فورجینگ میلگرد ؛ قبل از شروع مبحث فورجینگ میلگرد، می‌خواهیم موضوع مورد بحث امروز را با معرفی روش‌های اتصال میلگرد آغاز کنیم که شامل روش‌های زیر است:
اتصال اورلپ
این روش به دلیل مشکلاتی چون مقاومت پایین میلگردها در برابر بارهای تناوبی، تغییر شکل و عدم هم‌راستایی میلگردها در آرماتور بر طبق آیین‌نامه ACI، ممنوع اعلام شد.
اتصال کوپلینگ
از دیگر روشی که برای اتصال میلگردها رواج پیدا کرد، استفاده از قطعاتی چون پیچ و مهره دربین دو انتهای میلگردها است. که باعث می‌شود آرماتور در محل اتصال، رفتار یک آرماتور یکپارچه را نشان دهد. این روش نسبت به روش اتصال قبلی باعث کاهش تراکم آرماتورها و امکان بتن‌ریزی مطلوب را فراهم می‌کند. بطوریکه که طبق آیین‌نامه بتن ایران، روش کوپلینگ نسبت به اتصال اورلپ بسیار قوی و مستحکم‌تر معرفی شد.
اتصال فورجینگ میلگرد
به دلیل ضعف و عدم پایداری روش‌های قبلی در برابر بارهای خمشی، کششی و پیچشی سازه‌های بتنی، استفاده از جوش فورجینگ یا جوش سربه‌سر رواج یافت. توانست بسیاری از مشکلات استحکام و پایداری ساختمان برطرف شود که در ادامه بیشتر به توضیح جوش فورجینگ می‌پردازیم.
فورجینگ میلگرد
این روش در حقیقت برپایه پیوند مولکولی دو میلگرد است. و به همین دلیل این روش را یک روش پیوند در حالت جامد می‌دانند. جالب اینجاست که در روش فورجینگ میلگرد، هیچ ماده جدید تولید نمی‌شود و بطورکلی برای انجام آن ۳ مرحله باید انجام شود:
- قرارگیری دوسرمیلگرد روبه‌روی یکدیگر
- تغییر شکل میلگردها به حالت خمیری‌مانند با حرارت دادن آن
- توقف حرارت و فشار دو میلگرد از دو طرف برای ادغام به یکدیگر توسط قسمت‌های ذوب شده
به عبارت ساده‌تر این روش فرآیندی که در ابتدا میلگردها بدون افزودن مواد و با حرارت دیدن حاصل از سوختن گاز استیلن و اکسیژن، بیش از دمای تبلور مولکولی داغ می‌شوند. تا فلز به اصطلاح وارد حالت لاستیکی خود شده و حالت نرم‌شدگی پیدا کند. که با حالت فلز ذوب‌شده فاصله بسیاری دارد. در نهایت با فشار حاصل از سیلندر هیدرولیک، میلگردها به یکدیگر متصل و یا پرس می‌شوند.
فورجینگ میلگرد طی دو فرآیند دستی و ماشینی صورت می‌گیرد. به این صورت که در بخش فرآیند دستی پس از گرم شدن قطعه فولاد در کوره، با نگه داشتن قطعه روی سِندان با کمک انبُر، برای دستیابی به شکل و اندازه لازم ضربه وارد می‌شود. و بعد توسط دستگاه‌هایی که توسط انسان تنظیم و کنترل می‌شود در بخش فرآیند ماشینی فورجینگ میلگرد، ادامه کار جوش فورجینگ انجام می‌شود.
نکات مهم در اجرای این روش
قبل از معرفی مراحل اجرای این روش که یکی از مهم‌ترین حساسیت‌های جوش فورجینگ، تشکیل اکسید روی سطح لبه‌های میلگرد است. که این اتفاق به دما، شرایط محیطی، کیفیت و پیوستگی حرارت بستگی دارد. و اگر این اکسیدها وارد منطقه جوش داده بشوند، به شدت در کیفیت و مقاومت آن تاثیرگذار خواهد بود.
و اما مراحل انجام کار به شرح زیر است:
تمیزکاری
در ابتدای انجام کار برای به حداقل رساندن احتمال به وجود آمدن اکسیداسیون در محل جوش، باید به خوبی سطح میلگرد را از زنگ‌زدگی، خوردگی، هرگونه چربی و دیگر مواد با انواع مواد شوینده استاندارد، پاکسازی شود. مطمئن‌ترین کار در این بخش استفاده از دستگاه‌های برش میلگرد است. که به صورت صاف و یکدست انجام می‌شود. گرچه باعث به وجود آمدن مقداری ضایعات می‌شود. البته این هم باید بدانید که برش زدن میلگرد در انجام فورجینگ میلگرد باید کمی قبل از شروع مرحله حرارت‌دهی باشد. تا از اکسید شدن مجدد و یا جذب هرگونه آلودگی جلوگیری گردد.
حرارت‌دهی
در مرحله بعدی نوبت به حرارت‌دهی میلگردها است. که با کمک گیره‌های نگهدارنده روبه‌روی یکدیگر قرار می‌گیرند. البته این را بدانید که این میله‌ها در ابتدا متحرک بوده که پس از تنظیم و محکم کردن بست و پیچ‌ها، میله ثابت و میلگرد آماده حرارت دیدن می‌شود. حال دو کپسول از گازهای اکسیژن و اکسی‌استیلن برای هدایت کردن گاز داخل کپسول به مشعل با دارا بودن نازل‌های آن، وارد مرحله حرارت‌دهی فورجینگ میلگرد می‌گردد.
اعمال فشار هیدرولیکی
قبل از توضیح این مرحله فورجینگ میلگرد، باید نکاتی را درخصوص حرارت‌دهی جوش فورجینگ بدانید که به قرار زیر است:
- داشتن تجربه، دقت و دانش فنی در مرحله حرارت فورجینگ میلگرد، بسیار حائز اهمیت است؛ بنابراین فرد مورد نظر برای انجام اینکار باید توانایی کنترل بالا رفتن شیب دما را داشته باشد و بتواند زمان لازم برای قطع حرارت و ورود به مرحله اعمال فشار هیدرولیکی را تشخیص دهد.
- نکته مهم دیگر در این مرحله از روش فورجینگ میلگرد، ایمنی کار است و این یعنی باید به طور مداوم و پیوسته از سالم بودن نازل‌ها و کنترل‌کننده‌ها به‌خصوص کنترل‌کننده‌های روی مشعل، مطمئن بود تا از بروز حوادثی چون انفجار و خسارات مالی وجانی جلوگیری شود.
میلگرد به شکل خمیری وارد مرحله اعمال فشار هیدرولیکی می گردد. نیاز به دستگاه‌های مخصوصیست که انجام اعمال فشار از دو سو بر میلگردها یکسان باشد. در این مرحله از فورجینگ میلگرد دستگاه به انتهای دو میلگرد فشار وارد کرده تا دوسر خمیری آنها با یکدیگر ادغام شود. نکته مهم در استفاده از دستگاه فشار فورجینگ میلگرد، یکسان بودن فشار اعمالی به انتهای دو میلگرد است. که اینکار نیاز به بالا بودن مهارت و تجربه فرد مسئول جوش سربه‌سر میلگرد دارد. و طبق استانداردهای گفته شده برای انجام اینکار، به ازای هر ۱ سانتی‌متر میلگرد باید حدودا بین ۳۰۰ تا ۴۰۰ بار فشار هیدرولیکی انجام شود.
ابزارهای مورد نیاز برای جوش فورجینگ
تمامی ابزارهای مورد نیاز برای فورجینگ میلگرد به شرح زیر است:
دستگاه برش سرد
به منظور برش دادن سطح مقطع میلگرد جهت آماده شدن این محصول فولادی از هرگونه آلودگی، زنگ‌زگی، خوردگی و غیره برای انجام این روش میباشد.
میله نگهدارنده
نام دیگر این میله، کلمپ است. برای قرار دادن دو میلگرد در راستای یکدیگر استفاده می‌شود. که خود این میله دارای اجزای مختلفی چون فک ثابت، فک متحرک، کلگی، پیچ های تنظیم و نگه دارنده است.
دستگاه اعمال فشار
این دستگاه به وسیله فشار روغن توسط سیلندر هیدرولیک با ایجاد نیرو، میلگردها را پس از گرم شدن به هم متصل می‌کند. دستگاه اعمال فشار دارای تنظیماتی است که توسط فرد مسئول آن به صورت دستی انجام می‌گیرد.
مخزن ها، لوله‌‌های عبور گاز، شیرها و فشارسنج
در این روش دو کپسول گاز از اکسیژن و اکسی‌استیلن نیاز است که هر کدام از این کپسول‌ها دارای شیرهای عبور گاز و فشارسنج است. همچنین این کپسول‌ها دارای لوله‌هایی برای هدایت گاز خروجی به بیرون دارند. علاوه برآن، هر مخزن یک مانومتر دارد. که دارای دو درجه است. یکی نشان‌دهنده فشار گاز داخل مخزن که به سمت خود مخزن بوده و دیگری نشان‌دهنده فشار گاز خروجی از مخزن میباشد
مشعل
گاز خروجی هریک از کپسول‌های اکسیژن و اکسی‌استیلن در یک مشعل به هم می رسند. و با یکدیگر ترکیب می‌گردند.با ترکیب این دوگاز با یکدیگر مخلوطی قابل اشتعال به دست می‌آید که برای گرم و خمیری کردن دو سر میلگرد استفاده می‌شود. از دیگر اجزا تشکیل‌دهنده این مشعل میتوان به شیرهای یک طرفه یا فلاش‌‌بک‌‌ها برای جلوگیری از برگشت شعله به داخل مخزن و شلینگ‌ها، دسته مشعل، کلید فرمان برای تسلط بیشتر نیروی کاری در این روش و حلقه آتش یا نازل‌های به منظور یکنواخت کردن گرما درحال چرخش دورتادور میلگرد جوش اشاره کرد.
انواع روش‌های جوش فورجینگ
بعد از آشنایی با این روش و آموزش نحوه کار با آن، باید بدانید که انجام آن نیز دارای روش‌های متفاوتی به شرح زیر است:
جوشکاری قوس الکتریکی
این نوع جوشکاری امروزه طرفداران زیادی را به خود اختصاص داده است . چراکه در انجام این فرآیند با به‌کارگیری قوس‌الکتریکی بین الکترود و قطعه کار، گوی‌های ریز فلزمذاب از الکترود فلزی به درز جوش انتقال می‌یابند. علاوه‌براین، چون توانایی انجام این نوع جوشکاری با جریان متناوب یا مستقیم وجود دارد. برای کاربردهای گسترده‌ای استفاده می‌شود که برای هدایت جریان جوش از یک نگهدارنده یا دستگاه گیره با دسته عایق‌بندی بهره می‌برند.
جوشکاری با قوس محافظ گاز
در این نوع عملیات از یک گاز بی اثر مانند آرگون یا هلیوم برای انجام کار استفاده می‌شود. که باعث آلودگی هوا و آسیب به اتمسفر نمی‌شود.
فرایندهای ترموشیمیایی
این روش جزء یکی از جوشکاری‌های گازی محسوب می‌شود. امروز به دلیل بکارگیری در تولید یک نوع ورق خاص، بهره وری از این روش جوش فورجینگ محدودگردیده است. جوشکاری گاز یا همجوشی، به وسیله سوزاندن اکسیژن و استیلن با گرما تامین می‌شود. برای جلوگیری از اکسید فلز پایه، یک شعله خنثی یا کاهنده به کار می رود.
فورجینگ قالب باز
این روش جوش فورجینگ مناسب قطعات بزرگ با ظاهری نسبتا ساده است. و معمولا استفاده از این روش در صنایعی چون فرم دادن به شمش‌های طلا و زرگری دیده می‌شود.
فورجینگ پرِسی
این روش سرعت بالاتری نسبت به روش‌های فورجینگ قالب باز و فرآیندهای ترموشیمیایی دارد، زیرا برای انجام کار نیاز به فشار است.
روش‌های سنجش کنترل کیفیت فورجینگ میلگرد
به دلیل بالابودن حساسیت این عملیات و داشتن متخصصان مجرب در این زمینه، برای تست کنترل کیفیت آن روش‌های بسیاری وجود دارد. و به طور کلی در دو دسته روش‌های تخریبی و غیرتخریبی قرار می گیرند:
روش تخریبی
از جمله آزمایش‌های تخریبی در این عملیات میتوان تست‌های کششی و خمشی را نام برد. که چون به میلگرد آسیب می‌رسد، در دسته روش‌های تخریبی بشمار می‌روند. مثلا در تست کششی، دو سر حاصل از فورجینگ میلگرد را تحت کشش‌های مختلف قرار می‌دهند. که اگر میلگردها از نقاط جوش‌خورده، جدا شوند یعنی کیفیت پایین بوده و باید مجدد عمل فورجینگ میلگرد به صورت استاندارد صورت پذیرد. در تست خمش نیز محل اتصال میلگردها را تا زاویه ۹۰ درجه خم می‌کنند و در صورت نشکستن نقطه اتصال به روش فورجینگ میلگرد، میتوان به بالابودن کیفیت اتصال میلگردها پی برد. نقطه ضعف این روش‌های تست فورجینگ میلگرد، آسیب دیدن میلگرد از نقاط دیگر است و علاوه‌برآن، مقاومت فورجینگ میلگرد در برابر مواقعی مانند فشارهای شدید زلزله و یا ضربه را، نمی‌توان تضمین کرد.
روش غیرتخریبی فورجینگ میلگرد
با مشکلات روش‌های تخریبی فورجینگ میلگرد، مهندسین به فکر ابداع روش‌های غیرتخریبی فورجینگ میلگرد افتادند. که امروزه مورد استقبال فراوانی قرار گرفت. زیرا آسیب به میلگرد جز در قسمت اتصال برای قسمت‌های دیگر قطعه وجود ندارد. که معروف‌ترین روش‌های غیر تخریبی فورجینگ میلگرد، روش برش گرم و اولتراسونیک نام دارد.
مزایا و معایب فورجینگ میلگرد
تا اینجای مطلب به مباحث مهمی درخصوص فورجینگ میلگرد پرداختیم؛ حال بهتر است بدانیم روش فورجینگ میلگرد چه مزایا و معایبی دارد؟
مزایای فورجینگ میلگرد
جالب است بدانید که بیش‌از ۹۰% پروژه‌های ژاپن برای اتصال میلگردهایی با قطر بالای ۱۶ میلی‌متر از روش فورجینگ میلگرد استفاده می‌کنند که دلیل آن چیزی جز موارد زیر نیست:
- مقرون‌به صرفه بودن فورجینگ میلگرد به دلیل فراوان بودن ابزار آن، بالابودن سرعت انجام کار، کاهش ضایعات و مصرف میلگرد
- کاهش ۳۰ درصدی مصرف میلگرد و همچنین قابلیت استفاده مجدد از میلگردهای کوتاه شده با عنوان ضایعات میلگرد به وسیله جوش دادن آنها در استفاده از روش فورجینگ میلگرد
- نداشتن اختلاف سطح محل اتصال دو میلگرد نسبت به خود میلگرد در روش فورجینگ میلگرد نسبت به روش‌های جوش فیوژن، همپوشانی یا مکانیکی، کاهش وزن سازه بخاطر کاهش حجم محل جوش و همچنین یکنواخت و بیشتر شدن استحکام پیوند بین میلگردها با بتن، افزایش استحکام بهتر بتن و انتقال بهتر انواع فشار به میلگرد در نتیجه وجود این ویژگی در فورجینگ میلگرد
- مقاومت فشاری و کششی جوش حاصل شده از روش فورجینگ میلگرد نسبت به دیگر قسمت‌های میلگرد و افزایش امنیت بالای سازه.
- آسان بودن روش فورجینگ میلگرد به دلیل قابل حمل و در دسترس بودن دستگاه‌های جوش سربه‌سر
معایب فورجینگ میلگرد
در کنار تمام مزایا و بهره گیری آنها در بیشتر پروژه‌های، روش فورجینگ میلگرد نیز دارای نقص و عیب میباشد. که مهم‌ترین آن به قرار زیر میباشد:
- تاثیربذیری کیفیت جوش در روش فورجینگ میلگرد به دلیل عواملی چون دمای محیط، مهارت اپراتور، تجربی بودن زمان حرارت‌دهی و نبودن میزان دقیق محاسبه میزان حرارت
- عدم امکان کنترل میزان حرارت در حین انجام فرآیند و تقریبی بودن میزان اعمال فشار در فورجینگ میلگرد
- تاثیر مستقیم تنوع میلگردهای موجود در بازار از نظر درصد عناصر ترکیب شیمیایی و پروسه تولید آنها برای نجام جوشکاری با دو نوع مختلف میلگرد بر روی کیفیت جوشکاری فورجینگ میلگرد
سخن پایانی
به انتهای مطلب فورجینگ میلگرد رسیدیم. ما در این مبحث مهم‌ترین نکات فورجینگ میلگرد را بیان کردیم . به طورکلی کاربردهای اصلی فورجینگ میلگرد را جوشکاری ضایعات و پرتی‌های میلگرد و استفاده مجدد از آنها، وصله مقاطعی که آرماتورهای آن قطع می گردد. و اتصال آرماتورها در تمامی المان‌های بتنی نظیر ستون، تیر، فونداسیون، دیوارهای برشی، شمع دانست.
گروه صنعتی فولاد کاران از سال ۱۳۷۰فعالیت خود را در زمینه‌ی تولید و تامین مقاطع مختلف فولادی و آهن, از قبیل میلگردهای فولادی و آلیاژی , میلگردهای ساختمانی, انواع مقاطع ترانسمیسیون , ورق‌های آلیاژی , ورق‌های روغنی و سیاه و گالوانیزه‌ی هفت الماس ,آغاز نموده است . تلاش مجموعه فولادکاران در این مدت در جهت رضایتمندی و تامین دقیق سفارشات معطوف بوده است.
ما را در شبکه‌های اجتماعی دنبال کنید:
اینستاگرام : https://www.instagram.com/folad_karan_tehran
فیسبوک: https://www.facebook.com/jamal.fazli.948
لینکدین: https://www.linkedin.com/in/jamal-fazli-65890a1b6
پینترست: https://nl.pinterest.com/fuladk
