جوشکاری فورجینگ

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد

فورجینگ میلگرد (به انگلیسی: Gas pressure welding of rebar) یک روش جوشکاری در فلز است[۱] که در آن پس از حرارت دادن به دو بخش متصل شونده تا دمای خمیری شدن فولاد و سپس پرس دو قطعه روی هم ایندو قطعه را در هم ادغام ،ترکیب یا به اصطلاح فورج می‌کند.[۲] قابل ذکر است که از این تکنولوژی در سال‌های دور ۱۳۵۱ خورشیدی در خط آهن سراسری ایران استفاده شده‌است.

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

فورجینگ سر به سر میلگرد[ویرایش]

در فورجینگ سر به سر میلگرد ابتدا در دهه ۱۹۳۰ میلادی در کانادا 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 به‌طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار گرفت و در ابتدا به منظور جوشکاری ریل‌ها و لوله‌ها و بعد از آن در جوشکاری میلگردهای ساختمانی 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 همزمان 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 (آرماتور بند ها 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 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 سطح میلگرد، بیشتر از سایر نقاط در طول میلگرد می‌باشد.[۵]
  10. سرعت اجراءبالاتر و هزینه اجراء پایینتر نسبت به "اتصال مکانیکی میلگرد"

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 1200–1250 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 و تغییری در جنس و فاز فولاد (در دیاگرام آهن-کربن) ایجاد نمیشود.

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.

یکی از نکات مهم در این روش ،عاری بودن سطوح انتهایی میلگردها از لایه اکسیدی ، آلودگی سطحی و بتن می باشد، 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 سرد بر هوا خنک و تیغه" تنگستن کارباید" مخصوص دور پایین دراین روش جوشکاری الزامی می‌باشد.گواهینامه جوشکاری برای اپراتور الزامیست.

منابع[ویرایش]

  1. امیر شیرزادی. «Diffusion Bonding». دانشگاه کمبریج. دریافت‌شده در ۵فوریه۲۰۱۵. تاریخ وارد شده در |تاریخ بازبینی= را بررسی کنید (کمک)
  2. Nauman, Dan (2004), "Forge welding" (PDF), Hammer's blow: 10–15, archived from the original (PDF) on 3 March 2016, retrieved 5 February 2015.
  3. «Forge welding». Britannica.
  4. ۴٫۰ ۴٫۱ ۴٫۲ یاماموتو-تاتسومی و فوکادا (۱۹۹۸). «Gas Pressure Welding Method for Steel Reinforcing Bars» (PDF). کاراکتر line feed character در |عنوان= در موقعیت 38 (کمک)
  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 گردیده‌است. کاراکتر line feed character در |نویسنده= در موقعیت 32 (کمک); پارامتر |عنوان= یا |title= ناموجود یا خالی (کمک); پارامتر |پیوند= ناموجود یا خالی (کمک)
  6. «WHAT IS GAS PRESSURE WELDING». Daia Co.

برای مطالعه بیشتر[ویرایش]

  • «استاندارد JIS ژاپن». بایگانی‌شده از اصلی در ۹ فوریه ۲۰۰۴. دریافت‌شده در ۱۷ اکتبر ۲۰۱۲.
  • استاندارد ملی ایران تحت عنوان "جوشکاری میلگرد به روش فشار گاز" تولید شده در 1396/11/25
و شماره INSO 22442