ্লাক্সের মধ্যে পার্থক্য কী?

ফিলার রড গলে গিয়ে জোড়ার স্থান পূরণ করে (ধাতব পদার্থ)। অন্যদিকে ফ্লাক্স হলো এক প্রকার রাসায়নিক পাউডার বা পেস্ট, যা গলিত ধাতুকে অক্সিজেনের হাত থেকে রক্ষা করে এবং অক্সাইড দূর করে।

এক নজরে:

• সংজ্ঞা: ফিলার মেটাল হলো সেই পূরক ধাতু যা গলে গিয়ে জয়েন্টের ফাঁকা স্থান পূরণ করে।
• আকার ও মাত্রা: ফিলার রড সাধারণত ১ মিটার লম্বা হয় এবং এর স্ট্যান্ডার্ড ব্যাস ১.৬ মিমি থেকে ৯.৫ মিমি পর্যন্ত হয়ে থাকে।
• প্রকারভেদ: আবরণের ভিত্তিতে এটি দুই প্রকার— কোটেড (আবৃত) এবং বেয়ার (অনাবৃত)।
• কপার কোটিং: মাইল্ড স্টিল ফিলার রডে মরিচা প্রতিরোধ করতে কপারের পাতলা প্রলেপ দেওয়া হয় (CCMS)।
• পুরুত্বের নিয়ম: রডের ব্যাস সাধারণত মূল ধাতুর পুরুত্বের অর্ধেকের চেয়ে ১ মিমি বেশি নেওয়া হয়।
• বিশেষ প্রয়োগ: ঢালাই লোহার ওয়েল্ডিং উন্নত করতে সুপার সিলিকন ফিলার মেটাল ব্যবহৃত হয়।