جوش فورجینگ چیست؟ مزایا و معایب آن
یکی از اصول اساسی در صنعت ساخت و ساز، استفاده از میلگرد است. بدون توجه به جنس و مشخصات آن، میلگردها با روش‌های متعددی به یکدیگر متصل می‌شوند. این روش‌ها شامل اتصالات اُرلپ، اتصالات مکانیکی، کوپلینگ و سایر روش‌هایی هستند. همچنین، جوش فورجینگ یا جوش سربه‌سر نیز به عنوان روش‌هایی برای اتصال میلگردها به کار می‌روند.
در این مقاله، به بررسی جوش فورجینگ یا جوش سربه‌سر میلگرد، نقاط ضعف آن، تجهیزات مورد نیاز برای جوش فورجینگ، روش‌های آزمون و کنترل کیفیت آن و موارد دیگر می‌پردازیم. برای دریافت اطلاعات بیشتر درباره جوش سربه‌سر میلگرد، ما را همراهی کنید.
پیشنهاد مقاله؛ کوپلر میلگرد چیست؟ مزایا و معایب آن
جوش فورجینگ یا سربه‌سر میلگرد
جوشکاری فورجینگ یا سربه‌سر میلگرد یکی از روش‌های معمول برای اتصال میلگردها به یکدیگر است. در این روش، از یک شعله شعله‌ای تشکیل شده از گاز اکسیژن و یک گاز سوختنی (معمولاً گاز استیلن) استفاده می‌شود تا دو سر میلگرد را گرم کند تا به حالت خمیری درآیند؛ سپس، میلگردهای نرم شده تحت فشار به یکدیگر متصل می‌شوند. این روش اتصال، هم طرفداران و هم مخالفانی دارد. در ادامه، به بررسی معایب جوش فورجینگ پرداخته خواهد شد تا نقدهای آن را بهتر درک کنیم.
پیشنهاد مقاله؛ میلگرد کلاف چیست و کاربرد آن در ساختمان
مزایای جوش فورجینگ
جوش فورجینگ، یک روش اتصال فلزات است که به دلیل مزایای بسیاری از آن برخوردار است. این مزایا شامل موارد زیر می‌شود:
مقاومت بالا
جوش فورجینگ اتصالاتی با مقاومت بالا و بازدهی مکانیکی عالی فراهم می‌کند که می‌تواند با تحمل نیروهای فشاری و کششی بالا، در برابر تنش‌ها و فشارهای مختلف مقاومت کند.
کیفیت بالا
این روش، جوش‌هایی با کیفیت بالا و بدون خلل و عیب تولید می‌کند که از دوام بالایی برخوردارند و از نظر استحکام و استحکام جوش به تست‌های مختلفی تحت فشار قرار گرفته‌اند.
اتصال محکم
جوش فورجینگ، اتصالات محکم و بدون نیاز به مواد افزودنی فلزی ایجاد می‌کند. این به این معناست که اتصال فلزات با استفاده از این روش، به دوام بیشتری برخوردار است و از مشکلات مربوط به تغییرات حرارتی و مکانیکی کمتری رنج می‌برد.
سرعت بالا
جوش فورجینگ به دلیل سرعت بالای اجرایی، به راحتی قابل انجام است و امکان اتصال قطعات در زمان کوتاهتر و با هزینه کمتر را فراهم می‌کند.
استفاده گسترده
این روش می‌تواند برای اتصال انواع مختلفی از فلزات و آلیاژها، از جمله فولاد، آلومینیوم و تیتانیوم، استفاده شود که این امر از تنوع وسیعی در کاربردهای صنعتی و ساختمانی آن برای مختلف صنایع و بخش‌های صنعتی ایجاد می‌کند.
پیشنهاد مقاله؛ انواع فولاد، روش های تولید و کاربرد آن
معایب جوش فورجینگ
در دهه ۶۰ میلادی، جوش فورجینگ یکی از روش‌های پرکاربرد برای اتصال میلگردها به یکدیگر بود. در آن زمان، مهندسان عمران اعتقاد داشتند که استفاده از جوش برای اتصال میلگردها به یکدیگر، قدرت و دوام سازه را افزایش می‌دهد. از سوی دیگر، عدم استفاده از اورلپ میلگرد باعث کاهش هزینه‌ها و بهبود اقتصادی می‌شد.
با گذر زمان و تحقیقات دقیق، معایب این روش هم به سرعت شناسایی شدند و به همین دلیل استفاده از جوش فورجینگ کاهش یافت. متاسفانه، در کشور ایران هنوز این روش به طور گسترده استفاده می‌شود و به عنوان یکی از بهترین و پرکاربردترین روش‌های اتصال میلگردها شناخته می‌شود. برای درک بهتر معایب این روش، به موارد زیر توجه کنید:
- استفاده از گاز استیلن برای ایجاد حرارت مورد نیاز در جوش سربه‌سر میلگرد، کنترل دقیق میزان حرارت را به چالش کشیده است. عدم کنترل صحیح حرارت می‌تواند به کیفیت کار ضربه وارد کند و در نتیجه، یکی از اصلی‌ترین مشکلات این روش تلقی می‌شود.
- دستگاه‌های مورد استفاده برای جوش فورجینگ میلگرد، به نیروی کار ماهر و متخصص نیاز دارند. استفاده از نیروی کار تازه‌کار ممکن است به کاهش کیفیت نهایی سازه منجر شود.
- هنگامی که دو مورد نظر در معرض حرارت قرار می‌گیرند، فرایند بدون روند قانونی و به صورت کاملاً تجربی اتفاق می‌افتد که براساس تجربه نیروها تعیین می‌شود. عدم وجود یک روند ثابت و مقیاس باعث می‌شود که تغییرات در زمان و شدت حرارت دهی، به طور مستقیم بر نتیجه نهایی و کیفیت کار تأثیر بگذارد. برای دستیابی به نتایج مطلوب در این مرحله، حضور یک نیروی ماهر و با تجربه ضروری است.
- زمانی که در آرماتوربندی از جوش فورجینگ استفاده می‌شود، ساختار مقطع میلگردها تحت تغییراتی قرار می‌گیرد که باعث کاهش مقاومت آنها تا حد زیادی می‌شود. این موضوع باعث می‌شود که میلگردهایی که از طریق جوش سربه‌سر به هم وصل شده‌اند، در برابر بارگذاری‌های بادی آسیب‌پذیرتر باشند.
- یکی از عواملی که بر کیفیت نهایی جوش فورجینگ تأثیر می‌گذارد، شرایط آب و هوایی محیط اجرای کار است. در مناطق سردسیر، فورجینگ میلگرد به کیفیت کمتری دست می‌یابد و احتمال شکستگی آن افزایش می‌یابد. این موضوع باعث کاهش و تفاوت کیفیت کلی فورجینگ در مناطق سردسیر نسبت به مناطق گرمسیر می‌شود.
- دمای محیط بر روی سرعت خنک شدن محل جوش تأثیر دارد. اگر محل جوش به سرعت خنک شود، کیفیت جوش کاهش می‌یابد و احتمال شکستگی در ناحیه جوش افزایش می‌یابد.
- میزان فشاری که برای جوش دو سر میلگرد استفاده می‌شود، باید به صورت کاملاً یکنواخت باشد؛ اگر به هر دلیلی این اتفاق رخ ندهد و فشار در برخی نقاط کمتر از دیگر نقاط باشد، جوش دهی یکنواخت نخواهد بود و مقاومت میلگرد کاهش خواهد یافت.
پیشنهاد مقاله؛ میلگرد بستر چیست؟ نحوه اجرای آن
لوازم لازم برای عملیات جوشکاری به روش جوش فورجینگ
برای انجام عملیات جوشکاری میلگرد به روش جوش فورجینگ یا جوش سربه‌سر میلگرد، لازم است از لوازم و دستگاه‌های زیر استفاده شود:
دستگاه برش سرد
برای به دست آوردن بهترین نتایج در روش جوش فورجینگ، سطح مقطع میلگرد باید کاملاً صاف و صیقلی باشد؛ زیرا وجود هرگونه آسیب مانند زنگ زدگی، خوردگی و له شدگی می‌تواند مانع از دستیابی به نتایج مطلوب شود.
برای تهیه این سطح مقطع صاف، قبل از جوش سربه‌سر از دستگاه برش سرد استفاده می‌شود. استفاده از دستگاه‌های برش دیگر برای این کار توصیه نمی‌شود زیرا ممکن است به خطراتی منجر شود.
میله نگه دارنده میلگرد
میله نگه‌دارنده میلگرد به طور معمول به عنوان کلمپ شناخته می‌شود. این بخش برای ترتیب دادن دو میلگرد به صورت موازی استفاده می‌شود و شامل اجزای مختلفی مانند کلگی، فک ثابت، فک متحرک، پیچ‌های تنظیم و پیچ‌های نگه‌دارنده می‌شود.
دستگاه اعمال فشار
یکی از دستگاه‌های ضروری برای انجام موفقیت‌آمیز فورجینگ، دستگاه اعمال فشار است. این دستگاه با استفاده از فشار روغن و با استفاده از سیلندر هیدرولیک، باعث اتصال میلگردها با یکدیگر می‌شود. این دستگاه قابلیت تنظیم فشار را با توجه به قطر میلگرد دارد؛ اما تنظیم فشار به صورت دستی از طریق شیر انجام می‌شود.
مخزن ها، لوله های عبور گاز، شیرها و فشارسنج
برای موفقیت در فرآیند فورجینگ، دو مخزن اصلی وجود دارد؛ یک مخزن برای نگهداری گاز استیلن و دیگری برای گاز اکسیژن. هر کدام از این مخازن باید شامل یک شیر عبور گاز جداگانه و یک فشارسنج مخصوص خود باشند. برای خروج گاز از مخازن، لوله‌های مخصوصی مورد نیاز است.
هر یک از این مخزن‌های استفاده شده در فورجینگ دارای یک مانومتر هستند که دو درجه دارد. یکی از این درجه‌ها به سمت مخزن نشان‌دهنده فشار گاز درون مخزن است، و درجه دیگر نشان‌دهنده فشار گاز خروجی از مخزن است. باید توجه داشت که فشار درون مخزن اکسیژن برای جوش سربه‌سر میلگرد باید بین 5 تا 7 بار و فشار درون مخزن استیلن باید 0.5 بار باشد.
مشعل
برای فورجینگ میلگردهای مختلف، گازهای استیلن و اکسیژن از طریق لوله‌ها به مشعل هدایت می‌شوند و در داخل مشعل با هم ترکیب می‌شوند. این ترکیب گازهای اکسیژن و استیلن، مخلوطی قابل اشتعال تولید می‌کند که برای گرم کردن سر میلگرد و نرم و خمیری کردن آن استفاده می‌شود.
همچنین، مشعل دارای شیرهای تنظیم است که با تنظیم میزان خروجی گازهای اکسیژن و استیلن و تنظیم مقدار این ترکیبات، می‌توان مخلوط گازی با ویژگی‌های متفاوت ایجاد کرد. این تغییرات بر روی ویژگی‌های شعله تأثیر دارد و بسته به کاربردهای مختلف، این تنظیمات اعمال می‌شود.
پیشنهاد مقاله؛ میلگرد سنجاقی چه نقشی در فونداسیون دارد
تست جوش فورجینگ میلگرد
زیرا کیفیت جوش فورجینگ برای استحکام و دوام ساختمان بسیار حائز اهمیت است و مقاومت یک ساختمان به میزان میلگردهای استفاده شده در آن بستگی دارد، تست جوش فورجینگ برای کنترل کیفیت از اهمیت بسیاری برخوردار است. در صورت عدم مطلوب بودن کیفیت جوش سربه‌سر میلگرد و اتصال میلگردها، ممکن است در آینده خسارات مالی و حتی از دست دادن جان و جانبازی را به همراه داشته باشد. انواع تست‌های جوش فورجینگ (تست‌های کنترل کیفیت جوش فورجینگ) شامل:
تست دیداری
برای تست جوش فورجینگ، ابتدا می‌توان از ظاهر جوش برای شناسایی عیوب احتمالی استفاده کرد. در یک جوش صحیح، قطر قسمت جوشکاری شده باید ملایم و صاف باشد، از قسمتی که قطورترین است تا قطر اصلی میلگرد. اما اگر حرارت بیشتر از حالت استاندارد باشد یا فشار پمپ تنظیم نشده و دچار اختلال باشد، این ملایمی در جوش ممکن است از دست برود. در صورت وارد شدن فشار یا کشش، ممکن است میلگرد از محل جوش کنده شود و جدا شود.
تست خمش
یکی از بهترین تست‌ها برای بررسی کیفیت جوشکاری، تست خمش است؛ این تست با استفاده از دستگاه خم‌کن هیدرولیکی انجام می‌شود. در این تست، میلگردها از محل جوشکاری شده تا 90 درجه خم می‌شوند. اگر هیچ ترک یا شکستگی مشاهده نشود، این نشان می‌دهد که جوش فورجینگ میلگردها با کیفیت بالایی انجام شده است. اما اگر هر گونه ترک یا آسیب مشاهده شود، کیفیت جوش سربه‌سر میلگردها ممکن است مورد سوال قرار گیرد.
تست کششی
در تست کششی، دو سر میلگردهای جوش‌خورده به هم توسط یک دستگاه کششی کشیده می‌شوند. اگر شکستگی از محل اتصال دو سر میلگردها رخ دهد، این نشان می‌دهد که عملیات جوش فورجینگ به کیفیت مطلوبی انجام نشده است. اما اگر شکستگی رخ نداد و یا اگر از یک نقطه دیگر در طول بدنه میلگردها شکستگی رخ داد، این نشان می‌دهد که جوش فورجینگ به کیفیت مطلوبی انجام شده است.
پیشنهاد مقاله؛ چسب کاشت میلگرد چیست و کاربرد آن در صنعت ساختمان
جمع بندی نهایی
جوش فورجینگ، به عنوان یکی از روش‌های اتصال میلگردها، در صنعت ساختمان‌سازی و صنایع فلزی بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد. این روش، با استفاده از فشار و حرارت، میلگردها را به یکدیگر متصل می‌کند و اتصالات محکمی ایجاد می‌کند. با این حال، انجام این عملیات به‌صورت صحیح و با کیفیت بسیار حیاتی است؛ زیرا کیفیت جوش فورجینگ می‌تواند تأثیر مستقیمی بر مقاومت و دوام ساختمان‌ها داشته باشد.
از تست‌های مختلفی مانند تست کششی و تست خمش برای بررسی کیفیت جوش فورجینگ استفاده می‌شود، که هریک نشاندهنده‌ای از کیفیت و صحت اتصال میلگردها می‌باشند. در نهایت، انجام این تست‌ها به‌صورت دقیق و کامل، اطمینان می‌دهد که جوش فورجینگ به‌طور صحیح و با کیفیت انجام شده و ساختمان‌ها و اجزای مختلف فلزی با استحکام و دوام لازم تولید شوند.
جوش فورجینگ چیست و چگونه کار می‌کند؟
جوش فورجینگ یک روش اتصال فلزات است که در آن، فلزات به وسیله گرما و فشار با هم وصل می‌شوند. در این روش، فلزات به دمای بالا (در حدود ۱۱۰۰-۱۲۰۰ درجه سانتیگراد) گرم شده و سپس تحت فشار قرار می‌گیرند تا به هم متصل شوند.
مزایا و معایب جوش فورجینگ چیست؟
مزایا: مقاومت بالا، کیفیت بالا، اتصال محکم و استفاده گسترده
معایب: نیاز به تجهیزات خاص، هزینه بالا و محدودیت در شکل‌دهی
چه فلزاتی می‌توانند با استفاده از جوش فورجینگ به هم وصل شوند؟
اکثر فلزات قابلیت اتصال به وسیله جوش فورجینگ را دارند، از جمله فولاد، آلومینیوم، مس، تیتانیوم و نیکل.
بدون دیدگاه