فورجینگ میلگرد (جوش سر به سر میلگرد)

میلگرد یکی از پر مصرف ترین مصالح مصرفی در صنعت ساخت و ساز و به ویژه سازه های بتن آرمه می باشد. بنابراین به کارگیری روش صحیح و مناسب به منظور اتصال میلگردها امری لازم و ضروری است که ضمن افزایش استحکام سازه موجب صرفه جویی در منابع مالی نیز می گردد. یکی از روش های اتصال این مصالح ، فورجینگ میلگرد یا همان جوش سر به سر میلگرد (Gas Pressure Welding of Rebar) می باشد. جوش سربه سر میلگرد به عنوان یک روش جوشکاری فاز جامد محسوب می گردد.

 

 

فورجینگ میلگرد ابتدا در ژاپن و آمریکا (در دهه ۱۹۳۰ میلادی) مورد استفاده قرار گرفت و پس از آن در سرتاسر جهان گسترش یافت. امروزه استفاده از این روش تنها در صورت رعایت ضوابط بسیار دقیق و سختگیرانه مجاز می باشد.

 

 
فورجینگ میلگرد

 

نحوه اجرای جوش فورجینگ

دستگاه جوش سربه سر میلگرد و تجهیزات مورد استفاده بدین منظور شامل دستگاه برش ، سیلندر هیدرولیک ، لوله اختلاط گاز ، گیره نگهدارنده میلگرد ، پمپ هیدرولیک ، حلقه آتش ، تیغه برش و کپسول گاز اکسیژن - استیلن و مانومترها می باشد.

اولین مرحله در اجرای جوش فورجینگ ، برشکاری میلگردها است. بدین منظور دو سر میلگرد به منظور دستیابی به سطحی صاف و عاری از هر گونه آلودگی سطحی به کمک دستگاه برش مخصوص ، بریده می شوند. شایان ذکر است که برشکاری میلگرد باید دقیقا تحت زاویه ۹۰ درجه نسبت سطح افق انجام شود. پس از آن میلگردها را به صورت هم راستا با یکدیگر ، درون یک نگهدارنده قرار می دهند. گیره نگهدارنده از دو فک ثابت و متحرک تشکیل شده که دو سر میلگرد را را مهار کرده و در امتداد یکدیگر قرار می دهد.

مرحله سوم از اجرای جوش فورجینگ ، اعمال حرارت و فشار می باشد. در روش جوش فورجینگ ، اتصال بین دو میلگرد بدون ذوب کامل فلز پایه صورت می پذیرد. در این روش عمل حرارت دهی دو سر میلگرد به کمک یک مشعل اکسی استیلن انجام می شود که موجب می گردد دو سر میلگردها به حالت خمیری درآید. همزمان با این مرحله به دو میلگرد فشار اعمال می گردد. این اعمال فشار سبب می گردد تا جوشکاری دو میلگرد به یکدیگر انجام شود. آخرین مرحله از فورجینگ میلگرد ، باز کردن گیره نگهدارنده می باشد. این عمل پس از پایان جوشکاری انجام شده و سرد شدن در دمای اتاق صورت می پذیرد.

 

مراحل فورجینگ میلگرد

 

شایان ذکر است که در جوش فورجینگ میلگرد ، مدت زمان حرارت دهی و همین طور میزان اعمال فشار ، به قطر میلگردها وابسته است. از نکات دیگری که اجرای جوش فورجینگ باید به آن دقت نمود، عاری بودن سطوح انتهایی میلگردها از لایه اکسیدی می باشد. زیرا وجود لایه اکسیدی موجب جلوگیری از دستیابی به استحکام لازم در فورجینگ میلگرد می گردد.

 

مزایای جوش فورجینگ

استحکام و مقرون به صرفه بودن ، از جمله مزایای روش فورجینگ میلگرد نسبت به سایر روش های اتصال میلگرد محسوب می گردد. دستگاه جوش سر به سر میلگرد به راحتی در کارگاه های عمرانی قابل حمل بوده و از این رو، اجرای آن آسان می باشد. فورجینگ میلگرد موجب صرفه جویی در مصرف میلگرد (تا ۳۰ درصد) و نیز حذف میلگردهای پرت می گردد.

از دیگر مزایای روش فورجینگ میلگرد می توان به ایمن سازی ساختمان در برابر زلزله به دلیل استحکام بالا در نقطه اتصال اشاره نمود. جوش سر به سر میلگرد موجب افزایش مقاومت نقطه اتصال نسبت به سایر نقاط در طول میلگرد می گردد، به طوری که هیچگاه میلگرد از نقطه اتصال گسیخته نمی شود.

 

بالا بودن مقاومت نقطه اتصال در فورجینگ میلگرد

 

معایب جوش فورجینگ

از مهم ترین معایب این روش تاثیرپذیری کیفیت جوش از عواملی همچون مهارت اپراتور می باشد. زمان حرارت دهی در این روش تجربی بوده به طور دقیق قابل محاسبه نمی باشد. همان طور که پیشتر نیز ذکر گردید، سرد شدن میلگردها در دمای اتاق انجام می شود، بنابراین دمای محیط در کیفیت جوش و شکننده شدن آن نقش بسزایی دارد.

از آنجایی که میلگردهای موجود در بازار از نظر درصد عناصر و پروسه تولید با یکدیگر متفاوت می باشند، انجام پروسه جوشکاری با دو نوع مختلف میلگرد بر روی کیفیت جوشکاری تاثیر مستقیم می گذارد. از دیگر معایب جوش فورجینگ ، عدم امکان کنترل میزان حرارت در حین انجام فرآیند می باشد. همچنین میزان اعمال فشار در این روش نیز به صورت تقریبی است.