جوش سر به سر میلگرد (فورجینگ) چگونه انجام می شود؟

به گزارش مجله وبلاگ فروش، بدون شک در انواع سازه ها، مقاومت و بالا بودن قابلیت اطمینان از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. در سازه های فولادی، به خصوص در صنعت ساختمان، به دلیل وجود انواع بارها و فشارهای مکانیکی از جمله کشش، پیچش و خمش، اهمیت کیفیت اتصالات دو چندان می شود همین موضوع باعث می شود روش های مختلفی برای حل این نگرانی ایجاد شوند.

بسیاری از فعالان حوزه ساختمان، جوش سر به سر میلگرد را اصولی ترین روش در بین انواع روش های اتصال میلگرد می دانند. در این روش، 2 سر میلگرد با قرار دریافت در برابر شعله، به حالت خمیری درآمده و با اعمال فشار به یکدیگر متصل (فورج) می شوند. این روش که فورجینگ سر به سر میلگرد نیز نامیده می شود، باعث افزایش استحکام اتصالات و در نهایت استحکام سازه می شود، به طوری که مقاومت نقطه اتصال از دیگر بخش های میلگرد بالاتر خواهد بود. همچنین در سازه هایی که تعداد اتصالات بسیار زیاد است، حجم میلگرد مصرفی تا 30 درصد قابل کاهش است. در ابتدای این مقاله به صورت مختصر به بررسی انواع روش های اتصال میلگرد پرداخته ایم و سپس به طور مفصل جوش سر به سر میلگرد را مورد بررسی قرار داده ایم.

انواع روش های اتصال میلگرد

بدون شک در انواع سازه ها، مقاومت و بالا بودن قابلیت اطمینان از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. در سازه های فولادی، به خصوص در صنعت ساختمان، به دلیل وجود انواع بارها و فشارهای مکانیکی از جمله کشش، پیچش و خمش، اهمیت کیفیت اتصالات دو چندان می شود همین موضوع باعث می شود روش های مختلفی برای حل این نگرانی ایجاد شوند. به طور کلی انواع روش های اتصال میلگرد را می توان در 3 دسته زیر تقسیم بندی کرد.

1. روش همپوشانی یا اورلپ (Overlap)

2. اتصال به وسیله روش های مکانیکی یا کوپلینگ (Coupler)

3. جوش سر به سر یا جوشکاری بوسیله فشار گاز که فورجینگ سر به سر نیز نامیده می شود. (Gas pressure welding of bar)

اتصال میلگرد با روش همپوشانی یا اورلپ (Overlap)

این روش که اتصال روی هم نیز نامیده می شود، ساده ترین روش برای اتصال 2 میلگرد به یکدیگر شناخته می شود. این روش نسبت به دیگر روش ها از قابلیت اطمینان و استحکام پایین تری برخوردار است و همین موضوع باعث جلوگیری از استفاده این روش برای اتصال میلگردهایی با قطر بالا می شود. در روش اورلپ یا همپوشانی، مقطع حاصل از مقطع هر میلگرد بزرگتر خواهد بود و همچنین باعث افزایش مصرف میلگرد خواهد شد و از نظر مالی در بسیاری از مواد به صرفه نخواهد بود. دلیل هزینه بر بودن این روش را را در نحوه اتصال میلگردها به یکدیگر می توان جستجو کرد. در این روش قسمتی از هر دو میلگرد باید بر روی یکدیگر قرار بگیرند تا بوسیله جوش به یکدیگر متصل شوند و البته در نظر داشته باشید برای استحکام بالاتر لازم است سطح بیشتری به اشتراک گذاشته شود. در سازه های عظیم این مقدار بسیار قابل توجه خواهد بود و هزینه زیادی را به مجری پروزه تحمیل می کند.

اتصال میلگرد با روش مکانیکی یا کوپلر (Coupler)

با توجه به مسائل زیادی که روش همپوشانی برای استحکام سازه ایجاد می کرد، نیاز به روش مناسب تری برای رفع کردن این مسائل وجود داشت. اتصال مکانیکی میلگرد بسیاری مسائل روش اورلپ را رفع می کند اما در مقابل مسائل جدیدی خواهد افزود. روش کوپلینگ هزینه بسیار زیادی در پی خواهد داشت که در بسیاری از پروژه ها از نظر مالی و زمانی توجیه نخواهد داشت. تجهیزات خاص برای پیاده سازی این روش، از دلایل دیگر محدود شدن استفاده از اتصال مکانیکی می توان دانست.

اتصال میلگرد با روش جوش سر به سر یا فورجینگ (Gas pressure welding of rebar)

در روش جوش سر به سر، معایب 2 روش دیگر رفع خواهد شد و مقطع حاصل از این روش نیز مقاومت خوبی خواهد داشت. بعد از استحکام، صرفه جویی در مصرف میلگرد را می توان مزیت دوم این روش دانست که با توجه به تاثیر قیمت میلگرد در هزینه های پیاده سازی سازه، عامل مهمی در تصمیم طراحان خواهد بود. کارشناسان در مورد قیمت میلگرد اعتقاد دارند:

قیمت میلگرد به دلایل مختلف همواره نوسانات بسیاری را تجربه می کند. به دلیل حجم بالای مصرف این پروفیل در صنایع مختلف از جمله ساختمان سازی، این تغییرات ناگهانی تاثیر چشمگیری در محاسبات مالی پروژه ها خواهد داشت و یکی از مهم ترین عوامل مشخص کننده قیمت سازه ها به حساب می آید.

در ادامه به طور کامل در مورد این روش صحبت خواهیم کرد.

جوش سر به سر میلگرد یا فورجینگ

در این روش، محل اتصال دو قطعه به وسیله حرارت، به حالت خمیری در خواهد آمد و بعد از اعمال فشار مکانیکی، دو قطعه با همدیگر آمیخته خواهند شد و اتصال رخ خواهد داد. حرارت لازم برای فرایند جوش توسط سوختن گاز استیلن (Acetylene) فراهم می شود که جوشکاری اکسی استیلن (Oxy-Acetylene Welding) نام دارد. در قسمت بعد به طور خلاصه در مورد این روش توضیح خواهیم داد و بعد از آن به استفاده این روش در جوش سر به سر میلگرد خواهیم پرداخت.

جوشکاری اکسی استیلن (Oxy-Acetylene Welding)

یکی از انواع رایج در بین روش های جوشکاری به وسیله انواع گازها، جوشکاری اکسی استیلن است. دلیل نامگذاری این فرایند به این نام، سوخت استیلن در کنار اکسیژن برای ایجاد گرما است که منبع گرمای لازم برای فرایند جوشکاری است. در این روش از 2 گاز اکسیژن و استیلن استفاده می شود که در 2 مخزن جداگانه قرار دارند و توسط لوله در محل شعله با یکدیگر مخلوط خواهند شد و با مشتعل شدن ترکیب حاصل و تنظیم آن بر روی محل مورد نظر، فلز ذوب خواهند شد و بعد از آمیخته شدن آنها و سرد شدن قطعه یکپارچه، فرایند جوشکاری به سرانجام خواهد رسید.

اتصال سر به سر میلگرد با فورجینگ اکسی استیلن

در این روش، از جوش اکسی استیلن برای حرارت دادن به سطح مقطع میلگردها استفاده می شود. برای یکنواختی حرارت و کیفیت بالاتر جوش، از حلقه آتش که به وسیله قرار دریافت چند شعله در اطراف میلگرد تشکیل می شود استفاده می کنند. حرارت حاصل از سوختن گاز استیلن، مقطع میلگردها را تا مرحله خمیری شدن پیش می برد. در نظر داشته باشید که این روش یک روش جوش ذوبی به حساب نمی آید و فرایند در فاز جامد رخ می دهد. همچنین باید اضافه کنیم که در نهایت ساختار مولکولی این فلزات در محل اتصال تغییر خواهد کرد و در نهایت باعث افزایش مقاومت اتصال حاصل از فورج سر به سر نسبت به روش کوپلینگ (مکانیکی) و اورلپ (همپوشانی) خواهد شد.

مزیت استفاده از جوش سربه سر آرماتور

استفاده از این نوع اتصال به دلایل بسیاری در بین صنایع مختلف از جمله سد سازی، سازه های بتنی، پل سازی و بسیاری از صنایع دیگر از محبوبیت بالایی برخوردار است. کارشناسان شرکت آهن آنلاین مزیت های زیر را مهمترین دلایل محبوبیت این روش می دانند:

o استفاده از فورجینگ اکسی استیلن در این نوع اتصال، استحکام را به نسبت دیگر روش ها تا اندازه خوبی افزایش می دهد و در سازه هایی که انواع فشارهای خمشی، پیچشی و کششی را تحمل می کنند این موضوع از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

o آسان بودن پیاده سازی و سرعت اجرای پروژه های جوش سر به سر به دلیل پیچیده نبودن تجهیزات، محبوبیت استفاده از این روش رو دو چندان می کند. تجهیزات مورد نیاز برای روش کوپلینگ تخصصی و غیر قابل حمل هستند و همین موضوع استفاده از آن را بسیار سخت می کند.

o هزینه اجرا را شاید بتوان یکی از مهمترین دلایل محبوبیت این روش دانست. هزینه پایین تجهیزات، اجرا و همچنین صرفه جویی در مصرف میلگرد را می توان از عوامل قابل توجه در بالا بردن صرفه مالی روش فورجینگ سر به سر میلگرد دانست.

دستگاه جوش سر به سر میلگرد

برای اجرای فورجینگ سر به سر میلگرد، نیاز به دستگاه های پیچیده ای وجود ندارد. با کنار هم قرار دادن چند قطعه ساده در کنار هم، دستگاه جوش اکسی استیلن در اختیار خواهید داشت. مهمترین اجزای این دستگاه عبارتند از:

o دستگاه برش سرد: برای شروع عملیات فورجینگ لازم است سطح مقطع هر دو میلگرد کاملاً صاف و صیقلی باشد و البته استفاده از ابزارهایی مانند اره، فرز و ابزارهای اینچنینی برای این منظور قابل قبول نیست و قابلیت اطمینان اتصال را به شدت پایین خواهد آورد.

o گیره نگهدارنده میلگرد: به منظور قرار دادن میلگردها در یک راستا از این اجزا استفاده می کنند.

o دستگاه اعمال فشار: متشکل از چند پمپ هیدرولیکی و شیرهای فشار است که وظیفه آن اعمال فشار به میلگردها بعد از ورود به حالت خمیری است تا در یکدیگر آمیخته شوند.

o سیستم حرارت دهی و مشعل: وظیفه اصلی این سیستم ترکیب گاز استیلن و اکسیژن با یکدیگر و ایجاد حرارت برای عملیات جوشکاری است. به عنوان اجزای اصلی این سیستم می توان از لوله اختلاط، شیرهای یکطرفه و حلقه آتش که به صورت دایره ای در اطراف میلگرد قرار می گیرد نام برد.

o کپسول های اکسیژن، استیلن و مانومتر مربوط به هرکدام: مانومترها در این قسمت فشار داخل کپسول ها و همچنین فشار گاز خروجی از آنها را نشان می دهند.

نکات ایمنی استفاده از دستگاه جوش سر به سر

حفاظت از لوله ها و اتصالات موجود در دستگاه جوش سربه سر میلگرد، مهمترین وظیفه شما بعد از سرانجام کار است. در انتهای عملیات این تجهیزات را با دقت جمع آوری کنید. قبل از شروع کار نیز لازم است بوسیله آب و کف، سلامت اتصالات بررسی شود.

تمیزکاری گیره میلگرد و گریس کاری آن در افزایش عمر و عملکرد دستگاه بسیار تاثیرگذار خواهد بود. پمپ هیدرولیک نیز از اجزای اساسی دستگاه به حساب می آید به همین دلیل استفاده از روغن مرغوب و همچنین بازرسی دائمی آن از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

گاز استیلن در اندازه زیاد می تواند موجب مسمومیت شود، از بو کردن زیاد آن پرهیز کنید.

در هنگام استفاده از دستگاه، از دستکش های چرمی و نخی استفاده کنید و بعد از سرانجام کار از بسته بودن شیرها اطمینان حاصل کنید.

در انتها از قلم نیاندازید در صورت هرگونه اشکال در حین انجام عملیات جوش سر به سر میلگرد و فورجینگ بوسیله گاز استیلن، کار را متوقف کنید و برای رفع عیب دستگاه به متخصص مراجعه کنید.