با گسترش شهرها و افزایش ساختوسازهای مرتفع مانند برجها و آسمانخراشها، موضوع استحکام ساختمان و مقاومسازی آنها اهمیت بسیار زیادی پیدا کرده است. یکی از روشهای متداول برای اتصال میلگردها در چنین پروژههایی، جوش فورجینگ یا همان 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.
با رونیکس همراه باشید.
جوش فورجینگ چیست؟
جوشکاری میلگرد یکی از مهمترین و پایهایترین کارها در ساختوساز ساختمانها به شمار میرود. معمولاً برای به هم وصل کردن میلگردها از سه روش اصلی استفاده میشود که هر کدام نقاط قوت و ضعف خود را دارند:
اتصال با همپوشانی یا اورلپ
اتصال مکانیکی
جوش سربهسر یا فورجینگ
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 میلادی 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 اتصال میلگردهای فولادی توسعه بیشتری یافت.
جوشکاری فورجینگ یک روش اتصال حرارتی است. در این روش، فلز اصلی کاملاً ذوب نمیشود. به دلیل اینکه در این فرآیند از مواد کمکی مانند الکترود، سیم یا پودر جوش استفاده نمیشود، مزایای بسیاری نسبت به دیگر روشهای جوشکاری دارد. این روش به خاطر سرعت اجرای بالا، امکان اتصال میلگردهای قطور، اجرای آسان و مهمتر از همه، ایجاد اتصالات بسیار محکم شناخته شده است. 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 و پروژههای عمرانی محسوب میشود. اساس این روش، به کارگیری گرمای زیاد و فشار بالا برای ذوب کردن و چسباندن دو سر میلگرد به هم است. نتیجه این فرآیند، یک اتصال بسیار محکم و یکدست است که استحکام کلی سازه را به شکل قابل توجهی بالا میبرد. جوش فورجینگ کاستیها و نقاط ضعف روشهای قدیمی اتصال را از بین میبرد. با پیروی از اصول صحیح این روش، میتوان اتصالاتی بادوام و باکیفیت ایجاد کرد که در مقابل نیروهای کششی و فشاری مقاومت بهتری نشان میدهند.
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 افزایش کیفیت و ماندگاری بیشتر اتصالات میشود. آموزش این روش شامل مراحل مختلفی مانند آمادهسازی میلگردها، تنظیم تجهیزات، اعمال میزان مناسب گرما و فشار، و همچنین نظارت بر فرآیند جوش است. با شرکت در دورههای آموزشی ویژه، کارشناسان میتوانند مهارتهای مورد نیاز را به دست آورده و اتصالاتی محکم و باکیفیت ایجاد 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 هرگونه ناخالصی یا اثر زنگزدگی از روی سطح آنها پاک شود.
روش جوش فورجینگ
در فرآیند جوش فورجینگ، دو میلگرد دقیقاً روبروی هم قرار میگیرند. سپس با استفاده از یک مشعل مخصوص که با گازهای اکسیژن و استیلن کار میکند، نوک میلگردها گرم میشوند. این گرمایش تا دمای حدود ۱۲۰۰ تا ۱۳۰۰ درجه سانتیگراد ادامه مییابد تا جایی که سر میلگردها نرم و شکلپذیر شوند.
پس از آن، میلگردها که در یک گیره محکم شدهاند، تحت فشار یک سیستم هیدرولیکی قرار گرفته و به یکدیگر فشرده میشوند. این فشار باعث میشود دو قطعه کاملاً به هم متصل شوند. بعد از سرد شدن محل اتصال، با کمک دستگاه تراش یا فرز، سطح جوش پرداخت شده و صاف میگردد.
در این روش، به دلیل حرارت بسیار بالا، مولکولهای دو میلگرد در هم آمیخته و پیوندی بسیار محکم و یکپارچه بین آنها ایجاد میشود.
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 مهمترین مزایای این روش، حذف ماده واسطه مانند 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 نیز افزایش میدهد.
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 میزان فشاری که به میلگردها وارد میشود بسیار مهم است. اگر جوش به شکل صحیح انجام شود، میلگردهای جوشخورده مقاومت بسیار بالایی در برابر فشار و کشش خواهند داشت.
در این روش، محل اتصال تقریباً همسطح با خود میلگرد باقی میماند و اختلاف ارتفاع کمی ایجاد میشود. این ویژگی باعث میشود وزن سازه کمتر شود، اتصال بین میلگردها محکمتر باشد و فشار بهطور مؤثرتری منتقل شود.
برخلاف روشهای دیگر جوش میلگرد، در جوش فورجینگ طول میلگرد در حین کار از بین نمیرود. استفاده از این روش بهطور میانگین 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 بهرهگیری از فرآیند جوش فورجینگ
جوش فورجینگ روشی است که در آن دو قطعه فلزی با کمک حرارت و فشار به هم متصل میشوند. این شیوه مزایای قابل توجهی دارد که آن را در صنایع مختلف به گزینهای مطلوب تبدیل کرده است.
یکی از اصلیترین برتریهای این روش، استحکام بالای اتصال ایجادشده است. در این فرآیند، پیوندی بسیار قوی بین دو قطعه شکل میگیرد که اغلب از استحکام خود فلزات نیز بیشتر است. این ویژگی باعث افزایش قابلیت اطمینان و طول عمر قطعه میشود.
از سوی دیگر، در جوش فورجینگ معمولاً نیازی به افزودن ماده دیگری مانند سیم جوش نیست. این موضوع باعث میشود اتصال انجامشده بسیار تمیز و یکدست باشد و همچنین هزینههای مربوط به مواد مصرفی کاهش یابد.
این روش برای اتصال فلزات مشابه و حتی برخی فلزات غیرمشابه نیز مناسب است و انعطافپذیری خوبی در کاربردهای مختلف دارد. همچنین، به دلیل کیفیت بالای اتصال، قطعات تولیدشده در شرایط سخت و تحت فشارهای زیاد عملکرد مطمئنی از خود نشان میدهند.
به طور خلاصه، جوش فورجینگ با ایجاد اتصالی محکم، بادوام و مقرونبهصرفه، جایگاه ویژهای در ساخت و تولید صنعتی پیدا کرده است.
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، معایب و محدودیتهایی دارد که بهتر است پیش از انتخاب آن برای پروژه خود، این نکات را در نظر بگیرید.
از جمله این کاستیها میتوان به نیاز به تجهیزات نسبتاً بزرگ و سنگین اشاره کرد. این فرآیند معمولاً در کارگاههای ثابت انجام میشود و جابجایی قطعات بزرگ به محل کارگاه میتواند چالشبرانگیز و پرهزینه باشد. همچنین، این روش برای اتصال قطعاتی با شکلهای پیچیده یا در ضخامتهای خیلی کم، مناسب نیست.
علاوه بر این، انجام جوش فورجینگ نیاز به مهارت و تجربه اپراتور دارد تا حرارت و فشار بهدرستی اعمال شود و اتصالی با استحکام کافی و بدون عیب ایجاد گردد.
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 میتوان اتصال مکانیکی را بهترین و مطمئنترین روش برای اتصال میلگردها دانست. این روش هم از لحاظ هزینه مقرونبهصرفهتر است و هم استحکام بیشتری در برابر نیروهای وارد بر میلگرد دارد. به نظر شما کدام روش اتصال میلگرد در ایران مناسبتر است؟ پرسشها و دیدگاههای خود را با ما در میان بگذارید.
پرسشهای پرتکرار
چرا از روشهای گوناگون برای اتصال میلگرد استفاده میشود؟
به این دلیل که برخی از این روشها از نظر اقتصادی بهصرفه نیستند. همچنین طول میلگرد مورد نیاز در پروژههای مختلف متفاوت است. به همین خاطر، روشهای اتصال میلگرد نیز متنوع هستند.
اجرای جوش فورجینگ به چه ابزاری نیاز دارد؟
این نوع جوش به سه دستگاه نیازمند است: دستگاه برش سرد، دستگاه گرمکننده 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 گرمایش 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.