با گسترش شهرها و افزایش ساخت ساختمانهای مرتفع و برجهای بلند، موضوع پایداری سازه و روشهای مقاومسازی آن اهمیت فراوانی یافته است. یکی از شیوههای متداول برای اتصال میلگردها، روش جوش فورجینگ یا جوش دادن سر به سر میلگردهاست.
در این مطلب از رونیکس، میخواهیم به معرفی جوش فورجینگ، فواید و کاستیهای آن و همچنین چگونگی انجام این کار بپردازیم.
رونیکس را مطالعه کنید.
جوش فورجینگ چیست؟
اتصال میلگردها یکی از کارهای بسیار مهم و پایهای در ساختوساز است. بهطور معمول، برای به هم پیوستن میلگردها از سه روش اصلی استفاده میشود که هر کدام ویژگیهای خوب و محدودیتهای خاص خود را دارند:
اتصال با همپوشانی یا اورلپ (Lap Joint)
اتصال مکانیکی (Mechanical Joint)
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» میتوانید روی لینک مربوطه 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 برای اتصال میلگردهای فولادی، توسعه بیشتری یافت.
جوشکاری فورجینگ یک روش اتصال حرارتی است. در این روش، فلز اصلی به طور کامل 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 عمل بالا، امکان اتصال میلگردهای قطور، اجرای نسبتاً آسان و مهمتر از همه، ایجاد اتصالاتی بسیار مقاوم، 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 بدون درز است. جوش فورجینگ کاستیها و نقاط ضعف روشهای قدیمی اتصال را از بین میبرد و استحکام سازه را به شکل قابل توجهی بیشتر میکند. با پیروی از اصول صحیح این روش، میتوان اتصالاتی بادوام و باکیفیت ایجاد کرد که در مقابل نیروهای کششی و فشاری مقاومت به مراتب بالاتری از خود 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 تسلط بر روشها و قواعد آن، باعث افزایش کیفیت و ماندگاری بیشتر اتصالات میشود. آموزش این روش شامل یادگیری مراحل آمادهسازی، تنظیم تجهیزات، اعمال میزان مناسب گرما و فشار، و همچنین کنترل دقیق فرآیند جوشکاری است. با شرکت در دورههای آموزشی ویژه، کارشناسان میتوانند تواناییهای مورد نیاز را به دست آورده و اتصالاتی محکم و باکیفیت ایجاد کنند.
برای انجام جوش فورجینگ یا جوش سر به سر میلگرد فقط به سه دستگاه نیاز است: دستگاه برش سرد، دستگاه تولید حرارت و دستگاه فشار هیدرولیک. در مرحله نخست، با استفاده از دستگاه برش سرد، دو سر میلگرد به طور تمیز بریده میشوند تا هیچ گونه ناخالصی یا اثر زنگزدگی روی سطح آنها باقی نماند.
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، سر میلگردها گرم میشوند. دمای ایجاد شده بسیار بالا و حدود ۱۲۰۰ تا ۱۳۰۰ درجه سانتیگراد است. در این دما، سر میلگردها نرم و شکلپذیر میشوند.
میلگردها در یک گیره محکم نگه داشته میشوند. پس از گرم شدن، با فشار هیدرولیکی به یکدیگر فشرده میشوند و به هم متصل میگردند. بعد از سرد شدن محل اتصال، با کمک دستگاه تراش یا فرز، سطح جوش صاف و تمیز میشود. در اثر حرارت زیاد، مولکولهای دو میلگرد در هم نفوذ کرده و یک پیوند بسیار محکم مولکولی تشکیل میدهند.
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 واسطهای 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 صحیح انجام شود، میلگردهای جوشخورده مقاومت بسیار بالایی در برابر فشار و کشش پیدا میکنند.
در این روش، اختلاف سطح بین محل اتصال و خود میلگرد بسیار ناچیز است. این موضوع باعث میشود وزن سازه کمتر شود، اتصال بین میلگردها محکمتر گردد و فشار بهطور مؤثرتری منتقل شود.
برخلاف روشهای دیگر اتصال میلگرد، در جوش فورجینگ طول میلگرد در حین کار از بین نمیرود. استفاده از این روش به طور 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 به کارگیری فرآیند جوش فورجینگ
جوش فورجینگ روشی است که در آن قطعات فلزی با اعمال حرارت و فشار به هم متصل میشوند. این روش 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. در این فرآیند، ساختار فلز در منطقه جوش بهبود یافته و در نتیجه اتصالی قوی و بادوام شکل میگیرد که اغلب از خود قطعه اصلی نیز محکمتر است.
از سوی دیگر، کیفیت اتصال در این روش بسیار بالا و قابل اطمینان است. احتمال وجود عیوبی مانند ترک یا حفره در محل جوش به طور چشمگیری کاهش مییابد که این مسئله ایمنی و طول عمر قطعه را افزایش میدهد.
این روش همچنین امکان اتصال فلزات مختلف را فراهم میکند. حتی فلزاتی که با روشهای معمول جوشکاری به سختی به هم متصل میشوند، با استفاده از جوش فورجینگ قابل اتصال هستند.
از نظر اقتصادی نیز این روش مقرونبهصرفه است، زیرا در بسیاری از موارد نیاز به استفاده از مواد اضافی مانند سیم جوش یا فلز پرکننده را از بین میبرد. این موضوع باعث صرفهجویی در مواد و کاهش هزینهها میشود.
در نهایت، فرآیند جوش فورجینگ نسبت به برخی روشهای دیگر سادهتر و سریعتر است که این امر باعث افزایش سرعت تولید و کارایی 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 به کارگیری جوش فورجینگ
جوش فورجینگ نیز مانند هر روش دیگری، محدودیتها و معایبی دارد که بهتر است پیش از انتخاب، آنها را در نظر بگیرید.
یکی از اصلیترین محدودیتها این است که این روش معمولاً فقط برای اتصال قطعات کوچک و ساده مناسب است. اگر بخواهید قطعات بزرگ یا با شکلهای پیچیده را به هم متصل کنید، جوش فورجینگ گزینه مناسبی نخواهد بود.
نکته دیگر این است که در این فرآیند، فلز تا حد بسیار زیادی نرم و تغییر شکل میدهد. این موضوع میتواند باعث تغییر در اندازه و شکل نهایی قطعه کار شود و دقت ابعادی را کاهش دهد.
همچنین، تجهیزات مورد نیاز برای جوش فورجینگ — مانند کورههای مخصوص — معمولاً بزرگ، سنگین و پرهزینه هستند. به همین دلیل، این روش ممکن است برای کارگاههای کوچک یا پروژههایی با بودجه محدود، مقرون به صرفه نباشد.
در پایان، مهارت و تجربه اپراتور (شخصی که کار جوشکاری را انجام میدهد) در این روش بسیار مهم است. تنظیم دقیق دما، زمان و نیروی وارد شده نیازمند تبحر است و در صورت عدم مهارت، ممکن است نتیجه مطلوب حاصل نشود.
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 کاربرد چندانی ندارد؛ اما در ایران همچنان پرطرفدار است.
علت کنار گذاشته شدن تدریجی این روش در جوشکاری میلگرد، محدودیتهای فراوانی است که میتواند روی کیفیت نهایی جوش اثر منفی بگذارد. امروزه میتوان اتصال مکانیکی را مطمئنترین و بهترین روش برای به هم پیوستن میلگردها دانست. این روش هم از لحاظ هزینهها مقرونبهصرفهتر است و هم استحکام بیشتری در برابر نیروهای وارد بر میلگرد ایجاد میکند. به نظر شما کدام روش اتصال میلگرد برای شرایط کشور ما مناسبتر است؟ پرسشها و دیدگاههای خود را با ما در میان بگذارید.
**پرسشهای متداول**
**چرا از روشهای گوناگونی 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 ساختمانی متفاوت است. به همین خاطر، روشهای مختلفی برای اتصال میلگردها به کار گرفته میشود.
**اجرای جوش فورجینگ به چه ابزاری نیاز دارد؟**
برای این جوش به سه دستگاه اصلی نیاز 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 حد بسیار زیادی داغ میشوند. این گرمای زیاد 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.
نظر شما در مورد این مقاله چیست؟