یکی از روش‌های منحصربه‌فرد و بسیار کاربردی جوشکاری آرماتورها، فورجینگ میلگرد است. این روش، در سال 1930 برای اولین بار در ژاپن و ایالات‌متحده به کار رفت؛ پس‌ازآن، تحقیقاتی بر روی روش جوشکاری سربه‌سر انجام شد که از مزایای متعدد آن نسبت به روش‌های دیگر اتصال آهن‌آلات و فولاد خبر می‌دادند. به‌این‌ترتیب، امروزه می‌بینیم که از فورجینگ یا جوش سربه‌سر میلگرد به‌طور گسترده‌ای در صنایع مختلف مانند ساختمان‌سازی استفاده می‌شود. در ادامه مزایا و معایب، تست کنترل کیفیت و لوازم موردنیاز برای جوشکاری سربه‌سر میلگرد را موردبررسی قرار داده‌ایم.
طبق نظر کارشناسان گرفت:
"فورجینگ میلگرد، نوعی جوشکاری در فاز جامد است که با حرارت‌دهی و اعمال فشار، میان دو میلگرد پیوند مولکولی ایجاد می‌کند. این روش مزایای بسیاری دارد و در کنار آن ممکن است گاهی مشکلاتی نیز در جوش سر به سر میلگرد ایجاد شود و استحکام آن کاهش پیدا کند."
جوش سر به سر میلگرد یا فورجینگ چیست؟
فورجینگ میلگرد (forging)، یکی از روش‌های جوشکاری است که با استفاده از گاز اکسی استیلن و اعمال فشار هیدرولیک اجرا می‌شود. فورجینگ ازجمله ترفندهای جوشکاری فاز جامد است؛ به این معنی که انتهای دو میلگرد فورج‌شده در این روش ذوب نمی‌شود. با حرارت‌دهی به میلگردها، دمای آن‌ها به 1200-1300 درجه سانتی‌گراد می‌رسد و ناحیه خمیری به وجود می‌آید؛ با اعمال فشار بر روی دو میلگرد، در این ناحیه میان مقاطع پیوند مولکولی ایجاد می‌شود. پس از سرد شدن و تبلور مجدد، یک اتصال محکم میان دو میلگرد فورج‌شده به وجود می‌آید.
انواع عملیات فورج میلگرد
عملیات فورج میلگرد را با توجه به میزان محصور بودن منطقه اتصال، به دو نوع زیر تقسیم می‌کنند:
- قالب باز
فورج قالب باز، نوعی از فورجینگ است که بیشتر به آهنگری سنتی شبیه است و پیش از ایجاد اتصال، مهم است که میلگرد به‌اندازه کافی گرم شده باشد. در فورج قالب باز، از قالب‌هایی استفاده می‌شود که میلگرد را کاملاً محصور نمی‌کنند؛ در صنایع مختلف، فورج قالب باز را به‌عنوان فورجینگ اسمیت نیز می‌شناسند.
- قالب بسته
فورج قالب بسته یا فورجینگ ضربه‌ای، نوعی از عملیات فورج است که برای انجام آن، میلگردها را در میان دو قالب قرار می‌دهند و ضربه‌های پرسرعت و سنگینی به آن وارد می‌کنند.
مزایای جوش سربه‌سر میلگرد
چندان طول نکشید تا آوازه روش فورجینگ به کشورهای دیگری مانند آلمان و روسیه نیز رسید و پس از انجام تحقیقات بیشتر، سایر کشورهای دنیا نیز از مزایای آن بهره گرفتند؛ ازجمله مهم‌ترین مزایای روش جوشکاری سربه‌سر میلگرد می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- آسان بودن
یکی از اصلی‌ترین مزایای فورجینگ، آسانی آن در مقایسه با سایر روش‌های جوشکاری است؛ کافی است یک مشعل برای حرارت‌دهی به مقاطع داشته باشید. البته همچنان مهارت جوشکار در نحوه انجام حرارت‌دهی و اعمال فشار برای ایجاد بهترین نتیجه، بسیار مهم است.
- کاهش حجم محل جوش
ازآنجایی‌که اتصال، به‌طور مستقیم میان دو میلگرد ایجاد می‌شود و نیازی به مواد واسط نیست، حجم محل جوش در میلگرد فورج شده کاهش می‌یابد. این امر می‌تواند از طرفی وزن سازه را کاهش داده و به امنیت و استحکام آن اضافه کند.
- صرفه‌جویی در مصرف میلگرد
همان‌طور که می‌دانید، قیمت میلگرد همواره در نوسان است و بالا رفتن قیمت آن می‌تواند هزینه کلی پروژه‌های عمرانی و ساختمان‌سازی را افزایش دهد. براساس تحقیقات، روش فورجینگ می‌تواند مصرف آرماتور را تا 30 درصد کاهش دهد و در هزینه‌های پروژه صرفه‌جویی کند. با استفاده از این روش جوشکاری، حتی میلگردهای کوتاه شده و ضایعاتی نیز می‌توانند به‌هم اتصال یافته و مورداستفاده قرار بگیرند.
- مقرون‌به‌صرفه بودن
استفاده از روش فورجینگ میلگرد، دورریزها را به‌طور قابل‌توجهی کاهش می‌دهد؛ بنابراین، روش جوشکاری سربه‌سر می‌تواند بسیار مقرون به‌صرفه‌تر و اقتصادی‌تر از بسیاری روش‌های دیگر باشد.
معایب فورجینگ میلگرد
ازجمله معایب اصلی میلگرد فورج‌شده، تأثیرپذیری شدید از میزان مهارت و تجربه جوشکار است؛ درصورتی‌که جوشکار با مدت‌زمان مناسب برای حرارت دهی آشنا نباشد، در ایجاد ناحیه خمیری به مشکل برمی‌خورد. دراین‌صورت، پیوند مولکولی به‌درستی ایجاد نمی‌شود. همچنین کارکنان باید در مورد فشار موردنیاز برای ایجاد پیوند مستحکم اطلاعات و تجربه کافی داشته باشند. این امر تأثیر قابل‌توجهی بر دوام و استحکام اتصال دارد.
کاربرد جوشکاری فورجینگ
ازجمله رایج‌ترین کاربردهای فورجینگ، می‌توان به اتصال میلگردهای ضایعاتی، میلگردهای فونداسیون‌ها، میلگردهای دیوار برشی، میلگردهای داخل تیر برق‌ها و ستون‌ها و همچنین اصلاح یا بیشتر کردن طول ریشه‌های کوتاه اشاره کرد. این اتصالات می‌توانند استحکام و مقاومت لازم را در سازه ایجاد کنند.
لوازم و ابزار جوش فورجینگ
برای اجرای جوش سربه‌سر میلگرد، به چند وسیله نیاز است که شامل موارد زیر هستند:
- مشعل
- دستگاه برش سرد
- دستگاه اعمال فشار
- دستگاه نگه‌دارنده میلگرد
- مخزن، لوله‌های عبور گاز و فشارسنج
تست جوش میلگرد فورجینگ برای اطمینان از اجرای صحیح آن
برای اطمینان از استحکام بالای میلگرد فورج‌شده، از چند آزمایش کیفیت استفاده می‌شود که شامل موارد زیر هستند:
آزمایش اولتراسونیک
تست اولتراسونیک، یکی از اطمینانی‌ترین آزمایش‌ها است که برای انجام آن، از تاباندن امواج نوری بر محل اتصال دو میلگرد فورج‌شده و بررسی الگوی موج‌های برگشتی و عبوری استفاده می‌شود.
آزمایش خم کردن (تست خمش)
در تست خمش، سازه را در نقطه اتصال میلگردها خم می‌کنند؛ این سازه باید تا زاویه 90 درجه بدون شکستن، خم شود.
آزمایش کشش
تست کشش، یکی از آزمایش‌های تخریبی است که کیفیت اتصال را با قرار دادن مقطع تحت کشش‌های متفاوت می‌سنجد؛ این میلگرد نباید در نقطه اتصال دچار شکستگی شود.
برای اتصال میلگرد، فورجینگ روش مناسبی است یا کوپلینگ؟
بعد از میلگرد فورج‌شده، کوپلینگ شهرت و محبوبیت بیشتری در میان انواع اتصالات میلگرد دارد؛ کوپلینگ نوعی پیوند مکانیکی است که با استفاده کوپلر ایجاد می‌شود. کوپلر به دو انتهای میلگرد رزوه می‌شود و بدون نیاز به ایجاد پیوند مکانیکی، آن‌ها را به یکدیگر متصل می‌کند. کوپلینگ آسان‌تر است، هزینه‌ها را کاهش می‌دهد و سرعت بیشتری به امور می‌بخشد؛ بااین‌حال، بسیاری افراد جوش سربه‌سر میلگرد را ترجیح می‌دهند.
سخن پایانی
همان‌طورکه مشخص شد، برای ایجاد اتصال میان دو مقطع فولاد در جوش سربه‌سر میلگرد از هیچ ماده یا فلز واسطه‌ای استفاده نمی‌شود، بلکه اتصال به‌طور مستقیم میان خود میلگردها به وجود می‌آید؛ بنابراین، روش جوشکاری سربه‌سر می‌تواند نسبت به بسیاری روش‌های دیگر مستحکم‌تر، مقرون به‌صرفه‌تر و آسان‌تر باشد. البته همچنان جوشکاران برای ایجاد یک اتصال محکم و اطمینانی، باید بر روی مقدار فشار اعمال‌شده و مدت‌زمان حرارت دهی تسلط کاملی داشته باشند.
گرفت (آهن پرتال)؛ به‌روزترین مرجع استعلام قیمت آهن آلات و کالاهای فولادی است که با مقایسه نرخ محصولات ارائه شده، توسط فروشندگان مختلف بازار، کمک می‌کند تا بتوانید بدون هدر رفت زمان، خریدی مطمئن و آسوده را با بهترین قیمت ترجمه نمایید.
