جوشکاری فورجینگ

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
(تغییرمسیر از جوش سربه‌سر میلگرد)
پرش به: ناوبری، جستجو

جوشکاری فورجینگ (به انگلیسی: Forge welding) یک روش جوشکاری در فلز است[۱] که در آن پس از حرارت دادن به دو بخش متصل شونده تا دمایی بسیار زیاد و سپس چکش کاری یا پرس دو قطعه روی هم ایندو قطعه را در هم ادغام یا باصطلاح فورج می‌کند.[۲] قابل ذکر است که از این تکنولوژی در سال‌های دور ۱۳۵۱ خورشیدی در خط آهن سراسری ایران استفاده شده است.

امروزه مهمترین کاربرد آن در اتصال سر به سر میلگرد است.[۳]

جوش سر به سر میلگرد[ویرایش]

در جوش سر به سر میلگرد ابتدا در دهه ۱۹۳۰ میلادی در ایالات متحده آمریکا و ژاپن تحت عنوان یکی از زیرشاخه‌های فرایند جوشکاری گاز اکسی استیلن و با نام gas pressure welding (مخفف انگلیسی: GPW) گسترش یافت. از آن پس، این روش به طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار گرفت و در ابتدا به منظور جوشکاری ریل‌ها و لوله‌ها و بعد از آن در جوشکاری میلگردهای فولادی به کار گرفته شد.[۴]

با افزایش ساخت و ساز و رشد سازه‌های شهری و بلندمرتبه‌سازی، توجه به مقاوم‌سازی، استحکام بیشتر و حفظ امنیت جانی و مالی این نوع جوش در اهمیت قرار گرفته و به دلیل ضریب ایمنی بالا آن و کاهش هزینه‌ها، وارد حوزه ساخت‌وساز گردید. در این روش به جای بر روی هم قراردادن(به انگلیسی: Overlap) بخش انتهایی میلگردها، دو سر میلگرد توسط حرارت در دمای مشخص ۱۲۰۰ تا ۱۲۵۰ درجهٔ سانتی‌گرادو سپس فشار هیدرولیکی (که به دو سر میلگرد وارد می‌آید) به یکدیگر اتصال داده و اصطلاحاً فورج می‌شود.[۴]

مزایای فورجینگ سر به سر[ویرایش]

  1. صرفه جویی ۲۰ تا ۳۰ درصدی در مصرف با حذف بر روی هم قراردادن میلگردها(به انگلیسی: Overlap) و حذف پرت‌ها.
  2. کاهش نیروی انسانی با توجه به کاهش مصرف
  3. کاهش کلیهٔ هزینه‌ها از جمله حمل‌ونقل با توجه به کاهش مصرف.
  4. اتصال میلگردهای غیرقابل مصرف به همدیگر و استفاده مجدد از آنها.
  5. کاهش وزن اصلی سازه و متناسب با آن کاهش نیروهای ثقلی جانبی و در نتیجه بالا رفتن مقاومت سازه در مقابل زلزله.
  6. کاهش اشتباهات انسانی (جوشکارها معمولاً برای کاهش مصرف میلگردها از طول روی هم قراردادن(به انگلیسی: Overlap) آنها کم می‌کنند که این عمل سبب کاهش مقاومت میلگردها در نقاط اتصال (جوش) و در نتیجه کاهش مقاومت سازه می‌شود) همچنین تنها راه حل برای اصلاح کوتاه آمدن میلگردها به دلیل خطای آرماتوربند و یا تصمیم به افزایش طبقه یا ادامه پروژه این تکنولوژی می‌باشد.
  7. امکان لرزه (به انگلیسی: Vibration) بهتر در هنگام بتن ریزی، با توجه به کاهش حجم اضافی میلگردها در نقاط اتصال.
  8. افزایش قابل توجه درگیری بتن با میلگردها با توجه به کاهش حجم اضافی میلگردها در نقاط اتصال.
  9. افزایش مقاومت در نقطهٔ اتصال، به‌طوری که مقاومت در این نقطه به خاطر افزایش حجم میلگرد، بیشتر از سایر نقاط در طول میلگرد می‌باشد.[۵]

فناوری اجرایی[ویرایش]

به عنوان یک روش فاز جامد محسوب می‌شود که در آن، اتصال بدون ذوب کامل فلز پایه انجام می‌گردد. به دلیل نبود عنصر واسطه برای اتصال دو قطعه در این روش این نوع جوش از مزایای خوبی نسبت به روش‌های متداول و معمول برخوردار می‌باشد. در این روش عمل حرارت دهی انتهای میلگردها توسط یک مشعل اکسی استیلن انجام می‌گردد که باعث می‌شود دو سر میلگردها به حالت پلاستیک درآید، همزمان فشار بر روی دو میلگرد که به حالت سر به سر روبروی یکدیگر قرار گرفته و در داخل یک گیره نگهدارنده مهار شده‌اند، اعمال گردیده و جوشکاری صورت می‌گیرد. هنگامیکه درجه حرارت به ۱۲۰۰-۱۳۰۰ درجه سانتیگراد می‌رسد (ناحیه خمیری)، مولکول‌های میلگرد انرژی فعالسازی کافی را به دست آورده و سپس مولکولهای میلگردها در ناحیه فصل مشترک نفوذ کرده و با یکدیگر ترکیب می‌شوند که در این حالت پیوند مولکولی برقرار شده و تبلور مجدد اتفاق می‌افتد که به این نحو جوشکاری دو سر میلگردها انجام می‌پذیرد.[۴][۶]

در این روش مدت زمان حرارت دهی و میزان اعمال فشار به قطر میلگردهای جوش شونده بستگی دارد.

این نکته که در این روش سطوح انتهایی میلگردها عاری از لایه اکسیدی باشد، بسیار حائز اهمیت می‌باشد به نحوی که وجود ناخالصی اکسیدی در فصل مشترک جوش، باعث عدم استحکام این نوع اتصال می‌گردد. استفاده از تجهیزات برشکاری و لبه سازی با اره تنگستنی مخصوص دور پایین این روش جوشکاری الزامی می‌باشد.[۷] داشتن گواهینامه جوشکاری برای اپراتور الزامیست.

منابع[ویرایش]

  1. امیر شیرزادی. «Diffusion Bonding». دانشگاه کمبریج. بازبینی‌شده در ۵فوریه۲۰۱۵. 
  2. Nauman, Dan (2004), "Forge welding", Hammer's blow: 10–15. 
  3. «Forge welding». Britannica. 
  4. ۴٫۰ ۴٫۱ ۴٫۲ یاماموتو-تاتسومی و فوکادا. [http://www.aws.org/wj/supplement/WJ_1998_05_s188.pdf «Gas Pressure Welding Method for Steel Reinforcing Bars»]. ۱۹۹۸. 
  5. روش جوش فورجینگ سر به سر میلگرد تأییدیه مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی فرایند جوش سر به سر میلگرد موفق به دریافت تأییدیه فنی روش جوشکاری سر به سر میلگرد با گاز استیلن و فشار از مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی گردیده است.. 
  6. «WHAT IS GAS PRESSURE WELDING». Daia Co. 
  7. Dan Nauman. «Forge Welding». Abana.org. 

برای مطالعه بیشتر[ویرایش]