ওয়েল্ডিং পদ্ধতি

ওয়েল্ডিং পদ্ধতি – ভারতীয় রেলওয়ের দৃষ্টিকোণ

১. রেলওয়েতে ওয়েল্ডিং কেন গুরুত্বপূর্ণ

• ভারতীয় রেলওয়ের ৬৮,০০০ রুট-কিমি এর ৯৪% হল ওয়েল্ডেড ট্র্যাক (LWR/CWR) → ফিশ-প্লেটেড জয়েন্ট দূর করে, রক্ষণাবেক্ষণ ও চলার শব্দ কমায়।
• ওয়েল্ডেড টার্নআউট, ব্রিজ, ওয়াগন ও কোচ → রিভেটেড কাঠামোর চেয়ে ৩০% হালকা, ৪০% শক্তিশালী।
• ওয়েল্ডিং ত্রুটি → রেল ফ্র্যাকচারের ১৭% কারণ (রেলওয়ে বোর্ড সেফটি রিপোর্ট ২০২২) → তাই ওয়েল্ডিং JE/ALP/টেকনিশিয়ানদের জন্য একটি ক্যাটাগরি-এ দক্ষতা।

২. রেল স্টীলের রসায়ন (ওয়েল্ডিংয়ের জন্য)

উচ্চ কার্বন ও সংকর → শক্ত হওয়ার ক্ষমতা ও ফাটল সংবেদনশীলতা → ওয়েল্ডিং পদ্ধতি নিয়ন্ত্রণ করে।

৩. আইআর-এ ব্যবহৃত ওয়েল্ডিং প্রক্রিয়াগুলির শ্রেণীবিভাগ

ক. ফিউশন ওয়েল্ডিং (বেস মেটাল গলায়)

১. গ্যাস প্রেশার ওয়েল্ডিং (GPW) – থার্মিট® প্রক্রিয়া (অ্যালুমিনো-থার্মিক) ২. ইলেকট্রিক আর্ক ওয়েল্ডিং

• SMAW (ম্যানুয়াল মেটাল আর্ক) – ইলেক্ট্রোড: AWS E11018-M
• GMAW (MIG/MAG) – ER90S-G তার, Ar+20 % CO₂
• FCAW – AWS E91T1-K2
• SAW – সাবমার্জড আর্ক (টার্নআউট, ব্রিজ) ৩. ফ্ল্যাশ-বাট ওয়েল্ডিং (FBW) – মোবাইল ও স্থায়ী প্ল্যান্ট ৪. ইলেক্ট্রো-স্ল্যাগ / ইলেক্ট্রো-গ্যাস – পুরু ওয়েব ক্রসিং ৫. লেজার, প্লাজমা, EBW – মেট্রো ও LHB কোচ বডি (স্টেইনলেস স্টীল)

খ. সলিড-স্টেট ওয়েল্ডিং (গলানো হয় না)

১. ঘর্ষণ ওয়েল্ডিং – অ্যালস্টম LHB চাকা-অ্যাক্সেল ২. বিস্ফোরক ওয়েল্ডিং – অ্যালুমিনিয়াম ছাদ থেকে স্টীল বডির জন্য ট্রানজিশন জয়েন্ট

৪. থার্মিট (গ্যাস প্রেশার) ওয়েল্ডিং – পরীক্ষায় সবচেয়ে বেশি জিজ্ঞাসিত

• উদ্ভাবিত ১৮৯৫ – হ্যান্স গোল্ডস্মিড – প্রথম রেল ওয়েল্ড ১৮৯৯ জার্মানিতে; ভারত ১৯২৮ GIPR-এ।
• বিক্রিয়া:
  3 Fe₃O₄ + 8 Al → 9 Fe + 4 Al₂O₃ + 3.2 MJ kg⁻¹ (তাপমাত্রা ≈ 2,400 °C)
• স্ট্যান্ডার্ড অংশ: 450 g Fe₃O₄ + 90 g Al + 15 g Ni & Cr = একটি ক্রুসিবল 60 kg রেলের জন্য।
• প্রি-হিট তাপমাত্রা: 900–1,000 °C (চেরি লাল) – অপটিক্যাল পাইরোমিটার বা টেম্পিলস্টিক° ৯৮০ দ্বারা পরিমাপ করা হয়।
• ফাঁক রাখা: 25 mm ± 1 mm (ভারতীয় রেলওয়ে পার্মানেন্ট ওয়ে ম্যানুয়াল ২০২১)।
• অ্যালাইনমেন্ট সহনশীলতা: উল্লম্ব ≤ 0.5 mm, পার্শ্বীয় ≤ 0.3 mm।
• আপসেট মেটাল (ওয়েল্ড কলার) প্রজেকশন: প্রতিটি পাশে 3–5 mm।
• শীতলীকরণ: 6 মিনিট প্রাকৃতিক + 10 মিনিট বালি ঢাকা → তারপরই 10 km/h গতিতে ট্রাফিক; 1 ঘন্টা/30 °C তাপমাত্রা পতনের পর পূর্ণ গতি।
• গ্রহণযোগ্যতা পরীক্ষা:
  • USFD 100 % (2 MHz প্রোব)
  • ট্রান্সভার্স টেনসাইল ≥ 720 MPa
  • 1.5 m ম্যান্ড্রেলে 120° বেন্ড ফাটল ছাড়া
  • HAZ-এ হার্ডনেস সার্ভে ≤ 350 HV
• ত্রুটি হার লক্ষ্য: ≤ 2 % (RB-এর “জিরো-ওয়েল্ড-ফেইলিওর” ড্রাইভ ২০২৩)।

সাম্প্রতিক আইআর উদ্যোগ

• অটো-থার্মিট কিট (RDSO ২০১৭) – ক্রুসিবল প্রি-লোডেড, রিমোট দ্বারা এক্সোথার্মিক স্টার্ট → ওয়েল্ডারদের ধোঁয়ার সংস্পর্শ কমায়।
• গ্রিন-থার্মিট – 30% কম Al, Fe₃O₄ স্পেন্ট মিল-স্কেল থেকে প্রাপ্ত → প্রতি 1,000 ওয়েল্ডে 1.2 t CO₂ সাশ্রয় করে।

৫. ফ্ল্যাশ-বাট ওয়েল্ডিং (FBW) – কারখানা ও SFW প্যাড

• কাইজারের ১৯২৪ পেটেন্ট; ভারতীয় রেলওয়ে প্রথম প্ল্যান্ট ১৯৬৩ ভিলাই স্টীল প্ল্যান্টে।
• নীতি: জুল হিটিং I²Rt + ফোর্জিং আপসেট 6–8 mm।
• 60 kg রেলের জন্য প্যারামিটার (UIC-60):
  • ফ্ল্যাশ ভোল্টেজ: 3–6 V
  • কারেন্ট: 55–65 kA
  • আপসেট ফোর্স: 450 kN
  • মোট চক্র: 120–150 s
• হিট-অ্যাফেক্টেড জোন (HAZ) প্রস্থ: 25–30 mm (থার্মিটের অর্ধেক)।
• স্ট্যান্ডার্ড: IRS-T-18-2019 (প্রোভিশনাল) & EN 14587-2।
• NRC (গ্রিনফিল্ড) & RRTS “কবচ” করিডোর: 100 % FBW রেল।
• মোবাইল ফ্ল্যাশ-বাট ওয়েল্ডিং প্ল্যান্ট (RDSO ২০২২) – 25 t স্ব-চালিত – চলমান ট্র্যাকে দিনে 60টি ওয়েল্ড করতে পারে → দখল সময় 70% কমায়।

৬. রোলিং স্টকের জন্য SMAW ও GMAW

• মালবাহী ওয়াগনের জন্য ইলেক্ট্রোড (IRSM-44 স্টীল): AWS E7018 (4 mm Ø) – 160 A DC+।
• LHB কোচ শেল (স্টেইনলেস স্টীল 301LN): GMAW-শর্ট সার্কিট, 1.2 mm ER308LSi, 24 V, 180 A, 60 % Ar + 30 % He + 10 % CO₂।
• WPS যোগ্যতা প্রাপ্ত IS 7310 Part 1 & AWS D1.1/D1.6 অনুযায়ী।
• ওয়েল্ডার সার্টিফিকেশন: BIS-5284 (পূর্বে CITI) – ২ বছর বৈধ, ৬-মাসিক নবায়ন পরীক্ষা।

৭. ত্রুটি, প্রতীক ও NDT

৮. নিরাপত্তা ও পরিবেশগত পরিসংখ্যান

• আইআর ~২২,০০০ সার্টিফাইড ওয়েল্ডার নিয়োগ করে (২০২৩)।
• “ওয়েল্ড-ক্লাউড” অ্যাপ (CRIS ২০২১) – প্রতিটি থার্মিট ওয়েল্ড জিও-ট্যাগ করা, তাপমাত্রা ও USFD রিপোর্ট আপলোড করে → ব্যর্থতা-বিশ্লেষণ ডাটাবেস।
• হেক্স-ক্রোম এক্সপোজার সীমা (স্টেইনলেস স্টীল-এ GMAW): 0.05 mg m⁻³ (ফ্যাক্টরি অ্যাক্ট ২০২০)।
• অগ্নি ঝুঁকি: থার্মিট ক্রুসিবল তাপমাত্রা > 2,000 °C – বাধ্যতামূলকভাবে “ওয়েল্ড-জোন”-এ পরিচালিত কাঠের স্লিপার থেকে ৫ মিটার দূরে; জল বালতি ও ২টি DCP অগ্নিনির্বাপক রাখা হয়।

৯. ঐতিহাসিক সময়রেখা (মেমোরি টিপ)

• ১৮৯৫ – গোল্ডস্মিড থার্মিট উদ্ভাবন করেন
• ১৯২৮ – প্রথম ভারতীয় রেল ওয়েল্ড (GIPR)
• ১৯৬৩ – ভিলাই FBW প্ল্যান্ট
• ১৯৯৮ – BG-তে LWR বাধ্যতামূলক করা হয়
• ২০১০ – RDSO SKV-E (উন্নত) মোল্ড অনুমোদন করে
• ২০১৭ – অটো-থার্মিট কিট
• ২০২০ – মোবাইল FBW প্ল্যান্ট ট্রায়াল
• ২০২২ – RDSO “ওয়াইড-গ্যাপ থার্মিট” (৬০ mm গ্যাপ পর্যন্ত) মেরামতের জন্য অনুমতি দেয়

১০. ভবিষ্যৎ / সাম্প্রতিক আপডেট (২০২৩-২৪)

• “ঘর্ষণ-আলোড়ন ওয়েল্ডিং” 6061-T6 অ্যালুমিনিয়াম ছাদ প্যানেলের – রেল কোচ ফ্যাক্টরি, কাপুরথালায় সফল ট্রায়াল – ৪০% জয়েন্ট শক্তি ↑, কোন ধোঁয়া নেই।
• “রেলবট-ডব্লিউ” – DMRL ও IR দ্বারা উন্নয়নাধীন – AI-নির্দেশিত “ন্যারো-গ্যাপ লেজার-MAG হাইব্রিড” ফিল্ড ওয়েল্ডের জন্য; প্রত্যাশিত ২০২৬।
• গ্রিন-হাইড্রোজেন অ্যাসিটিলিনের পরিবর্তে গ্যাস প্রি-হিটিংয়ের জন্য (IROAF পাইলট) → প্রতি ওয়েল্ডে 2.5 kg CO₂ সাশ্রয়।

ওয়েল্ডিং পদ্ধতির উপর ১৫+ রেলওয়ে-পরীক্ষার MCQs

১. রেলের থার্মিট ওয়েল্ডিংয়ে কোন বিক্রিয়া মিশ্রণ ব্যবহৃত হয়? A) Fe₂O₃ + Al B) Fe₃O₄ + Al C) FeO + Al D) Fe + Al₂O₃

২. থার্মিট মেটাল ঢালার আগে প্রয়োজনীয় প্রি-হিটিং তাপমাত্রা প্রায় A) 600–700 °C B) 700–800 °C C) 900–1,000 °C D) 1,100–1,200 °C

৩. থার্মিট ওয়েল্ডিংয়ের সময় রেল প্রান্তের মধ্যে রাখা স্ট্যান্ডার্ড ফাঁক হল A) 25 mm ± 1 mm B) 20 mm ± 1 mm C) 30 mm ± 1 mm D) 15 mm ± 1 mm

৪. রেলের উপর কোন ওয়েল্ডিং প্রক্রিয়া সবচেয়ে ছোট HAZ (হিট অ্যাফেক্টেড জোন) প্রস্থ দেয়? A) থার্মিট ওয়েল্ডিং B) গ্যাস প্রেশার ওয়েল্ডিং C) আর্ক ওয়েল্ডিং D) ফ্ল্যাশ-বাট ওয়েল্ডিং

৫. ভারতীয় রেলওয়েতে প্রথম রেল ওয়েল্ড করা হয়েছিল যে বছরে A) ১৯১০ B) ১৯২৮ C) ১৯৪৭ D) ১৯৫২

৬. 60 kg UIC রেলের ফ্ল্যাশ-বাট ওয়েল্ডিংয়ের জন্য প্রয়োজনীয় কারেন্ট আনুমানিক A) 25–35 kA B) 40–50 kA C) 55–65 kA D) 70–80 kA

৭. IRSM-44 মালবাহী ওয়াগন আন্ডারফ্রেম ওয়েল্ডিংয়ের জন্য কোন ইলেক্ট্রোড সুপারিশ করা হয়? A) AWS E7018 B) AWS E6013 C) AWS E6011 D) AWS E8018

৮. একটি থার্মিট ওয়েল্ড জয়েন্টের জন্য গৃহীত ন্যূনতম ট্রান্সভার্স টেনসাইল শক্তি হল A) 600 MPa B) 720 MPa C) 850 MPa D) 900 MPa

৯. ফিল্ড থার্মিট ওয়েল্ডের 100% পরিদর্শনের জন্য কোন NDT পদ্ধতি বাধ্যতামূলক? A) ম্যাগনেটিক পার্টিকেল ইনস্পেকশন B) রেডিওগ্রাফি C) USFD (আল্ট্রাসোনিক ফ্ল ডিটেকশন) D) ডাই পেনেট্রেন্ট টেস্ট

১০. 60 kg রেলের ফ্ল্যাশ-বাট ওয়েল্ডিংয়ের সময় প্রয়োগ করা আপসেট ফোর্স প্রায় A) 200 kN B) 300 kN C) 350 kN D) 450 kN

১১. স্টেইনলেস-স্টীল কোচ বডির GMAW-তে নিচের কোন গ্যাস ব্যবহৃত হয় না? A) 100 % CO₂ B) আর্গন + 2% O₂ C) আর্গন + CO₂ মিশ্রণ D) খাঁটি আর্গন

১২. RDSO দ্বারা চালু করা অটো-থার্মিট কিট কমায় A) রেল ফাঁক B) ধোঁয়ার সংস্পর্শ ও শুরু-সময় C) ওয়েল্ডিং তাপমাত্রা D) Al গুঁড়ার খরচ

১৩. IR-এর অধীনে “রেলবট-ডব্লিউ” প্রকল্প কোন উন্নত ওয়েল্ডিং প্রযুক্তি ব্যবহার করার লক্ষ্য রাখে? A) প্লাজমা আর্ক ওয়েল্ডিং B) ঘর্ষণ আলোড়ন ওয়েল্ডিং C) লেজার-MAG হাইব্রিড ওয়েল্ডিং D) ইলেকট্রন বিম ওয়েল্ডিং

১৪. থার্মিট ওয়েল্ডিংয়ে অপর্যাপ্ত প্রি-হিটিংয়ের সাথে কোন ত্রুটি হওয়ার সম্ভাবনা সবচেয়ে বেশি? A) অনুপ্রবেশের অভাব B) স্ল্যাগ অন্তর্ভুক্তি C) ছিদ্রতা D) সঙ্কুচিত গহ্বর

১৫. রেল থার্মিট ওয়েল্ডের হিট-অ্যাফেক্টেড জোন (HAZ)-এ অনুমোদিত হার্ডনেস হল A) ≤ 250 HV B) ≤ 350 HV C) ≤ 450 HV D) ≤ 500 HV

১৬. মোবাইল ফ্ল্যাশ-বাট ওয়েল্ডিং প্ল্যান্ট চলমান ট্র্যাকে দিনে কতগুলি ওয়েল্ড সম্পন্ন করতে পারে? A) ~20 ওয়েল্ড B) ~40 ওয়েল্ড C) ~60 ওয়েল্ড D) ~100 ওয়েল্ড

১৭. ভারতীয় রেলওয়ের জন্য “ওয়েল্ড-ক্লাউড” অ্যাপ কোন সংস্থা তৈরি করেছে? A) RDSO B) RITES C) RVNL D) CRIS