جوش سر به سر میلگرد یا فورجینگ چیست؟

میلگرد یکی از مصالح پرمصرف در صنعت ساخت و ساز مخصوصا سازه‌ های بتنی است. روش‌ های متنوعی برای اتصال میلگردها به یکدیگر وجود دارد. فورجینگ یا جوش سر به سر یکی از بهترین و مقرون بصرفه‌ ترین روش های اتصال میلگرد است.
در حقیقت فورجینگ میلگرد نوعی روش جوشکاری فاز جامد است. این روش نخست در صنعت ریل سازی قطار مورد استفاده قرار گرفت. کشور ژاپن اولین کشوری بود که از این تکنولوژی برای صنعت ساخت و ساز استفاده کرد. بتدریج کشورهای دیگر نیز تمایل خود را برای استفاده از این تکنولوژی نشان دادند. روش جوش سر به سر یا فورجینگ امروزه تنها با رعایت  دقیق ضوابط اصولی مجاز است.

اگر می‌ خواهید جزئیات بیشتری درباره جوشکاری فورجینگ بدست آورید، این مقاله از سایت آهن فروش را تا انتها مطالعه کنید.

جوش فورجینگ چیست و چه کاربردی دارد؟

جوش فورجینگ یک فرآیند اتصال فاز جامد است. اساس این اتصال بر پیوند مولکولی دو میلگرد بنا شده است. در این نوع اتصال میلگرد، در واقع، دو سر میلگرد بصورت کاملا محکم به یکدیگر متصل می‌ شوند.

مهم‌ ترین موارد استفاده جوشکاری فورجینگ عبارت است از:

• جوشکاری ضایعات و پرت های میلگرد جهت استفاده مجدد از آنها
• اتصال آرماتورها در تمام قسمت‌ های سازه‌ های بتنی نظیر ستون‌ ها، تیرها، فونداسیون‌ ها، دیوارهای برشی و…
• پیوند مقاطعی که آرماتورهای آن قطع شده است.

جوش سر به سر میلگرد چگونه انجام می‌شود؟

بطور کلی عملیات جوش سر به سر میلگرد دارای سه مرحله اصلی است:

مرحله یک: مقاطع میلگرد تمیز می‌ شوند

قبل از شروع فرایند پیوند، سطح میلگردها باید کاملا تمیز شوند. این کار به منظور جلوگیری از ایجاد اکسیداسیون در بافت جوش صورت می‌ گیرد. برای تمیز کردن مقاطع میلگرد می‌ توان از انواع مواد شوینده استاندارد استفاده کرد. اما مطمئن‌ ترین روش، برش بخش کوچکی از سطح مقطع میلگردها است که البته ضایعات مختصری تولید می‌ شود. برش سطح میلگرد باید در فاصله زمانی کمی از جوشکاری انجام شود تا از اکسیده شدن مجدد آن  یا جذب آلودگی محیط جلوگیری گردد.

مرحله دوم: میلگردها حرارت داده می‌شوند

در این مرحله، دو میلگرد با گیره‌ های نگهدارنده روبروی هم قرار داده می‌ شوند. سپس از دو کپسول حاوی گاز اکسیژن و اکسی استیلن استفاده می‌ شود. هر کدام از این کپسول‌ ها نازل‌ هایی دارند که  گاز داخل آن در میانه راه با هم ترکیب شده و به سمت مشعل هدایت می‌ شوند. با ترکیب این دو گاز عملیات حرارت‌ دهی میلگردها انجام می‌ شود.

عملیات حرارت‌ دهی بسیار حساس است و به مهارت و تجربه بالایی  نیاز دارد. میزان فشار داخل کپسول، فشار گاز وارد شده به نازل و دمای لازم برای نرم شدن میلگردها همگی مواردی هستند که بایستی به دقت تنظیم شوند. در غیر اینصورت پیوند جوش ایجاد شده مستحکم نخواهد بود.

مدت زمان لازم برای حرارت دادن میلگردها به قطر آنها بستگی دارد. برای میلگردهای قطور مدت زمان حرارت‌ دهی باید بیشتر باشد. بطور معمول مدت زمان لازم برای حرارت‌دهی بین 40 ثانیه تا 3 دقیقه است.

مرحله سوم: میلگردها تحت فشار هیدرولیکی قرار داده می‌شوند

بعد از نرم شدن میلگردها نوبت به اعمال فشار از طریق دستگاه مخصوص می‌ رسد. دستگاه اعمال فشار دارای چند پمپ هیدرولیکی و شیرهای اعمال فشار است. دستگاه به دو سر میلگرد فشار وارد می‌ کند و دو سر میلگرد در هم ادغام می‌ شوند. توجه داشته باشید اعمال فشار در دو طرف باید بطور یکسان صورت گیرد. فشار هیدرولیکی، طبق استاندارد برای هر سانتیمتر مربع از مقطع میلگرد بایستی تقریبا 300 تا 400 بار باشد.

نکات ضروری در زمان اجرای جوشکاری فورجینگ

• هرگز از آب برای سرد کردن میلگردهای پیوند داده شده استفاده نکنید. این کار موجب تغییر ساختار مولکولی پیوند و در نهایت شکنندگی آن می‌ شود.
• مرحله حرارت‌دهی باید تا زمان خمیری شدن دو سر میلگرد ادامه داشته باشد.
• به منظور حرارت‌ دهی یکنواخت باید شعله کاملا عمود بر روی میلگردها قرار داشته باشد.
• در مرحله اعمال فشار میزان فشار وارد شده باید تا حدی باشد که قطر نقطه مورد نظر تقریبا 1.4برابر قطر اولیه میلگرد باشد.
• زمانی که دو میلگرد درون گیره‌ های نگهدارنده قرار می‌ گیرند، دقت کنید که فک گیره روی عاج میلگرد بسته نشود. در غیر اینصورت ممکن است در مرحله اعمال فشار میلگردها حرکت کرده و جوشکاری بطور صحیح انجام نشود.
• بعد از جوشکاری، بمنظور کیفیت بهتر اتصال باید از قسمت قطور میلگردها که همان درز جوش است، یک شیب ملایم به سمت قطر اصلی میلگرد ایجاد شود.

روش‌ های کنترل کیفیت جوش فورجینگ میلگرد

برای کنترل کیفیت جوش فورجینگ میلگردها دو روش وجود دارد که به شرح زیر است:

1. روش تخریبی

روش‌ های تست تخریبی از آن‌ جهت که ریسک آسیب رساندن به میلگرد در آنها وجود دارد، به این اسم نامیده می‌ شوند.  تست خمش و تست کششی دو نمونه از روش تست تخریبی می‌ باشند.

2. روش غیر تخریبی

در روش غیر تخریبی امکان آسیب رسیدن به میلگردها در نقاطی غیر از اتصال وجود ندارد. آزمایش‌ های التراسونیک و  بُرش نرم دو روش اصلی غیر تخریبی هستند.

سخن پایانی

استفاده از جوش سر به سر جهت اتصال میلگردها یکی از بهترین و رایج‌ ترین روش‌ های اتصال در صنعت ساخت و ساز است. استحکام بالا، مقرون به‌صرفه بودن و به حداقل رساندن مصرف میلگرد از مزیت‌ های اصلی این روش هستند. توجه داشته باشید که استفاده از روش جوشکاری فورجینگ نیازمند تجربه و مهارت است. همچنین امکان انجام تست‌ های غیرمخرب دقیق بر روی این روش وجود ندارد. بنابراین در زمان اجرای فورجینگ حتما از تکنسین‌های ماهر و باتجربه کمک بگیرید.

سوالات متداول