جوش فورجینگ میلگرد چیست و چگونه اجرا می‌شود؟

با بزرگ شدن روزبه‌روز شهرها و بیشتر شدن ساختمان‌های بلند و آسمان‌خراش‌ها، یکی از نکاتی که بیش از پیش اهمیت پیدا کرد، مساله استحکام سازه و مقاوم‌سازی بود. یکی از روش‌های جوشکاری که برای اتصال میلگردها استفاده می‌شود، جوش فورجینگ یا جوش سر به سر میلگرد است.

در این نوشتار رونیکس قصد داریم تا درباره جوش فورجینگ، معایب و مزایای فورجینگ و نحوه اجرای آن بپردازیم.

رونیکس را بخوانید.

جوش فورجینگ چیست؟

جوشکاری میلگرد یکی از مهم‌ترین و اساسی‌ترین ارکان در پروژه‌های ساختمانی است. به‌طور کلی برای اتصال میلگرد از سه روش‌ استفاده می‌شود که هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارد:

• اتصالات همپوشانی یا اورلپ  (Lap Joint)
• اتصالات مکانیکی  (Mechanical Joint)
• جوش فورجینگ یا سربه‌سر

رونیکس تولیدکننده انواع دستگاه جوش در بازار ابزار ایران است. برای آشنایی بیشتر با «موتور جوش رونیکس» کلیک کنید. 

• جوش فورجینگ در دهه 1930 به عنوان یکی از زیرشاخه‌های جوشکاری گاز اکسی استیلن در آمریکا و ژاپن به وجود آمد. سپس در سال 1952 با هدف کار در صنعت حمل‌و‌نقل ریلی و جوشکاری میلگرد‌ فولادی گسترش پیدا کرد.

• جوشکاری فورجینگ یک روش جوشکاری حرارتی است. در این روش برای اتصال، فلز پایه به صورت کامل ذوب نمی‌شود. این روش به خاطر نداشتن عنصر واسطه‌ای مانند الکترود، سیم یا پودر جوشکاری برای اتصال دو قطعه، مزایای زیادی نسبت به دیگر روش‌های جوش دارد. این روش جوشکاری به دلیل سرعت بالای اجرا، قابلیت اتصال میلگردهای با قطر بزرگ، قابلیت اجرای آسان و از همه مهم‌تر، قابلیت ایجاد اتصالاتی با قدرت بالا شناخته شده است. یکی از بهترین تولیدات رونیکس، اینورتر رونیکس 4604 است که برای جوشکاری فلزات مختلف می‌توانید از آن استفاده کنید.

• جوش فورجینگ یکی از روش‌های پیشرفته در اتصال میلگردها است که در پروژه‌های ساختمانی و عمرانی به کار می‌رود. اصول جوش فورجینگ میلگرد بر اساس استفاده از حرارت و فشار بالا برای ذوب و اتصال دو سر میلگرد به یکدیگر است که منجر به ایجاد اتصالی بسیار قوی و یکپارچه می‌شود. این روش باعث حذف نواقص و ضعف‌های موجود در اتصالات سنتی شده و مقاومت سازه را به طور چشمگیری افزایش می‌دهد. با رعایت اصول جوش فورجینگ میلگرد، می‌توان به اتصالاتی با کیفیت و دوام بالا دست یافت که در برابر نیروهای کششی و فشاری مقاومت بیشتری دارند.

بیشتر بخوانید: اصلی ترین تفاوت جوشکاری TIG و MMA در چیست؟ | کاربرد هر روش در کجاست؟

جوش فورجینگ چگونه اجرا می‌شود؟

جوش فورجینگ یکی از روش‌های پیشرفته در اتصال میلگردها است که به طور گسترده در پروژه‌های ساختمانی استفاده می‌شود. برای انجام صحیح این فرآیند، آموزش جوش فورجینگ میلگرد اهمیت ویژه‌ای دارد؛ زیرا یادگیری دقیق تکنیک‌ها و اصول آن می‌تواند به کیفیت و دوام بالاتر اتصالات منجر شود. آموزش جوش فورجینگ میلگرد شامل مراحل آماده‌سازی، تنظیم دستگاه‌ها، اعمال حرارت و فشار مناسب، و نظارت بر فرآیند جوشکاری است. با گذراندن دوره‌های آموزشی تخصصی، تکنسین‌ها می‌توانند مهارت‌های لازم را کسب کرده و اتصالاتی با کیفیت و مقاومت بالا ایجاد کنند.

اجرای جوش فورجینگ یا جوش سر به سر میلگرد تنها به سه دستگاه نیاز دارد: دستگاه برش سرد، دستگاه حرارت‌دهی و دستگاه فشار هیدرولیکی. در ابتدا به کمک دستگاه برش سرد، مقاطع دو سر میلگرد بریده می‌شوند تا هیچ آلودگی یا زنگ‌زدگی روی سطح آن‌ها وجود نداشته باشد.

در روش جوش فورجینگ، به کمک دستگاه جوش فورجینگ، دو میلگرد را به صورت سر‌به‌سر روبه‌روی هم قرار می‌دهند. انتهای میلگردها به کمک یک مشعل اکسی استیلن حرارت می‌بیند. سپس با دو کپسول اکسیژن و اکسی استیلن و یک مشعل، انتهای میلگردها را در دستگاه جوش فورجینگ حرارت می‌‌دهیم. این حرارت که در حدود 1200 تا 1300 درجه سانتی‌گراد است، در حدی است که دو سر میلگرد حالتی پلاستیکی به خود می‌گیرد.

سپس این دو میلگرد که در داخل یک گیره نگهدارنده مهار شده‌اند، تحت فشار هیدرولیک قرار می‌گیرند و در اثر این فشار به هم جوش داده می‌شوند. پس از خنک‌شدن، نقطه جوش فورجینگ، با پرداخت یک دستگاه تراشکاری به شکل مطلوب تمیز و صاف می‌شود. یکی از بهترین ابزار برای تراش میلگرد، فرز است. مولکول‌های میلگردها در اثر حرارت بسیار بالا، در هم نفوذ کرده؛ با هم ترکیب می‌شوند و پیوند مولکولی بسیار قوی بین آن‌ها ایجاد می‌شود.

بیشتر بخوانید: ۰ تا ۱۰۰ معرفی اینورتر جوشکاری تفنگی + مزایا و معایب

مزایای استفاده از جوش فورجینگ

استفاده از جوش فورجینگ مزایای زیادی دارد که در ادامه به هر کدام از آن‌ها می‌پردازیم:

• از مزایای استفاده از این روش می‌توان به عدم وجود ماده واسط مانند الکترود اشاره کرد. این مساله باعث می‌شود که دو قطعه بدون واسطه به هم متصل شوند تا علاوه‌بر کاهش پارامترهای موثر، سهولت و سرعت بالای جوشکاری را همراه داشته باشد.
• این روش به برق نیاز ندارد. به همین دلیل، جوش سربه‌سر میلگرد به راحتی انجام می‌شود.
• در این روش، مدت‌زمان حرارت‌دهی و میزان اعمال فشار به میلگردها اهمیت بسیار زیادی دارد. درصورتی‌که جوش به درستی انجام شود، مقاومت فشاری و کششی بسیار بالایی در میلگردهای جوش‌خورده ایجاد می‌شود.
• در این روش اختلاف سطح محل اتصال نسبت به خود میلگرد بسیار کم است. این مساله باعث کاهش وزن سازه، پیوند بهتر بین میلگردها و انتقال بهتر فشار به میلگرد می‌شود.
• در جوش فورجینگ برخلاف روش‌های دیگر اتصال میلگرد، مقداری از طول میلگرد در حین جوش از بین نمی‌رود. استفاده از جوش سربه‌سر میلگرد به صورت میانگین تا 30 درصد مصرف میلگرد را کاهش می‌دهد.
• این روش ابزار معمول و قابل دسترسی دارد. همچنین این روش ضایعات و مصرف میلگرد کمتری دارد. تمام این‌ها باعث مقرون‌به‌صرفه‌ بودن این روش می‌شود.

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.

بیشتر بخوانید: «آشنایی با جوشکاری CO₂؛ جوشکاری با گاز محافظ»

بهترین روش اتصال میلگرد کدام است؟

در این نوشتار رونیکس به جوش فورجینگ و نحوه انجام آن پرداختیم؛ یکی از روش‌های اتصال میلگرد که تقریبا در جهان منسوخ شده است؛ اما در کشور ما محبوبیت زیادی دارد.

دلیل منسوخ شدن این روش در جوشکاری میلگرد، محدودیت‌های زیادی است که ممکن است روی کیفیت جوش تاثیر بگذارد. در حال حاضر اتصال مکانیکی را می‌توان بهترین و مطمئن‌ترین روش برای جوش میلگرد دانست. این روش هم از نظر اقتصادی به‌صرفه‌تر است و هم مقاومت بالاتری در برابر فشارهای مختلف به میلگرد می‌دهد. به نظر شما کدام روش اتصال میلگرد در کشور ما مناسب‌تر است؟ سوالات و نظرات خود را با ما به اشتراک بگذارید. 

سوالات متداول

چرا از روش‌های مختلف برای اتصال میلگرد استفاده می‌شود؟
برای اینکه برخی از این روش‌ها مقرون به صرفه نیستند. طول میلگرد نیز در پروژه‌های مختلف متفاوت است. بنابراین، روش‌های اتصال میلگرد متفاوت هستند.
اجرای جوش فورجینگ به چه ابزاری نیاز دارد؟
این جوش به سه دستگاه نیاز دارد: برش سرد، دستگاه حرارت‌دهی و دستگاه فشار هیدرولیکی.
جوش فورجینگ چگونه انجام می‌شود؟
برای انجام جوش فورجینگ، انتهای میلگردها توسط یک مشعل اکسی استیلن حرارت بسیار بالایی می‌بیند. این حرارت باعث پلاستیکی‌شدن دو سر میلگرد می‌شود. سپس این دو میلگرد که در داخل یک گیره نگهدارنده مهار شده‌اند، تحت فشار هیدرولیک قرار می‌گیرند و در اثر این فشار به هم جوش داده می‌شوند.