جوش فورجینگ میلگرد یکی از روش های پیشرفته اتصال میلگردها در پروژه های عمرانی و ساختمانی است. در این فرآیند، دو قطعه میلگرد با استفاده از ترکیب حرارت و فشار به یکدیگر متصل می شوند. این اتصال به گونه ای انجام می شود که سطح تماس بین دو میلگرد کاملاً یکپارچه و بدون هیچ گونه ناپیوستگی باشد. چنین ویژگی ای موجب می شود تا جوش فورجینگ میلگرد به عنوان یک گزینه مطمئن برای استفاده در سازه های بتنی مسلح، به ویژه در بخش هایی که نیاز به اتصالات مقاوم و پایداردارند، شناخته شود.
یکی از مهم ترین مزایای این روش، افزایش دوام اتصال و کاهش احتمال شکست در محل وصله است؛ عاملی که موجب استقبال گسترده مهندسان عمران و سازندگان پروژه های عمرانی از این فناوری شده است.
اگر به دنبال مقاوم‌ترین روش اتصال میلگرد در پروژه‌های عمرانی هستید، این مقاله از کوپلرسازان مرجع کوپلینگ میلگرد در ایران را از دست ندهید!
فرآیند جوش فورجینگ میلگرد چگونه انجام می شود؟
این روش، که تحت عنوان جوش فشاری گازی (Gas Pressure Welding – GPW) نیز شناخته می شود، بر پایه استفاده از گاز استیلن و اکسیژن برای تولید حرارت عمل می کند. میلگردها در این فرآیند بدون استفاده از مواد افزودنی به دمای خمیری حدود ۱۲۵۰ تا ۱۲۶۰ درجه سلسیوس رسیده و سپس با کمک فشار اعمال شده از طریق یک سیلندر هیدرولیکی، به یکدیگر فورج می شوند. نتیجه این فرآیند، یک اتصال یکنواخت، با استحکام بالا و فاقد نقاط ضعف معمول در روش های سنتی اتصال میلگردها است.
کاربردهای جوش فورجینگ میلگرد در پروژه های عمرانی و ساختمانی
استفاده از جوش فورجینگ میلگرد در پروژه های عمرانی به ویژه در شرایطی که نیاز به ایجاد اتصالات بسیار مقاوم و مطمئن وجود دارد، اهمیت زیادی دارد. این روش، امروزه در بسیاری از پروژه های ساختمانی و صنعتی جایگزین روش های قدیمی شده و مزایای چشم گیری را به همراه دارد.
مهم ترین کاربردهای جوش فورجینگ میلگرد عبارتند از:
۱. سازه های بتنی مقاوم
در ساخت انواع ساختمان ها، پل ها، سدها و دیگر سازه های بتنی که استحکام و دوام نقش حیاتی دارد، جوش فورجینگ میلگرد به عنوان یکی از بهترین روش های اتصال میلگردها مورد استفاده قرار می گیرد.
۲. تونل ها و پل ها
در اجرای پروژه های زیرساختی مانند تونل ها و پل ها، اتصالات باید تحمل فشار و بارهای سنگین را داشته باشند. تکنولوژی جوش فورجینگ میلگرد این امکان را فراهم می کند و امنیت سازه را تا حد زیادی افزایش می دهد.
۳. سازه های صنعتی سنگین
در پروژه هایی که میلگردهایی با قطر بالا و استحکام ویژه موردنیاز است، استفاده از جوش فورجینگ میلگرد به دلیل مقاومت بالا و کیفیت اتصال، بسیار رایج و توصیه شده است.
تکنیک اجرای جوش فورجینگ میلگرد چگونه است؟
در فرآیند جوش فورجینگ میلگرد، ابتدا دو سر میلگرد موردنظر تا دمایی حدود ۱۲۰۰ درجه سانتی گراد حرارت داده می شود تا به حالت خمیری برسند. سپس با اعمال فشار مکانیکی قوی توسط دستگاه های مخصوص، این دو میلگرد به صورت کامل و یکپارچه به هم جوش داده می شوند.
این روش علاوه بر اینکه باعث ایجاد اتصالی یکنواخت و مستحکم می شود، از نظر حفظ خواص مکانیکی فلز نیز بسیار ایده آل است. به ویژه زمانی که جوشکاری در محل پروژه انجام شود، از دستگاه های جوش فورجینگ پرتابل برای تسهیل کار استفاده می شود.
روش اجرای جوش سر به سر میلگرد با تکنولوژی فورجینگ
در این تکنیک، دو سر میلگرد با استفاده از شعله حاصل از سوختن گاز استیلن و اکسیژن به دمای مناسب رسیده و به حالت خمیری درمی آید. سپس با استفاده از فشار هیدرولیکی، میلگردها در هم آمیخته و فرآیند فورجینگ انجام می شود.
نکته مهم اینجاست که این روش برخلاف وصله های پوششی، عملکرد اتصال آن به بتن وابسته نیست. به همین دلیل عملیات بتن ریزی و ویبره به دلیل کاهش تراکم میلگردها بسیار ساده تر و استانداردتر انجام می شود.
مزایای جوش فورجینگ میلگرد نسبت به روش های سنتی
- افزایش استحکام و یکپارچگی اتصال میلگردها
- عدم ایجاد تغییر فاز در محل جوش و حفظ ساختار مولکولی فلز
- کاهش پرت و هدررفت میلگرد در پروژه ها
- اجرای ساده تر و سریع تر عملیات بتن ریزی
- سبک سازی سازه و در عین حال افزایش مقاومت
- مناسب برای پروژه های با تراکم بالای میلگرد
بازرسی و کنترل کیفیت جوش فورجینگ میلگرد بر اساس استانداردهای ملی
جوش فورجینگ میلگرد به عنوان یکی از روش های نوین اتصال میلگردها در پروژه های عمرانی، نیازمند بازرسی و کنترل کیفی دقیق در مراحل مختلف اجرا است. طبق مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، فرآیند کنترل کیفیت این نوع جوشکاری در سه مرحله اصلی انجام می گیرد:
- پیش از عملیات جوشکاری
در این مرحله، شرایط محیطی، تجهیزات اجرایی و تطابق با دستورالعمل های فنی مورد ارزیابی قرار می گیرد. اطمینان از آماده بودن ماشین آلات و صحت عملکرد آن ها، بخشی از این مرحله حیاتی است.
- حین انجام جوشکاری
در طول فرآیند جوش فورجینگ میلگرد، نظارت بر سه پارامتر اصلی یعنی دما، فشار و زمان جوشکاری ضروری است. تنظیم صحیح این فاکتورها، تضمین کننده کیفیت و دوام اتصال است.
- پس از پایان جوشکاری
در این مرحله، آزمایش های مختلف از جمله تست های غیرمخرب مانند آزمون نفوذ و اولتراسونیک (UT)، و تست های مخرب مانند آزمون کشش و خمش انجام می گیرد تا کیفیت جوش به طور دقیق بررسی شود.
ضوابط فنی اجرای جوش فورجینگ میلگرد
برای دستیابی به اتصال ایمن و مقاوم، رعایت چند ضابطه فنی ضروری است: دمای حرارت دهی مناسب : میلگردها باید تا دمایی حرارت ببینند که به حالت خمیری برسند ولی ذوب کامل صورت نگیرد. فشار مکانیکی کنترل شده : فشار اعمالی باید باعث پیوند کامل شود بدون آن که ساختار میلگرد آسیب ببیند. مدت زمان بهینه جوشکاری : زمان اجرا باید به گونه ای باشد که از ترک خوردگی و ترد شدن جوش جلوگیری شود.
الزامات استاندارد در مبحث نهم و دهم مقررات ملی ساختمان
مطابق مبحث نهم و دهم، اجرای جوش فورجینگ میلگرد باید منطبق با شرایط زیر باشد:
- استاندارد پیش گرمایش: میزان حرارت و شرایط محیطی باید مطابق با استانداردهای ملی ایران تنظیم شود.
- انتقال تنش کافی: وصله جوشی باید توان انتقال تنشی معادل ۱.۲۵ برابر تنش تسلیم میلگرد را در کشش یا فشار داشته باشد.
- محدودیت محل اتصال: طبق مبحث نهم، وصله جوشی نباید در فاصله ای کمتر از دو برابر ارتفاع مقطع عضو از محل اتصال تیر به ستون یا مقاطع بحرانی واقع شود.
جایگاه استاندارد JIS ژاپن در اجرای جوش فورجینگ میلگرد
در گذشته، تا پیش از تدوین استاندارد ملی ایران، از استاندارد JIS ژاپن به عنوان مرجع اجرای جوش فورجینگ استفاده می شد. این موضوع در تاییدیه مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن نیز آمده است. خوشبختانه در سال ۱۳۹۶، استاندارد ملی فورجینگ ایران بر اساس ترجمه استاندارد ژاپنی JIS Z3881 نسخه ۲۰۱۴ تدوین و به جامعه مهندسی کشور ارائه شد.
این استاندارد، نکات مهمی را مطرح کرده است:
- امکان اجرای اتصال در تمام بخش های عضو سازه ای، حتی در محل های بحرانی مانند اتصال تیر به ستون (که در وصله اورلپ مجاز نبود).
- قابلیت جوشکاری میلگردهایی با تفاوت قطر تا ۷ میلی متر که از نظر فنی و اقتصادی بسیار مؤثر است.
تست های کنترل کیفیت جوش فورجینگ میلگرد
پس از اجرای جوش فورجینگ میلگرد، انجام تست ها و آزمایش های استاندارد برای بررسی کیفیت، دوام و استحکام محل اتصال از اهمیت ویژه ای برخوردار است. این تست ها به منظور اطمینان از عملکرد صحیح اتصال و رعایت استانداردهای لازم اجرا می شوند.
مهم ترین تست های جوش فورجینگ میلگرد عبارتند از:
- تست کشش میلگرد
این تست برای سنجش مقاومت جوش در برابر نیروی کششی انجام می شود. هدف اصلی از اجرای تست کشش، بررسی میزان تحمل جوش و اطمینان از مقاومت مناسب آن در سازه است.
- تست ضربه
تست ضربه برای ارزیابی توانایی جوش فورجینگ میلگرد در مقابل ضربات ناگهانی و نیروهای مکانیکی لحظه ای به کار می رود. این آزمون، مقاومت محل جوش در شرایط اضطراری را بررسی می کند.
- تست خم پذیری میلگرد
در این آزمایش، میزان انعطاف پذیری جوش بررسی می شود تا از عدم ایجاد ترک یا شکستگی در ناحیه اتصال در زمان خمش میلگردها اطمینان حاصل شود.
استانداردها و تاییدیه های لازم در جوش فورجینگ میلگرد
اجرای صحیح و اصولی جوش فورجینگ میلگرد نیازمند رعایت استانداردهای فنی و دریافت تاییدیه های تخصصی از مراجع ذی صلاح است. این الزامات شامل موارد زیر می شود:
تاییدیه تجهیزات و جوشکاران
تمام دستگاه ها، تجهیزات، اپراتورها و جوشکارانی که در فرآیند جوش فورجینگ فعالیت دارند، باید گواهی نامه های معتبر از مراکز رسمی را دریافت کنند. از جمله این گواهی نامه ها می توان به گواهی صلاحیت جوشکار و دستورالعمل رسمی جوشکاری اشاره کرد.
آزمون خمش و جوش پذیری میلگرد
میلگردهایی که در پروژه استفاده می شوند باید تحت آزمایش های خمش و جوش پذیری قرار بگیرند تا از عدم ترک خوردگی یا شکستگی در محل جوش هنگام خم شدن اطمینان حاصل شود.
مزایای جوش فورجینگ میلگرد
اجرای جوش فورجینگ میلگرد نسبت به روش های سنتی وصله میلگردها، مزایای قابل توجهی دارد که موجب افزایش کیفیت ساخت و بهبود عملکرد سازه های بتنی می شود.
مهم ترین مزایای جوش فورجینگ میلگرد عبارتند از:
- استحکام و مقاومت بسیار بالا
اتصالات حاصل از جوش فورجینگ میلگرد در برابر نیروهای کششی، فشاری و مکانیکی مقاومت فوق العاده ای دارند.
- یکپارچگی کامل در محل جوش
به دلیل همجوشی اصولی دو سر میلگرد، احتمال ترک خوردگی یا شکستگی محل اتصال به حداقل می رسد.
- افزایش دوام و عمر مفید سازه
استفاده از جوش فورجینگ باعث ارتقای عملکرد کلی سازه های بتنی شده و می تواند عمر مفید پروژه های عمرانی را افزایش دهد.
معایب و محدودیت های جوش فورجینگ میلگرد
با وجود مزایای فراوان، اجرای جوش فورجینگ میلگرد دارای محدودیت ها و چالش هایی نیز می باشد که باید در طراحی و اجرای پروژه ها مورد توجه قرار گیرد.
مهم ترین معایب و محدودیت های جوش فورجینگ میلگرد:
- هزینه بالای تجهیزات و اجرا
دستگاه های مخصوص جوش فورجینگ میلگرد قیمت بالایی دارند و اجرای این روش نیازمند نیروی انسانی متخصص است.
- محدودیت در پروژه های کوچک
در پروژه هایی با حجم کم یا میلگردهای ظریف، استفاده از این روش اقتصادی و فنی مناسب نیست و احتمال تغییر شکل میلگردها وجود دارد.
- نیاز به تجهیزات پیشرفته
اجرای موفق این روش مستلزم بهره گیری از دستگاه های تخصصی و تجهیزات مدرن است که بیشتر در پروژه های بزرگ و صنعتی قابل استفاده است.
مقایسه فورجینگ میلگرد و اورلپ؛ کدام روش بهتر است؟
یکی از سوالات رایج در پروژه های عمرانی این است که فورجینگ میلگرد بهتر است یا اورلپ؟ پاسخ به این سوال تا حد زیادی به شرایط پروژه، نوع سازه و میزان استحکام موردنیاز بستگی دارد.
مزایای فورجینگ میلگرد نسبت به اورلپ
روش فورجینگ میلگرد به دلیل ایجاد اتصال مستقیم، یکنواخت و بسیار مقاوم میان میلگردها، گزینه ای ایده آل برای پروژه های بزرگ و صنعتی محسوب می شود. این روش معمولاً زمانی به کار می رود که سازه نیاز به تحمل بارهای سنگین و مقاومت بسیار بالا دارد.
برخی از مهم ترین ویژگی های مثبت فورجینگ میلگرد عبارتند از:
- استحکام و دوام بسیار بالا در محل اتصال
- کاهش مصرف میلگرد و صرفه جویی در مصالح
- اجرای بهتر بتن ریزی به دلیل کاهش تراکم میلگردها
- افزایش عمر مفید و مقاومت کلی سازه
کلام پایانی
جوش فورجینگ میلگرد یکی از روش های نوین و پرکاربرد در صنعت ساختمان است که با استفاده از حرارت و فشار، اتصال یکنواخت و مقاومی میان دو میلگرد ایجاد می کند. این روش به دلیل استحکام بالا، یکپارچگی محل جوش، کاهش پرت میلگرد و تسهیل عملیات بتن ریزی، در پروژه های بزرگ، صنعتی و سازه هایی با نیاز به تحمل بارهای سنگین بسیار مورد استفاده قرار می گیرد.
اجرای جوش فورجینگ میلگرد بر اساس استانداردهای ملی ایران و با رعایت ضوابط مشخص، نیازمند بازرسی و کنترل کیفیت در مراحل قبل، حین و بعد از جوشکاری است که شامل تست کشش، تست ضربه و تست خم پذیری می شود. با وجود مزایای فراوان، این روش معایبی همچون هزینه بالا، نیاز به تجهیزات تخصصی و محدودیت استفاده در پروژه های کوچک را دارد. مقایسه فورجینگ میلگرد با روش اورلپ نشان می دهد که فورجینگ برای سازه های مقاوم و صنعتی گزینه ای ایده آل است، در حالی که اورلپ به دلیل سادگی اجرا و هزینه کمتر، در پروژه های معمولی و کوچک کاربرد بیشتری دارد.
