एल्यूमिनियम टीआईजी वेल्डिंग की कला

एल्युमीनियम टीआईजी (टंगस्टन इनर्ट गैस) वेल्डिंग को अक्सर वेल्डिंग शिल्प कौशल का शिखर माना जाता है। यह प्रक्रिया तकनीकी ज्ञान, सटीक उपकरण सेटअप और अच्छी तरह से परिष्कृत मैनुअल निपुणता के अनूठे मिश्रण की मांग करती है। जब सही ढंग से क्रियान्वित किया जाता है, तो यह ऐसे वेल्ड उत्पन्न करता है जो न केवल अविश्वसनीय रूप से मजबूत और रिसाव-प्रूफ होते हैं, बल्कि अपनी विशिष्ट चमकदार, स्टैक्ड-डाइम उपस्थिति के साथ सौंदर्य की दृष्टि से भी सुंदर होते हैं। वेल्डिंग स्टील के विपरीत, एल्यूमीनियम अपने विशिष्ट भौतिक और रासायनिक गुणों के कारण अद्वितीय चुनौतियों का एक सेट प्रस्तुत करता है। हालाँकि, इन चुनौतियों को समझकर और उन्हें दूर करने की तकनीकों में महारत हासिल करके, आप ऑटोमोटिव पार्ट्स और एयरोस्पेस घटकों से लेकर कस्टम फैब्रिकेशन और कलात्मक मूर्तियों तक हर चीज पर दोषरहित वेल्ड बनाने की क्षमता को अनलॉक कर सकते हैं।

यह निश्चित मार्गदर्शिका आपको प्रक्रिया के पीछे के मूलभूत विज्ञान से लेकर पेशेवरों द्वारा उपयोग की जाने वाली उन्नत तकनीकों तक, वह सब कुछ बताएगी जो आपको जानना आवश्यक है। चाहे आप एक नौसिखिया हों जो शुरुआत करना चाह रहे हों या एक अनुभवी वेल्डर हों जो अपने कौशल को निखारना चाहते हों, एल्युमीनियम के बारे में यह गहन जानकारी टीआईजी वेल्डिंग आपको सफल होने के लिए आवश्यक ज्ञान प्रदान करेगी।

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एल्युमीनियम अलग क्यों है: चुनौतियों को समझना

किसी चाप पर प्रहार करने से पहले, यह समझना महत्वपूर्ण है कि एल्युमीनियम स्टील से अलग व्यवहार क्यों करता है। यह ज्ञान आगे आने वाली सभी तकनीकों और सेटिंग्स का आधार है।

दृढ़ ऑक्साइड परत

हवा के संपर्क में आने पर एल्युमीनियम स्वाभाविक रूप से एल्युमीनियम ऑक्साइड (Al₂O₃) की एक बहुत पतली, बहुत कठोर परत बनाता है। इस परत का गलनांक लगभग 3,700°F (2,037°C) है, जो इसके नीचे शुद्ध एल्युमीनियम के गलनांक, जो लगभग 1,220°F (660°C) है, से काफी अधिक है। यदि इस ऑक्साइड परत को नहीं हटाया जाता है, तो यह वेल्ड पोखर का विरोध करेगी, जिससे संदूषण, खराब संलयन और बदसूरत, दानेदार वेल्ड हो जाएगा। इस समस्या को हल करने की कुंजी टीआईजी प्रक्रिया में ही निहित है।

उच्च तापीय चालकता

एल्युमीनियम एक उत्कृष्ट हीट सिंक के रूप में कार्य करता है। यह वेल्ड ज़ोन से गर्मी को बहुत तेज़ी से दूर खींच लेता है। इसका मतलब यह है कि स्टील की तुलना में पिघले हुए पोखर को शुरू करने और बनाए रखने के लिए बहुत अधिक ताप इनपुट की आवश्यकता होती है। इसका मतलब यह भी है कि गर्मी का निर्माण पूरे वर्कपीस में तेजी से होता है, अगर सावधानी से प्रबंधित नहीं किया गया तो विकृति और विरूपण का खतरा बढ़ जाता है।

पिघलने से पहले कोई रंग नहीं बदलता

पिघलने से पहले स्टील लाल गर्म चमकता है, जिससे स्पष्ट दृश्य संकेत मिलता है। एल्युमिनियम नहीं है. यह तब तक चांदी जैसा और चमकीला बना रहता है जब तक कि यह तुरंत पिघले हुए पोखर में परिवर्तित न हो जाए। यह शुरुआती लोगों के लिए भटकाव भरा हो सकता है और धातु की सतह के गर्म होने पर उसे 'पढ़ना' सीखना आवश्यक है।

क्रेटर्स और हॉट क्रैकिंग

एल्युमीनियम में उच्च तापीय विस्तार और संकुचन दर होती है। जैसे ही वेल्ड पोखर जम जाता है और ठंडा हो जाता है, यह काफी सिकुड़ जाता है। यदि वेल्ड को अनुचित तरीके से समाप्त किया जाता है, तो यह सिकुड़न एक गड्ढा छोड़ सकती है - वेल्ड बीड के अंत में एक गड्ढा। क्रेटर में दरार पड़ने (गर्म दरार) की अत्यधिक संभावना होती है क्योंकि जमने के दौरान वे तनाव एकाग्रता का एक बिंदु होते हैं।

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एल्यूमिनियम टीआईजी के लिए आवश्यक उपकरण और सेटअप

सही उपकरण का उपयोग करना और इसे सही ढंग से कॉन्फ़िगर करना एल्यूमीनियम टीआईजी वेल्डिंग में 80% लड़ाई है।

शक्ति का स्रोत: एसी टीआईजी वेल्डर

जबकि DCEN (डायरेक्ट करंट इलेक्ट्रोड नेगेटिव) और हीलियम मिश्रण के साथ पतले एल्यूमीनियम को वेल्ड करना संभव है, गुणवत्ता वाले एल्यूमीनियम वेल्डिंग के लिए मानक और आवश्यक विधि AC (अल्टरनेटिंग करंट) है।

• एसी क्यों?  एसी धारा चक्र दो चरणों के बीच बदलता रहता है:

• इलेक्ट्रोड पॉजिटिव (ईपी) चक्र:  यह 'सफाई' क्रिया है। चक्र के इस आधे भाग के दौरान, इलेक्ट्रॉन वर्कपीस से टंगस्टन इलेक्ट्रोड तक कूदते हैं, जिससे जिद्दी एल्यूमीनियम ऑक्साइड परत नष्ट हो जाती है। यह चाप के चारों ओर एक स्पष्ट नक्काशीदार चक्र के रूप में दिखाई देता है।

• इलेक्ट्रोड नकारात्मक (EN) चक्र:  यह 'प्रवेश' या 'हीटिंग' क्रिया है। इस आधे भाग के दौरान, करंट इलेक्ट्रोड से वर्कपीस तक प्रवाहित होता है, जिससे अधिकांश गर्मी निकलती है और वेल्ड पोखर बनता है।

एक आधुनिक इन्वर्टर-आधारित एसी/डीसी टीआईजी वेल्डर आदर्श है क्योंकि यह एसी संतुलन (या एसी वेवफॉर्म कंट्रोल) के सटीक समायोजन की अनुमति देता है।

महत्वपूर्ण नियंत्रण: संतुलन और आवृत्ति

• एसी बैलेंस (%EN बनाम %EP):  यह नियंत्रण प्रवेश (EN) चरण बनाम सफाई (EP) चरण में बिताए गए समय के अनुपात को समायोजित करता है।

• एक उच्च %EN (उदाहरण के लिए, 70-80%) अधिक गर्मी और पैठ, एक संकीर्ण सफाई बैंड और एक तेज, अधिक स्थिर चाप प्रदान करता है। हालाँकि, बहुत अधिक EN टंगस्टन को अत्यधिक गर्म होने और अत्यधिक बॉलिंग करने की अनुमति दे सकता है।

• एक उच्च %EP (उदाहरण के लिए, 30-40%) एक व्यापक सफाई क्रिया प्रदान करता है, जो गंदी या ऑक्सीकृत सामग्री के लिए या अशुद्धियों से निपटने के लिए अच्छा है। हालाँकि, बहुत अधिक ईपी के कारण टंगस्टन तेजी से ऊपर उठ सकता है और वेल्ड क्षेत्र के बाहर सामग्री को अत्यधिक खोद सकता है।

• एक अच्छा प्रारंभिक बिंदु लगभग 70% EN/30% EP है।

• एसी फ्रीक्वेंसी (हर्ट्ज):  यह नियंत्रण समायोजित करता है कि ईएन और ईपी के बीच प्रति सेकंड कितनी बार वर्तमान स्विच होता है।

• एक कम आवृत्ति (उदाहरण के लिए, 60-80 हर्ट्ज) एक व्यापक, नरम आर्क शंकु और एक व्यापक वेल्ड पोखर बनाती है। शुरुआती लोगों के लिए यह अधिक क्षमाशील है।

• एक उच्च आवृत्ति (उदाहरण के लिए, 120-200 हर्ट्ज) एक बहुत ही केंद्रित, तंग और कठोर चाप शंकु बनाती है। यह बेहतर दिशात्मक नियंत्रण, गहरी पैठ (चाप शंकु 'अंदर खोदता है') प्रदान करता है, और तंग कोनों और विस्तृत कार्य के लिए उत्कृष्ट है। यह गर्मी को केंद्रित करने में भी मदद करता है, जिससे समग्र गर्मी प्रभावित क्षेत्र (एचएजेड) कम हो जाता है।

सही टंगस्टन इलेक्ट्रोड का चयन करना

इलेक्ट्रोड एक महत्वपूर्ण घटक है. एल्यूमीनियम एसी टीआईजी के लिए,  शुद्ध टंगस्टन  (हरा) ऐतिहासिक मानक था, लेकिन यह आसानी से गोल हो जाता है और कम स्थिर होता है। आज,  लैंथेनेटेड  (गोल्ड, 1.5% या 2.0%) और  सेरिएटेड  (ग्रे) लोकप्रिय विकल्प हैं क्योंकि वे एसी और डीसी दोनों पर अच्छा काम करते हैं, आसानी से शुरू करते हैं, और एक तंग आर्क के लिए एक स्थिर बिंदु बनाए रखते हैं। एसी वेल्डिंग के लिए  ज़िरकोनिएटेड  (सफ़ेद) भी एक उत्कृष्ट, लंबे समय तक चलने वाला विकल्प है।

स्थिर चाप के लिए इलेक्ट्रोड को एक बिंदु तक (एक समर्पित टंगस्टन ग्राइंडर के साथ) तेज किया जाना चाहिए, लेकिन यह स्वाभाविक रूप से एसी वेल्डिंग के दौरान टिप पर एक गेंद बनाएगा। गोल एक साफ़, स्थिर गेंद है, बड़ी, झुकती हुई नहीं।

परिरक्षण गैस और टॉर्च सेटअप

• गैस:  अधिकांश एल्यूमीनियम वेल्डिंग के लिए लगभग ½' मोटाई तक 100% आर्गन का उपयोग करें। मोटे वर्गों के लिए,  आर्गन/हीलियम  (आमतौर पर 75% He / 25% Ar) के मिश्रण का उपयोग किया जाता है। हीलियम विद्युत सेटिंग्स को बदले बिना आर्क के ताप इनपुट और प्रवेश को बढ़ाता है।

• गैस लेंस:  गैस लेंस की  अत्यधिक अनुशंसा की जाती है।  एल्यूमीनियम वेल्डिंग के लिए यह आपके टॉर्च में मानक कोलेट बॉडी को प्रतिस्थापित करता है और अधिक स्मूथ, अधिक लैमिनर गैस प्रवाह बनाने के लिए एक महीन जाली वाली स्क्रीन का उपयोग करता है। यह बेहतर परिरक्षण कवरेज प्रदान करता है, आपको बेहतर दृश्यता और तंग जोड़ों तक पहुंच के लिए टंगस्टन को दूर तक चिपकाने की अनुमति देता है, और ड्राफ्ट के प्रति कम संवेदनशील होता है।

• कप का आकार:  गैस लेंस के साथ उपयोग किया जाने वाला एक बड़ा सिरेमिक कप (उदाहरण के लिए, # 6, # 7, या # 8) एल्यूमीनियम के बड़े वेल्ड पोखर पर और भी बेहतर परिरक्षण गैस कवरेज प्रदान करता है।

भराव धातुएँ

एल्यूमीनियम भराव की छड़ें आम तौर पर उस बेस मिश्र धातु से मेल खाती हैं जिसे आप वेल्डिंग कर रहे हैं। सामान्य विकल्पों में शामिल हैं:

• 4043:  उत्कृष्ट तरलता और अच्छे दरार प्रतिरोध के साथ एक सामान्य प्रयोजन मिश्र धातु। यह सुचारू रूप से वेल्ड करता है लेकिन एक भूरे रंग का वेल्ड मनका उत्पन्न करता है जो आधार धातु से मेल खाने के लिए एनोडाइज नहीं करता है।

• 5356:  दूसरी सबसे आम पसंद। यह उज्जवल, चमकदार वेल्ड प्रदान करता है जो आधार धातु के रंग से अधिक निकटता से मेल खाता है और एनोडाइजेबल होता है। इसकी तन्यता ताकत 4043 से अधिक है, लेकिन यह कम तरल है और कुछ स्थितियों में गर्म दरार के प्रति अधिक संवेदनशील हो सकता है।

• अन्य मिश्रधातु जैसे 4943, 5183, और 5556 का उपयोग विशिष्ट अनुप्रयोगों और उच्च-शक्ति आवश्यकताओं के लिए किया जाता है।

अपने विशिष्ट आधार धातु और अनुप्रयोग के लिए सही छड़ चुनने के लिए हमेशा एक भराव धातु चयन चार्ट से परामर्श लें।

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चरण-दर-चरण वेल्डिंग तकनीक

आपकी मशीन सही ढंग से सेट होने के बाद, बाकी काम तकनीक पर निर्भर करता है।

तैयारी सर्वोपरि है

1. सफ़ाई:  इसे बढ़ा-चढ़ाकर नहीं कहा जा सकता। सभी ऑक्सीकरण, तेल, ग्रीस और गंदगी को हटाया जाना चाहिए।

• यांत्रिक सफाई:  संयुक्त क्षेत्र को साफ़ करने के लिए एक समर्पित स्टेनलेस स्टील वायर ब्रश (केवल एल्यूमीनियम के लिए उपयोग किया जाता है) का उपयोग करें। वैकल्पिक रूप से, सैंडर या फ्लैप डिस्क का उपयोग करें। हमेशा एक ही दिशा में ब्रश करें, आगे-पीछे नहीं।

• रासायनिक सफाई:  किसी भी हाइड्रोकार्बन को हटाने के लिए क्षेत्र को एसीटोन जैसे विलायक या एक समर्पित डीग्रीज़र से पोंछें। यह किया जाना चाहिए । के बाद  यांत्रिक सफाई

2. फिट-अप:  सुनिश्चित करें कि हिस्से न्यूनतम अंतराल के साथ कसकर फिट हों। यदि अंतराल बहुत बड़े हों तो एल्युमीनियम की उच्च तरलता के कारण यह पिघल सकता है।

आर्क शुरू करना और पोखर की स्थापना करना

1. आर्क आरंभ करें:  टंगस्टन संदूषण से बचने के लिए उच्च-आवृत्ति स्टार्ट का उपयोग करें।

2. एक 'पोखर' बनाएं:  एक सख्त चाप लंबाई (लगभग 1/16' से 1/8') पकड़ें और टॉर्च को स्थिर रखें। आप देखेंगे कि ऑक्साइड की परत गायब हो गई है और धातु चमकदार हो गई है। फिर, यह अचानक एक तरल पोखर में 'ढह' जाएगा। इसमें कुछ सेकंड लग सकते हैं, विशेषकर मोटी सामग्री पर।  धैर्य रखें।

3. भराव धातु जोड़ें:  एक बार लगभग 1/4' व्यास का एक स्थिर, तरल पोखर स्थापित हो जाए, तो अपने भराव रॉड की नोक को पोखर के अग्रणी किनारे में डुबोएं। पोखर में प्रवेश करने से पहले ऑक्सीकरण को रोकने के लिए रॉड को बहुत कम कोण (लगभग वर्कपीस के समानांतर) और गैस शील्ड के भीतर रखें।

गति और लय

एल्यूमीनियम के लिए क्लासिक तकनीक 'वॉक द कप' विधि है, हालांकि फ्रीहैंड भी आम है।

• फ्रीहैंड डबिंग:  इसमें फिलर रॉड को पोखर में लयबद्ध तरीके से थपथपाते हुए टॉर्च को लगातार आगे बढ़ाना शामिल है। गति सुचारू और सुसंगत होनी चाहिए।

• वॉक द कप:  टॉर्च का सिरेमिक कप वर्कपीस या फिलर रॉड पर टिका होता है। टार्च को एक स्थिर गति से एक ओर से दूसरी ओर घुमाकर, वेल्डर कप को जोड़ के साथ 'चलता' है। यह विशेष रूप से पाइप और लंबे जोड़ों पर अविश्वसनीय स्थिरता, नियंत्रण और सफाई प्रदान करता है। यह कई पेशेवरों के लिए पसंदीदा तरीका है।

वेल्ड को समाप्त करना और गड्ढों को रोकना

बस रुकें नहीं और टॉर्च को दूर न खींचें। यह क्रेटर दरार की गारंटी देगा।

1. धीमा करें:  जैसे ही आप वेल्ड के अंत तक पहुंचते हैं, पोखर के आकार को कम करने के लिए अपनी यात्रा की गति को थोड़ा बढ़ाएं।

2. अतिरिक्त भराव जोड़ें:  समाप्त करने से ठीक पहले, वेल्ड के अंत को भरने के लिए भराव धातु के एक या दो अंतिम डिप्स जोड़ें।

3. क्रेटर फिल फ़ंक्शन का उपयोग करें:  अधिकांश आधुनिक वेल्डर में क्रेटर फिल सेटिंग होती है। जब आप पेडल या ट्रिगर छोड़ते हैं, तो मशीन स्वचालित रूप से एक निर्धारित समय (उदाहरण के लिए, 5 सेकंड) में एम्परेज को कम कर देगी, जिससे पोखर गड्ढे में सिकुड़े बिना धीरे-धीरे जम जाएगा।  इस फ़ंक्शन का उपयोग करना सीखें.

4. परिरक्षण जारी रखें:  अंतिम भराव जोड़ने के बाद, गर्म, ठोस धातु को ऑक्सीकरण से बचाने के लिए प्रवाह के बाद गैस बंद होने तक टॉर्च को अपनी जगह पर रखें।

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उन्नत तकनीकें और समस्या निवारण

वेल्डिंग पतला एल्यूमीनियम (उदाहरण के लिए, 16ga - 0.125')

पतली सामग्री के विकृत होने और पिघलने का खतरा होता है।

• एक छोटे टंगस्टन (1/16') का उपयोग करें।

• कम एम्परेज और एक छोटे कप (गैस लेंस के साथ #5 या #6) का उपयोग करें।

• पल्स वेल्डिंग अत्यंत लाभकारी है। उच्च शिखर धारा (धातु को पिघलाने के लिए) और कम पृष्ठभूमि धारा (पोखर को थोड़ा ठंडा करने की अनुमति देने के लिए) के बीच स्पंदन वैकल्पिक होता है। यह समग्र ताप इनपुट को कम करता है, विकृति को कम करता है, और आपको अधिक नियंत्रण देता है। एक अच्छी प्रारंभिक पल्स सेटिंग 50% शिखर/पृष्ठभूमि अनुपात के साथ 100 पीपीएस (प्रति सेकंड पल्स) है।

• गर्मी को खत्म करने में मदद के लिए जोड़ के पीछे तांबे या एल्यूमीनियम बैकिंग बार का उपयोग करें।

मोटी एल्यूमीनियम वेल्डिंग (उदाहरण के लिए, 0.25' और ऊपर)

मोटी सामग्री के लिए बड़े पैमाने पर ताप इनपुट की आवश्यकता होती है।

• वर्कपीस को टॉर्च से 300-400°F (150-200°C) पर पहले से गरम करें। यह अक्सर आवश्यक होता है. यह धातु को लगने वाले थर्मल झटके को कम करता है, नमी को हटाता है, और आपको अपनी मशीन से कम एम्परेज का उपयोग करने की अनुमति देता है।

• बड़े टंगस्टन (3/32' या 1/8') का उपयोग करें।

• गहरी पैठ के लिए हीलियम/आर्गन मिश्रण गैस का उपयोग करें।

• एक 'V' ग्रूव बनाने के लिए मोटे किनारों को मोड़ें जो पूर्ण प्रवेश की अनुमति देता है। एकाधिक पास की आवश्यकता होगी.

सामान्य समस्याएँ एवं समाधान

• टंगस्टन संदूषण (वेल्ड में काले धब्बे):  इलेक्ट्रोड ने पोखर या भराव रॉड को छू लिया। रुकें, दूषित सिरे को तोड़ें, टंगस्टन को फिर से पीसें और पुनः आरंभ करें।

• ऑक्सीकरण (काली कालिख अवशेष):  पर्याप्त सफाई कार्रवाई नहीं (%ईपी में वृद्धि), गैस का प्रवाह बहुत कम, ड्राफ्ट, या सामग्री पर्याप्त साफ नहीं थी।

• सरंध्रता (वेल्ड में छोटे छेद):  संदूषण (नमी, तेल, ग्रीस) या परिरक्षण गैस के नुकसान के कारण होता है। अपनी गैस लाइनों, प्रवाह दर (20-25 सीएफएच) की जांच करें और सुनिश्चित करें कि आपका काम साफ और सूखा है।

• संलयन की कमी:  पर्याप्त ताप इनपुट नहीं। एम्परेज बढ़ाएं, यात्रा की गति धीमी करें, या अधिक केंद्रित आर्क (उच्च आवृत्ति) का उपयोग करें।

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सुरक्षा प्रथम: अपनी सुरक्षा करना

वेल्डिंग करते समय हमेशा सुरक्षा को प्राथमिकता दें:

• श्वसन सुरक्षा:  वेल्डिंग का धुआं हानिकारक हो सकता है। विशेष रूप से खराब हवादार क्षेत्रों में P100 फिल्टर वाले अनुमोदित श्वासयंत्र का उपयोग करें। ए धूआं निकालने वाला आदर्श है।

• नेत्र सुरक्षा:

• वेल्डिंग हेलमेट:  TIG वेल्डिंग के लिए शेड #11-13 वाले ऑटो-डार्कनिंग हेलमेट का उपयोग करें।

• सुरक्षा चश्मा:  अपनी आंखों को आवारा चापों और मलबे से बचाने के लिए हमेशा अपने हेलमेट के नीचे यूवी-सुरक्षात्मक सुरक्षा चश्मा पहनें।

• त्वचा की सुरक्षा:  यूवी विकिरण और छींटे से बचाने के लिए लौ प्रतिरोधी कपड़े (चमड़े की जैकेट या आस्तीन, वेल्डिंग दस्ताने) पहनें (हालांकि टीआईजी में अन्य प्रक्रियाओं की तुलना में कम छींटे होते हैं)।

• विद्युत सुरक्षा:  क्षतिग्रस्त केबलों और कनेक्शनों के लिए अपने उपकरण का निरीक्षण करें। अपने कार्य क्षेत्र को सूखा रखें।

निष्कर्ष

एल्यूमिनियम टीआईजी वेल्डिंग एक चुनौतीपूर्ण लेकिन बेहद फायदेमंद कौशल है। यह कला और विज्ञान का सच्चा मेल है, जिसके लिए धातु विज्ञान, बिजली और गैस की गतिशीलता की समझ की आवश्यकता होती है, जो वेल्डर के स्थिर हाथों के माध्यम से अनुवादित होती है। अभ्यास का कोई विकल्प नहीं है. समतल प्लेट पर साधारण मोतियों से शुरुआत करें, फिर जोड़ों की ओर बढ़ें और अंततः जटिल परियोजनाओं की ओर बढ़ें। बुनियादी बातों पर ध्यान दें: त्रुटिहीन सफाई, सटीक मशीन सेटअप, और एक स्थिर, लयबद्ध तकनीक विकसित करना। एल्यूमीनियम की अनूठी प्रकृति का सम्मान करके और इस गाइड में दिए गए ज्ञान को लागू करके, आप स्वच्छ, मजबूत और सुंदर वेल्ड बनाने की राह पर होंगे जो आपके कौशल और समर्पण का प्रमाण है।