میلگرد یکی از مقاطع اصلی در ساخت یک سازه فلزی است. طول معمول هر شاخه میلگرد در بازار ۱۲ متر می‌باشد. لذا در صورتی که به طول کمتری نیاز باشد باید آنرا برش داد و در صورتی که طولی بلندتر مدنظر باشد، باید دو سر میلگرد را به یکی از روش های مورد تایید مهندسین ناظر به یکدیگر متصل نمود.
ممکن است برای بالابردن طبقات یک ساختمان، بدنبال اتصال دو میلگرد به یکدیگر و بلند کردن طول آن باشید. در این شرایط بهتر است بدانید که روش های مختلفی برای اینکار وجود دارد اما یکی از روش های معمول آن فورجینگ (forging) یا جوش سر به سر است.
تاریخچه و قدمت روش فورجینگ
قدمت این روش به سالهای ۱۹۳۰ میلادی برمی‌گردد و اولین بار در آمریکا مورد استفاده قرار گرفت. در ایران نیز اولین بار در سال ۱۳۵۱ و آنهم در خطوط ریلی راه آهن بکار گرفته شد.
این روش در حقیقت برای اتصال لوله ها و ریل ها ابداعی مناسب تر است، اما از زمان های نه چندان دور، گاهی برای رشد سازه های شهری میلگرد را نیز به این روش جوشکاری میکردند. روش جوش سر به سر میلگرد به مرور در برخی کشورها منسوخ شده است، با اینحال هنوز یکی از روش‌های معمول وصله کردن میلگرد در ایران، همین روش فورجینگ یا جوش سر به سر می‌باشد.
اتصال میلگرد به این روش، در واقع به معنای جوشکاری میلگردها از سمت مقطع به یکدیگر است. لذا مسئله جوش پذیر بودن میلگرد در این فرایند اولین نکته ای است که باید به آن دقت شود. بنابراین در صورتی که ترکیب شیمیایی میلگرد شرط لازم برای جوش پذیری را نداشته باشد، بایستی از سایر روش های اتصال از جمله استفاده از کوپلر، وصله مکانیکی، وصله اتکایی و اورلب استفاده نمود.
در این مقاله ابتدا روش فورجینگ میلگرد را معرفی نموده و سپس به سوالاتی از این قبیل که آیا فرایند فورجینگ برای میلگرد مناسب و راحت است، و اینکه چه میزان حرارت و گرما برای فورجینگ میلگرد نیاز است؟ صحبت خواهیم نمود. در ادامه بیان خواهیم نمود که اصولا این روش دارای چه مزایا و معایبی است و اساسا فورجینگ میلگرد به چند طریق قابل انجام است؟
فرایند فورجینگ میلگرد یا جوش سر به سر چیست؟
فرایند فورجینگ میلگرد، فرایندی است که در آن تحت اعمال حرارت و فشار در محل اتصال، دو قطعه در یکدیگر ادغام شده و به اصطلاح به یکدیگر فورج میشوند. در این روش که زیر مجموعه ای از روش های جوشکاری است از گاز اکسی استیلن به منظور گاز مشتعل کننده برای بالا بردن دمای دو بخش اتصال شونده در قطعه استفاده میشود.
دمایی که نیاز است با حرارت شعله اکسی استیلن ایجاد شود، چیزی در حدود ۱۲۰۰-۱۲۵۰ سانتی گراد می‌باشد که با رسیدن دو سر میلگرد به این دما، و اعمال همزمان فشار میتوان آنها را به یکدیگر متصل نمود.
فورجینگ میلگرد روشی مقرون به صرفه و با کیفیت برای اتصال میلگردها به یکدیگر است. این روش بر مبنای روش های جوشکاری طراحی شده است و در آن از حرارت به همراه فشار برای اتصال استفاده میشود.
آیا روش فورجینگ برای اتصال میلگرد مناسب است؟
اگر بخواهیم به صورت کلی بگوئیم، میلگردها برای این نوع اتصال مناسب نیستند. هر چند در برخی از آنها مقدار کربن کم است و این امر اجازه میدهد کمتر بودن تردی و شکننده بودن میلگردها مانعی برای جوشکاری آنها نباشد.
بنابراین میلگردهای با کربن کمتر برای این نوع اتصال انتخاب میشوند. با اینحال گفته میشود که در میان تمام میلگردها، قابلیت انجام عملیات جوشکاری بر روی آنها وجود ندارد. علاوه بر این، مشاهده شده است که برخی از تولیدکنندگان برای بهبود مقاومت به خوردگی میلگردها از درصد ناچیزی مس در ترکیب شیمیایی میلگردها استفاده می‌کنند که حضور این عنصر، میلگرد را غیر قابل جوشکاری می‌کند. برای اطلاع از اینکه کدام نوع میلگرد آجدار مناسب فرایند جوشکاری و در نتیجه فورجینگ هستند، به مقاله انواع میلگرد آجدار مراجعه کنید.
انواع روش های فورجینگ میلگرد چگونه است؟
فرایند فورجینگ به دو صورت ماشینی و دستی قابل انجام است. در روش دستی، مهارت جوشکار بسیار اهمیت دارد چرا که در این حالت، قطعه فولادی که ابتدا سر آن گرم شده است با کمک یک انبر بر روی سندان قرار داده میشود، سپس با اعمال ضربه ای فشاری، دو سر میلگردها به هم متصل میشود.
اما در روش ماشینی، از ماشین های پرس فورجینگ استفاده میشود که خود دارای دو نوع مکانیکی و هیدرولیکی هستند. در نوع مکانیکی، نیروی لازم برای فشار از طریق میل لنگ و شفت بدست می آید و در نوع هیدرولیکی، فشار از طریق یک پیستون حاوی یک سیال پر فشار تامین می‌گردد.
تنوع نوع جوشکاری در جوش سر به سر میلگرد
همانطور که گفته شد، ایجاد حرارت در این روش معمولا به وسیله جوشکاری با گاز اکسی استیلن صورت میگیرد، اما جالب است که بدانید که این عمل تنها محدود به استفاده از گاز اکسی استیلن نیست و روش های دیگری که به طور کلی به روش های مختلف جوشکاری اشاره دارد نیز، می‌توانند در اتصال میلگردها به یکدیگر بکار گرفته شوند.
از جمله این روش ها استفاده از جوشکاری با گاز خنثی آرگون و یا هلیم است که استفاده از این گاز نه تنها برای جلوگیری از آلودگی هوا مفید است، بلکه کیفیت جوش نیز بهتر از گاز اکسی استیلن می‌باشد.
روش دیگری که در برخی کارگاه های برای اتصال میلگرد استفاده میشود، استفاده از جریان قوس الکتریکی بین قطعه میلگرد و الکترود است که در اثر ایجاد این جریان قوس الکتریک، حرارت ایجاد شده و محل اتصال به صورت خمیری در می‌آید. سپس با اعمال فشار به صورت دستی میتوان مقطع دو میلگرد را به یکدیگر جوش داد.
مزایای فورجینگ میلگرد چیست؟
شاید بتوان گفت بهتر است که روش اتصال فورجینگ میلگرد را با دیگر روش ها ازقبیل اورلپ، وصله اتکایی، مکانیکی و .. مقایسه کرد. بنابراین در یک جمع بندی از ۶ مزیت روش جوش سر به سر میتوان گفت:
- صرفه جویی در مصرف میلگرد به میزان ۲۰ تا ۳۰ درصد نسبت به روش اورلپ.
- کاهش نسبی نیروی انسانی مورد نیاز به جهت آسانی نوع فرایند و کاهش مصرف میلگرد
- استفاده مجدد از میلگردهای غیر قابل مصرف با اتصال به یکدیگر
- کاهش وزن نسبی سازه به علت کمتر بودن میزان میلگرد مصرفی.
- قابلیت لرزه بهتر به هنگام فرایند بتن ریزی به علت وزن سبکتر
- سرعت اجرای بالاتر نسبت به دیگر فرایندها به خصوص اتصال مکانیکی میلگردها.
معیاب تکنولوژی فورجینگ میلگرد چیست؟
- نیاز به عملیات ثانویه و تکمیلی
- هزینه نگهداری ابزار آلات نسبت به دیگر روش ها بالاتر است.
- امکان اشتباه در کنترل دقیق دمای فرایند.
- اکسیداسیون سریع سطح فولاد در صورت استفاده از گاز اکسی استیلن.
- نیاز به انرژی برق یا گاز برای انجام فرایند.
- نیاز به بالا بردن شرایط ایمنی حین کار.
برای دریافت مشاوره خرید و یا استعلام قیمت میلگرد با کارشناسان ما در مجموعه آهنات و با شماره تماس ۰۲۱۴۷۲۳۸۰۰۰ تماس بگیرید.
سخن پایانی
اتصال میلگرد به روش های مختلفی صورت میگیرد که یکی از معمول ترین این روشها در ایران، اتصال به روش فورجینگ یا همان جوش سر به سر است. در این مقاله با مزایا و معایب آن آشنا شدید و همچنین در مورد نحوه بکارگیری آن که به دو صورت دستی و ماشینی صورت میگیرد، اطلاعاتی به شما عزیزان داده شد. امیدواریم مطالب این مقاله برای شما مفید بوده باشد.
