با گسترش شهرها و افزایش ساختوساز ساختمانهای مرتفع و آسمانخراشها، موضوع استحکام بنا و مقاومسازی آن در برابر عوامل مختلف، اهمیت ویژهای یافته است. یکی از روشهای متداول برای اتصال میلگردها در چنین پروژههایی، جوش فورجینگ یا جوش سر به سر میلگرد نام دارد.
در این مطلب از رونیکس، میخواهیم به معرفی جوش فورجینگ، مزایا و معایب آن و همچنین شیوه اجرای این روش بپردازیم.
رونیکس را بخوانید.
جوش فورجینگ چیست؟
جوشکاری میلگرد یکی از مهمترین و پایهایترین کارها در ساختوساز ساختمانها به شمار میرود. به طور معمول، برای به هم پیوستن میلگردها از سه روش اصلی استفاده میکنند که هر کدام نقاط قوت و ضعف خود را دارند:
اتصالات همپوشانی یا اورلپ (Lap Joint)
اتصالات مکانیکی (Mechanical Joint)
جوش فورجینگ یا سربهسر
انواع روشهای به هم پیوند دادن میلگرد
شرکت رونیکس، سازنده انواع دستگاه جوش در بازار ابزار ایران میباشد. برای اطلاعات بیشتر درباره «موتور جوش رونیکس» اینجا کلیک کنید.
جوش فورجینگ در دهه ۱۹۳۰ به عنوان یکی از شاخههای جوشکاری با گاز اکسی استیلن در آمریکا و ژاپن پدید آمد. بعدها در سال ۱۹۵۲ با هدف استفاده در صنعت راهآهن و برای اتصال میلگردهای فولادی توسعه بیشتری یافت.
جوشکاری فورجینگ یک روش اتصال حرارتی است. در این روش، فلز اصلی کاملاً ذوب نمیشود. به دلیل عدم نیاز به مواد کمکی مانند الکترود، سیم جوش یا پودر جوش برای اتصال دو قطعه، این روش مزایای زیادی در مقایسه با دیگر روشهای جوشکاری دارد. جوش فورجینگ به خاطر سرعت اجرای بالا، امکان اتصال میلگردهای قطور، اجرای نسبتاً آسان و مهمتر از همه، ایجاد اتصالاتی با استحکام بسیار خوب شناخته میشود. یکی از محصولات باکیفیت رونیکس، اینورتر مدل ۴۶۰۴ است که برای جوشکاری انواع فلزات قابل استفاده میباشد.
جوش فورجینگ یک تکنیک مدرن برای به هم پیوستن میلگردها در ساختوساز است. در این روش، دو سر میلگرد با گرمای زیاد و فشار بالا ذوب شده و به طور کامل به هم متصل میشوند. نتیجه، یک اتصال بسیار محکم و بدون درز است که استحکام کلی سازه را به شکل قابل توجهی بالا میبرد. این فرآیند، مشکلات و نقاط ضعف روشهای قدیمی اتصال را از بین میبرد. با پیروی از استانداردهای صحیح جوش فورجینگ، میتوان اتصالاتی بادوام و باکیفیت ایجاد کرد که تحمل بسیار خوبی در برابر نیروهای کششی و فشاری دارند.
بیشتر بخوانید: اصلی ترین تفاوت جوشکاری TIG و MMA در چیست؟ | کاربرد هر روش در کجاست؟
جوش فورجینگ چگونه اجرا میشود؟
جوش فورجینگ یک روش نوین و پرکاربرد برای به هم پیوستن میلگردها در ساختوساز است. برای اجرای درست این روش، آموزش دیدن در زمینه جوش فورجینگ میلگرد بسیار مهم است؛ چرا که یادگیری اصول و فنون آن باعث میشود اتصالاتی محکمتر و بادوامتر ایجاد شود. آموزش این روش شامل یادگیری مراحل مختلفی مانند آمادهسازی میلگردها، تنظیم تجهیزات، اعمال میزان مناسب گرما و فشار، و همچنین کنترل دقیق فرآیند جوش است. با شرکت در دورههای آموزشی ویژه، کارگران و تکنسینها میتوانند مهارتهای مورد نیاز را به دست آورده و اتصالاتی با استحکام و کیفیت بالا تولید کنند.
برای انجام جوش فورجینگ یا جوش سر به سر میلگرد، تنها سه دستگاه لازم است: دستگاه برش سرد، دستگاه تولید حرارت و دستگاه فشار هیدرولیک. در مرحله نخست، با استفاده از دستگاه برش سرد، دو سر میلگردها به طور دقیق برش میخورند تا از هرگونه ناخالصی یا اثر زنگزدگی روی سطح آنها پاک شوند.
روش جوش فورجینگ
در این روش، دو میلگرد دقیقاً روبروی هم قرار میگیرند. سپس با استفاده از یک مشعل مخصوص که با گاز اکسیژن و استیلن کار میکند، سرهای میلگردها را تا دمای بسیار بالا گرم میکنند. این دما معمولاً بین ۱۲۰۰ تا ۱۳۰۰ درجه سانتیگراد است که باعث میشود سر میلگردها نرم و شکلپذیر شوند.
بعد از گرم شدن، میلگردها که در یک گیره محکم شدهاند، تحت فشار یک سیستم هیدرولیک قرار میگیرند. این فشار باعث میشود دو سر میلگرد به هم فشرده شده و کاملاً به هم متصل شوند. پس از سرد شدن محل اتصال، آن را با دستگاه تراش یا فرز پرداخت میکنند تا صاف و یکدست شود.
در این فرآیند، به دلیل حرارت بسیار بالا، مولکولهای دو میلگرد در هم نفوذ کرده و با یکدیگر ترکیب میشوند. این امر یک پیوند مولکولی بسیار محکم و مقاوم بین آنها ایجاد میکند.
بیشتر بخوانید: ۰ تا ۱۰۰ معرفی اینورتر جوشکاری تفنگی + مزایا و معایب
مزایای استفاده از جوش فورجینگ
جوش فورجینگ فواید زیادی دارد که در ادامه آنها را بررسی میکنیم:
یکی از مزیتهای این روش، حذف ماده میانی مثل الکترود است. در نتیجه، دو قطعه مستقیماً به هم متصل میشوند. این کار نهتنها عوامل مؤثر در فرآیند را کم میکند، بلکه سرعت و سهولت جوشکاری را هم بالا میبرد.
این روش نیازی به برق ندارد و به همین دلیل، جوش دادن سر به سر میلگردها به آسانی انجام میشود.
در جوش فورجینگ، مدت زمان گرم کردن و مقدار فشاری که به میلگردها وارد میشود بسیار مهم است. اگر جوش به شکل درست انجام شود، میلگردهای جوشخورده مقاومت بسیار بالایی در برابر فشار و کشش پیدا میکنند.
در این روش، اختلاف ارتفاع بین محل اتصال و سطح میلگرد بسیار ناچیز است. این موضوع باعث میشود وزن سازه کمتر شود، اتصال بین میلگردها محکمتر گردد و فشار بهطور مؤثرتری به میلگرد منتقل شود.
برخلاف روشهای دیگر اتصال میلگرد، در جوش فورجینگ طول میلگرد در حین کار از بین نمیرود. استفاده از جوش سر به سر میلگرد به طور متوسط تا ۳۰ درصد در مصرف میلگرد صرفهجویی میکند.
ابزار مورد نیاز این روش معمولی و در دسترس است. همچنین ضایعات و هدررفت میلگرد در آن کمتر است. همه این موارد باعث میشود جوش فورجینگ روشی مقرونبهصرفه باشد.
فواید به کارگیری فرآیند جوش فورجینگ
جوش فورجینگ روشی است که در آن قطعات فلزی را با حرارت دادن و فشار دادن به هم متصل میکنند. این شیوه مزایای قابل توجهی دارد که آن را برای بسیاری از صنایع مفید میسازد.
یکی از اصلیترین برتریهای این روش، استحکام بسیار بالای اتصال ایجاد شده است. درز جوش حاصل شده به قدری محکم است که اغلب از خود فلز پایه نیز قویتر عمل میکند. این ویژگی باعث افزایش طول عمر قطعه و اطمینان از عملکرد مطمئن آن میشود.
از سوی دیگر، این فرآیند امکان اتصال فلزات غیرمشابه را فراهم میآورد. حتی موادی که به طور معمول جوشپذیری پایینی دارند نیز با این تکنیک به خوبی به هم متصل میشوند. این انعطاف، دامنه کاربرد آن را گسترده میکند.
کیفیت بالای حاصل از این روش نیز بسیار چشمگیر است. منطقه اطراف جوش عاری از ترک و ناپیوستگی باقی میماند و نیازی به استفاده از مواد اضافی برای پر کردن درزها نیست. نتیجه نهایی، اتصالی تمیز و یکدست است.
در نهایت، جوش فورجینگ از نظر اقتصادی نیز مقرون به صرفه محسوب میشود. سرعت اجرای نسبتاً بالا و کاهش نیاز به پردازشهای ثانویه، باعث صرفهجویی در زمان و هزینه میگردد.
معایب استفاده از جوش فورجینگ
فورجینگ میلگرد با وجود تمام مزایا، مانند دیگر روشها معایب خاص خود را هم دارد:
- گاز استیلنی که برای فورجینگ میلگرد استفاده میشود، کنترل میزان حرارت را سخت میکند و این عدم کنترل، کیفیت جوش را پایین میآورد.
- این روش اتصال، نیاز آن به نیروی کار متخصص دارد. به همین دلیل، در صورت جوشکاری توسط نیروی تازهکار، کیفیت جوش پایینی را شاهد خواهیم بود.
- استفاده از جوش فورجینگ، باعث تغییر ساختار میلگرد میشود. در نتیجه، مقاومت آن را کاهش میدهد.
- جوش فورجینگ، تاثیرپذیری زیادی از آبوهوای مکان جوشکاری دارد. در نواحی سردسیر کیفیت این جوش پایینتر و امکان شکنندگی بیشتر است؛ جوشکاری در مکانهای سردسیر به دلیل زودتر سرد شدن محل جوش، کیفیت پایینتر جوشکاری و احتمال شکنندگی بالاتری را به شما ارائه میدهد.
- در این روش میزان فشار به دو سر میلگرد باید کاملا یکسان باشد. در غیر این صورت، جوش به صورت یکسان و دقیق نخواهد بود و استحکام جوش کاهش پیدا میکند.
جوشکاری قوسی با الکترود روکش دار (SMAW) را به نقل از ایران مواد بخوانید:
در میان انواع جوشکاری، جوشکاری با الکترود دستی روکش دار پرکاربردترین نوع است. در این روش قوس الکتریکی ایجاد شده بین الکترود روکش دار و قطعه حرارت کافی برای ذوب کردن منطقه کوچکی از سطح فلز پایه و الکترود را تأمین می کند. با دور شدن قوس از محل حوضچۀ مذاب، مخلوط فلز مذاب ناشی از الکترود و فلز پایه شروع به سرد شدن و انجماد می نمایند و اتصال کامل می شود. این روش ارزان، آسان و با تجهیزاتی قابل حمل است، اما برای جوشکاری فلزات غیرآهنی مناسب نیست. همچنین فلز جوش تولید شده با این روش ممکن است نیاز به عملیات حرارتی مختلفی مانند آنیل (بازپخت) داشته باشد.
کاستیهای جوش فورجینگ
جوش فورجینگ، مانند هر روش دیگری، دارای محدودیتها و معایبی است که در ادامه به آنها اشاره میشود.
این فرآیند عمدتاً برای اتصال قطعات کوچک و با شکل ساده مناسب است. برای قطعات بزرگ یا با طراحی پیچیده، کارایی چندانی ندارد.
در این روش، تنها فلزاتی که قابلیت تغییر شکل بالایی دارند (مانند برخی فولادهای نرم، مس و آلومینیوم) قابل استفاده هستند. فلزات سخت یا ترد معمولاً با این روش جوش نمیخورند.
فرآیند جوش فورجینگ نیاز به تجهیزات نسبتاً سنگین و نیروی فیزیکی زیادی دارد. این موضوع میتواند اجرای آن را در برخی شرایط سخت یا برای قطعات خاص، دشوار کند.
کیفیت اتصال ایجادشده به شدت به مهارت اپراتور وابسته است. تنظیم دقیق دما، میزان فشار و زمان عملیات، عوامل کلیدی هستند که اگر به درستی کنترل نشوند، ممکن است جوشی با استحکام ناکافی ایجاد شود.
در مقایسه با برخی روشهای جوشکاری مدرن، سرعت انجام این فرآیند معمولاً پایینتر است.
بهترین روش اتصال میلگرد کدام است؟
در این مطلب، رونیکس به روش جوش فورجینگ و شیوه اجرای آن پرداخت. این روش یکی از راههای متصل کردن میلگردهاست که تقریباً در سطح جهانی دیگر رایج نیست؛ اما در ایران همچنان پرکاربرد است.
علت کنار گذاشته شدن این روش در جوش میلگرد، محدودیتهای فراوانی است که میتواند روی کیفیت نهایی جوش اثر بگذارد. امروزه اتصال مکانیکی را میتوان بهترین و مطمئنترین راه برای اتصال میلگردها دانست. این روش هم از نظر هزینه مقرونبهصرفهتر است و هم استحکام بیشتری در برابر نیروهای وارد بر میلگرد ایجاد میکند. به نظر شما کدام روش اتصال میلگرد در ایران مناسبتر است؟ پرسشها و دیدگاههای خود را با ما در میان بگذارید.
**پرسشهای متداول**
**چرا از روشهای گوناگونی برای اتصال میلگرد استفاده میشود؟**
برخی از این روشها از نظر اقتصادی بهصرفه نیستند. همچنین طول میلگرد مورد نیاز در پروژههای ساختمانی متفاوت است. به همین دلیل روشهای مختلفی برای اتصال میلگرد وجود دارد.
**اجرای جوش فورجینگ به چه ابزاری نیاز دارد؟**
این نوع جوش به سه دستگاه نیازمند است: دستگاه برش سرد، دستگاه تولید حرارت و دستگاه فشار هیدرولیک.
**جوش فورجینگ چگونه انجام میشود؟**
برای انجام جوش فورجینگ، ابتدا سر میلگردها با استفاده از یک مشعل اکسی استیلن تا دمای بسیار بالا گرم میشوند. این حرارت باعث نرم و شکلپذیر شدن دو سر میلگرد میگردد. سپس این دو میلگرد که در یک گیره مخصوص ثابت شدهاند، تحت فشار هیدرولیکی قرار میگیرند و در اثر این فشار به یکدیگر جوش میخورند.