पाठ 4.8रूप बदलनाअध्याय 4 · शीट और ट्यूब फ़ॉर्मिंग

इलेक्ट्रोमैग्नेटिक फ़ॉर्मिंग

चुंबकीय पल्स धातु को बिना संपर्क के फ़िटिंग पर फेंकता है

इलेक्ट्रोमैग्नेटिक फ़ॉर्मिंग (EMF) धातु को छूने वाले औज़ार की जगह चुंबकत्व के पल्स से आकार देती है। सेकंड के एक अंश के करंट के झोंके वाली कॉइल एल्युमिनियम या तांबे के पार्ट को इतनी ज़ोर से धकेलती है कि ट्यूब फ़िटिंग पर दब जाती है। यही भौतिकी शौक़ीन लोगों को सिक्का सिकोड़ने देती है, और कार निर्माताओं को वेल्डिंग के बिना एल्युमिनियम ट्यूब को स्टील पार्ट से जोड़ने देती है।

फ़ोटो: Bert Hickman, Stoneridge Engineering, CC BY-SA 3.0, स्रोत: Wikimedia Commons

इलेक्ट्रोमैग्नेटिक क्रिम्पिंग · पल्स सर्किट और कॉइल, ट्यूब व फ़िटिंग का कटा हुआ दृश्यघेरे में लिखे नंबर नीचे दिए चरणों से मेल खाते हैं। कटा हुआ दृश्य पल्स के ठीक बाद गोल कॉइल, ट्यूब और फ़िटिंग का केवल ऊपरी आधा हिस्सा दिखाता है।

यह कैसे काम करती है

कैपेसिटर चार्ज करें। कैपेसिटर बैंक (विद्युत आवेश का तेज़ी से छूटने वाला भंडार) कई किलोवोल्ट तक चार्ज किया जाता है, जिसमें आमतौर पर कुछ से दसियों किलोजूल संचित होते हैं।
स्विच दबाएँ। तेज़ स्विच (स्पार्क गैप या हाई-पावर थाइरिस्टर) बैंक को वर्क कॉइल से जोड़ता है, जो मोटे, अच्छी तरह इंसुलेट किए तांबे के कुछ फेरे होते हैं।
करंट का पल्स भेजें। दसियों से सैकड़ों हज़ार एम्पियर कॉइल से लगभग 10–100 माइक्रोसेकंड तक दौड़ते हैं। अचानक बना चुंबकीय क्षेत्र ट्यूब में भँवर धाराएँ (चालक में प्रेरित घूमती धाराएँ) पैदा करता है, जो उलटी दिशा में बहती हैं।
धक्के को काम करने दें। उलटी धाराएँ एक-दूसरे को दूर धकेलती हैं, इसलिए तेज़ चुंबकीय दाब ट्यूब की दीवार को कॉइल से दूर लगभग 100–300 m/s पर फेंकता है। कॉइल पार्ट को कभी नहीं छूती।
टक्कर और जकड़न। दीवार फ़िटिंग और उसके खाँचों पर ज़ोर से जा लगती है, और माइक्रोसेकंड में कसा हुआ जोड़ बन जाता है। पर्याप्त गति हो तो दोनों धातुएँ वेल्ड भी हो सकती हैं (मैग्नेटिक पल्स वेल्डिंग)।

मुख्य तथ्य

सामग्री: अच्छे विद्युत चालक: एल्युमिनियम, तांबा, पीतल; स्टील और ख़राब चालकों के लिए बदलाव या चालक "ड्राइवर" शीट चाहिए
आम पार्ट: फ़िटिंग पर क्रिम्प की गई ट्यूबें, केबल लग, सिरे की फ़िटिंग वाले ड्राइव शाफ़्ट, एकतरफ़ा डाई में दबाए शीट के विवरण
पार्ट का आकार: ज़्यादातर ट्यूब और कुछ सौ मिलीमीटर तक के शीट क्षेत्र, जो कॉइल और संचित ऊर्जा से तय होते हैं
सटीकता: बहुत दोहराने योग्य; आकार फ़िटिंग या डाई से तय होता है, अक्सर क्रिम्प व्यासों पर लगभग ±0.1 mm के भीतर
सतह की फ़िनिश: कॉइल का कोई औज़ार-निशान नहीं; बना हुआ तल फ़िटिंग या डाई की नकल करता है
किस बैच साइज़ के लिए उपयुक्त: कॉइल और सेटिंग ट्यून हो जाने पर मध्यम से ज़्यादा श्रृंखलाएँ
टूलिंग और मशीन की लागत: पल्स मशीनें आमतौर पर सैकड़ों हज़ार डॉलर की होती हैं; कॉइलें घिसती हैं और बदली जाती हैं
गति: फ़ॉर्मिंग में माइक्रोसेकंड लगते हैं; लोडिंग के साथ एक चक्र में कुछ सेकंड

ताक़तें और सीमाएँ

खूबियाँ

संपर्क नहीं: न औज़ार के निशान, न चिकनाई
बेहद तेज़ और बहुत दोहराने योग्य
अलग-अलग सामग्रियाँ, जैसे एल्युमिनियम और स्टील, बिना गर्मी के जोड़ती है
ऊँची गति धातु को ज़्यादा खिंचने देती है, स्प्रिंगबैक कम

सीमाएँ

एल्युमिनियम और तांबे जैसे अच्छे चालकों पर सबसे बेहतर
ऊँचे वोल्टेज के लिए सख़्त विद्युत सुरक्षा चाहिए
कॉइलों पर भारी बल पड़ते हैं और वे घिस जाती हैं
काफ़ी पतली दीवारों और मध्यम पार्ट आकारों तक सीमित

कहाँ इस्तेमाल होती है

ऑटोमोटिवड्राइव शाफ़्ट, फ़्रेम के जोड़, एयर-कंडीशनिंग लाइनें
एयरोस्पेससिरे की फ़िटिंग से जुड़ी टॉर्क ट्यूब और कंट्रोल रॉड
विद्युतक्रिम्प किए केबल लग और कनेक्टर
हीटिंग और कूलिंगतांबे-से-एल्युमिनियम रेफ़्रिजरेंट ट्यूब के जोड़

इसे कैसे पहचानें

ट्यूब जो फ़िटिंग के खाँचों में चारों ओर चिकनाई और एकसमानता से सिकुड़ी है।
जहाँ क्रिम्प है वहाँ न औज़ार के निशान, न गड्ढे, न जबड़ों की छाप।
अक्सर एल्युमिनियम या तांबा, जो स्टील या प्लास्टिक से बिना वेल्ड बीड या चिपकाने वाले के जुड़ा है।

तुलना करें

एक्सप्लोसिव फ़ॉर्मिंग4.9यह भी तेज़ गति की फ़ॉर्मिंग है, पर ऊर्जा पानी के नीचे रासायनिक चार्ज से आती है, बहुत बड़े पार्ट के लिए।हाइड्रोफ़ॉर्मिंग4.5तरल दाब से धातु को धीरे-धीरे और सीलों के साथ धकेलती है; EMF चुंबकीय पल्स का उपयोग करती है और संपर्क नहीं करती।एक्सप्लोज़न वेल्डिंग7.8वही "तेज़ टक्कर धातुओं को जोड़ती है" वाला विचार, जो विस्फोटकों से चलता है।

देखें

Physics Girl · स्पष्ट व्याख्या, पल्स्ड कॉइल से सिकुड़े सिक्के के स्लो-मोशन फ़ुटेज के साथ

Physics Girl · चुंबकीय धक्का कितना ज़ोरदार है, स्लो मोशन में

Chaotic Good · हार्डवेयर: पल्स मशीन के कैपेसिटर, स्विच और कॉइल

Greg Benoit · एयरोस्पेस में शुरुआती उपयोग: EMF से सिरे की फ़िटिंग से जुड़ी ट्यूबें

असली तस्वीरें देखें

Wikipedia: Electromagnetic forming — सिद्धांत, सामग्रियाँ, क्रिम्पिंग और वेल्डिंग; लगभग कोई तस्वीर नहीं
Wikimedia Commons फ़ोटो खोज

याद रखें

कॉइल में करंट का पल्स पास के चालक को दूर धकेलता है: कोई औज़ार पार्ट को कभी नहीं छूता।
पूरी फ़ॉर्मिंग माइक्रोसेकंड में होती है, सैकड़ों मीटर प्रति सेकंड की गति से।
फ़िटिंग पर क्रिम्प की गई एल्युमिनियम और तांबे की ट्यूबों के लिए सबसे अच्छी, फ़िटिंग अलग धातु की हो तब भी।