در پروژه‌های عمرانی و ساختمانی، جایی که ایمنی و دوام سازه در اولویت قرار دارد، نحوه اتصال میلگردها نقش تعیین‌کننده‌ای پیدا می‌کند. یکی از روش‌های مدرن و بسیار مقاوم برای اتصال میلگردها، فورجینگ میلگرد یا همان جوش سر به سر است. این تکنیک با ترکیب فشار و حرارت بالا، دو سر میلگرد را به گونه‌ای به هم پیوند می‌دهد که یک اتصال یکپارچه و بسیار مقاوم ایجاد شود.
در ادامه به تعریف دقیق این فرآیند، ابزار مورد نیاز، مراحل اجرا، آزمایش‌های کنترل کیفیت و مزایای استفاده از این روش در صنعت ساختمان می‌پردازیم. برای اطلاع از قیمت روز آهن می‌توانید به سایت کارآهن مراجعه کنید یا با کارشناسان مجموعه به شماره ۶۷۱۴۵-۰۲۱ تماس بگیرید.
زمان خواندن: ۹ دقیقه
فورجینگ چیست؟
فورجینگ در صنایع فلزی به فرآیند شکل‌دهی و اتصال فلزات با استفاده از فشار و حرارت بالا گفته می‌شود. در حوزه عمران و ساختمان، فورجینگ بیشتر به اتصال میلگردها مربوط می‌شود. این روش برخلاف جوشکاری معمولی، یک اتصال مولکولی ایجاد می‌کند و در نتیجه مقاومت اتصال بسیار بیشتر از روش‌های سنتی خواهد بود. به همین دلیل، امروزه فورجینگ به عنوان یک تکنیک مدرن و قابل اعتماد در پروژه‌های عمرانی بزرگ شناخته می‌شود.
فورجینگ میلگرد چیست؟
فورجینگ میلگرد به فرآیند اتصال دو میلگرد با استفاده از حرارت کنترل‌شده و فشار مکانیکی گفته می‌شود. در این روش، میلگردها به جای جوشکاری سنتی، تحت دمای بسیار بالا (بین ۱۲۰۰ تا ۱۳۰۰ درجه سانتی‌گراد) قرار گرفته و سپس با پرس هیدرولیکی یا ضربه مکانیکی به هم متصل می‌شوند.
این پیوند به دلیل ماهیت مولکولی خود، به مراتب مقاوم‌تر از روش‌های قدیمی مانند اورلپ یا کوپلینگ است و در برابر کشش، فشار و ضربه عملکرد بهتری نشان می‌دهد.
بیشتر بخوانید: میلگرد بخریم یا صبر کنیم؟
جوش فورجینگ میلگرد
جوش فورجینگ میلگرد همان فرآیند اتصال سر به سر میلگردها با حرارت و فشار است. این روش به ویژه در پروژه‌های بزرگ که نیاز به اتصال‌های متعدد دارند، کاربرد فراوان دارد. مزیت اصلی جوش فورجینگ این است که برخلاف اورلپ، هیچ افزایش قطر یا حجم اضافه‌ای در مقطع ایجاد نمی‌کند و انتقال بار به صورت مستقیم انجام می‌شود. همچنین، مصرف میلگرد کاهش پیدا می‌کند که در پروژه‌های کلان منجر به صرفه‌جویی اقتصادی می‌شود.
بیشتر بخوانید: نحوه جوشکاری میلگرد
فورجینگ میلگرد ستون
در ستون‌های بتنی که بخش اصلی انتقال بارهای عمودی ساختمان را بر عهده دارند، استفاده از فورجینگ اهمیت ویژه‌ای دارد. اتصالات ستون‌ها باید دارای مقاومت بسیار بالا باشند تا در برابر نیروهای فشاری و کششی ناشی از وزن ساختمان و زلزله مقاومت کنند. به همین دلیل، در ستون‌های بتنی بلندمرتبه یا سازه‌های صنعتی سنگین، جوش فورجینگ میلگرد به عنوان یک روش استاندارد و مطمئن توصیه می‌شود. این روش باعث می‌شود اتصال میلگردها در ستون بدون ضعف اجرایی انجام گیرد.
کاربردهای فورجینگ میلگرد
مهم‌ترین کاربردها عبارتند از:
۱- پروژه‌های عمرانی بزرگ
مانند پل‌ها، سدها، تونل‌ها و برج‌های مرتفع که نیازمند اتصالات بسیار مقاوم و یکپارچه هستند.
۲- ساختمان‌های مسکونی و تجاری
به ویژه در سازه‌های بلند که استحکام اتصال میلگردها در ستون‌ها و تیرها اهمیت زیادی دارد.
۳- سازه‌های صنعتی و سنگین
مانند سوله‌های فلزی، کارخانه‌ها و پالایشگاه‌ها که تحت بارهای سنگین و ارتعاشات مداوم قرار دارند.
۴- پروژه‌های زیرساختی
از جمله راه آهن، مترو، خطوط انتقال نیرو و پروژه‌های حمل‌ونقل شهری.
۵- سازه‌های دریایی و بندری
اسکله‌ها، بنادر و موج‌شکن‌ها که در معرض فشار آب و خوردگی قرار دارند و نیاز به اتصالات مقاوم دارند.
۶- نیروگاه‌ها و تاسیسات انرژی
شامل نیروگاه‌های برق، سدهای نیروگاهی و سازه‌های مرتبط با انرژی‌های نو (بادی، خورشیدی).
۷- پروژه‌های مقاوم‌سازی لرزه‌ای
در بهسازی و بازسازی ساختمان‌های قدیمی برای افزایش مقاومت در برابر زلزله.
۸- سازه‌های ورزشی و فرهنگی
مانند استادیوم‌ها، سالن‌های بزرگ و مراکز همایش که دهانه‌های وسیع و بارگذاری سنگین دارند.
۹- برج‌های مخابراتی و دکل‌ها
که نیازمند اتصالات مطمئن برای تحمل فشار باد و بارهای جانبی هستند.
۱۰- صنعت نفت و گاز
در خطوط انتقال و تاسیسات بالادستی و پایین‌دستی که ایمنی و مقاومت بالای اتصالات بسیار حیاتی است.
آموزش فورجینگ میلگرد
یادگیری فورجینگ میلگرد نیازمند دانش تئوری و تجربه عملی است. آموزش این فرآیند شامل مراحل زیر است:
- آشنایی با تجهیزات و ابزارها (کپسول‌ها، مشعل و کمپرسور)
- شناخت ضوابط فشار و دما
- تمرین برش صحیح میلگردها و آماده‌سازی مقاطع
- نحوه صحیح حرارت‌دهی و زمان‌بندی
- اعمال فشار یکنواخت و کنترل نتیجه نهایی
نکته: برای اپراتورهای تازه‌کار، کار تحت نظر یک فرد باتجربه ضروری است؛ زیرا کوچک‌ترین خطا در فشار یا حرارت می‌تواند کیفیت جوش را کاهش داده و خطرات جدی برای سازه ایجاد کند.
ابزار و تجهیزات لازم برای اجرای فورجینگ
برای اجرای استاندارد فورجینگ میلگرد، به مجموعه‌ای از تجهیزات تخصصی نیاز است:
- دستگاه جوش سر به سر
- کپسول اکسیژن و مانومتر
- کپسول گاز استیلن و کنترل‌کننده فشار
- مشعل و نازل مخصوص
- کمپرسور هیدرولیکی
- گیره نگهدارنده میلگرد
- دستگاه برش برای آماده‌سازی مقاطع
مراحل اجرای فورجینگ میلگرد
فورجینگ میلگرد یکی از روش‌های نوین و استاندارد در صنعت ساختمان‌سازی است که برای اتصال میلگردها به کار می‌رود. این روش به دلیل حذف معایب جوش‌های سنتی و اورلپ، امروزه در پروژه‌های عمرانی و صنعتی جایگاه ویژه‌ای پیدا کرده است. در فرآیند فورجینگ، میلگردها در دمای بالا حرارت داده شده و تحت فشار یکپارچه می‌شوند؛ در نتیجه اتصال ایجاد شده استحکام بالایی داشته و رفتاری مشابه با میلگرد پیوسته از خود نشان می‌دهد.
اجرای صحیح این روش نیازمند رعایت مراحل مشخصی است که شامل آماده‌سازی میلگردها، برش دقیق، صافکاری، عملیات حرارت‌دهی، پرس و در نهایت کنترل کیفیت می‌شود. آگاهی از این مراحل نه تنها به افزایش کیفیت اتصالات کمک می‌کند بلکه موجب صرفه‌جویی در هزینه‌ها و زمان پروژه نیز خواهد شد.
در ادامه به بررسی گام به گام مراحل اجرای فورجینگ میلگرد می‌پردازیم:
۱- آماده‌سازی و برش مقاطع
ابتدا دو سر میلگرد باید با دستگاه برش صاف و یکدست شوند تا از وجود هرگونه زنگ‌زدگی یا خوردگی جلوگیری شود. این مرحله به تضمین کیفیت اتصال کمک می‌کند.
۲- مرحله حرارت‌دهی
پس از فیکس شدن میلگردها در گیره، ترکیب گاز اکسیژن و استیلن توسط مشعل شعله‌ای یکنواخت ایجاد می‌کند. شعله باید به‌طور دقیق کنترل شود تا میلگردها به حالت خمیری برسند.
۳- اعمال فشار هیدرولیکی
با نرم شدن سطح میلگردها، دستگاه هیدرولیک وارد عمل شده و فشار یکنواختی از دو طرف وارد می‌کند. این فشار موجب ادغام مولکولی دو سر میلگرد و تشکیل یک اتصال یکپارچه می‌شود.
ضوابط جوش فورجینگ میلگرد
رعایت ضوابط زیر به همراه آزمایش‌های کیفی (کشش، خم و اولتراسونیک) تضمین می‌کند که اتصال ایجاد شده در برابر بارهای کششی و فشاری مقاوم خواهد بود.
اجرای فورجینگ باید تحت ضوابط مشخصی انجام شود تا اتصال نهایی دارای کیفیت کافی باشد:
| معیار | مقدار |
| دمای حرارت‌دهی | ۱۲۰۰ تا ۱۳۰۰ درجه سانتی‌گراد |
| فشار گاز اکسیژن | ۵ تا ۷ بار |
| فشار گاز استیلن | حدود ۰.۵ بار |
| زمان حرارت‌دهی | ۴۰ ثانیه تا ۳ دقیقه (بسته به قطر میلگرد) |
| فشار هیدرولیکی | ۳۰۰ تا ۴۰۰ کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع |
کنترل کیفیت اتصال فورجینگ
برای اطمینان از کیفیت جوش سر به سر، تست‌های مختلفی انجام می‌شود:
- آزمایش کشش: بررسی مقاومت نقطه اتصال در برابر کشیدگی
- آزمایش خم: خم کردن میلگرد تا ۹۰ درجه و بررسی شکستگی احتمالی
- تست اولتراسونیک و رادیوگرافی: روش‌های غیر تخریبی برای شناسایی ناپیوستگی داخلی
مزایا و معایب فورجینگ میلگرد
فورجینگ میلگرد یکی از روش‌های مدرن و قابل اعتماد در اتصال میلگردها به شمار می‌رود که امروزه در پروژه‌های عمرانی، صنعتی و زیرساختی به‌طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد. این تکنیک با بهره‌گیری از حرارت و فشار، موجب یکپارچگی مقاطع میلگرد و ایجاد اتصالی مقاوم می‌شود که از نظر استحکام و دوام، قابل مقایسه با خود میلگرد است.
استفاده از فورجینگ به دلیل سرعت بالا، کیفیت مناسب و حذف ضعف‌های روش‌های سنتی مانند اورلپ یا جوش معمولی، مورد توجه مهندسان و مجریان پروژه قرار گرفته است. با این حال، همانند هر روش اجرایی دیگر، این تکنیک نیز در کنار مزایای فراوان خود، محدودیت‌ها و چالش‌هایی دارد که باید پیش از اجرا مدنظر قرار گیرد.
در ادامه به مزایا و معایب فورجینگ میلگرد اشاره خواهیم کرد تا دید بهتری برای انتخاب این روش در پروژه‌های مختلف ایجاد شود.
مزایا
- ایجاد اتصال بسیار مقاوم و یکپارچه
- کاهش مصرف الکترود و انرژی نسبت به جوش سنتی
- مناسب برای پروژه‌های بزرگ و حیاتی
- افزایش عمر مفید سازه
معایب جوش فورجینگ میلگرد
به طور کلی، اگر تجهیزات استاندارد و نیروی متخصص در دسترس نباشد، کیفیت جوش حاصل از فورجینگ کاهش یافته و می‌تواند خطرات جدی برای سازه ایجاد کند.
هرچند فورجینگ یک روش مدرن و مقاوم است، اما بدون محدودیت نیست:
- نیاز به اپراتور ماهر و آموزش‌دیده
- حساسیت بالا در کنترل حرارت و فشار
- افت کیفیت در شرایط آب‌وهوایی بسیار سرد
- هزینه اولیه بالاتر نسبت به اورلپ یا کوپلینگ
- نیاز به تجهیزات تخصصی و اپراتور ماهر
- حساسیت بالا در کنترل فشار و حرارت
- کاهش کیفیت در شرایط آب و هوایی بسیار سرد
نکات ایمنی در اجرای فورجینگ
فورجینگ میلگرد به‌دلیل کیفیت بالا و استحکام فوق‌العاده، امروزه جایگزین بسیاری از روش‌های سنتی اتصال شده است. به‌ویژه در سازه‌های مقاوم در برابر زلزله، این روش می‌تواند تضمین‌کننده ایمنی و پایداری باشد.
دیگر نکات عبارتند از:
- استفاده از شیرهای یک‌طرفه روی مشعل برای جلوگیری از بازگشت گاز
- رعایت دقت در تنظیم فشار گازها
- اجتناب از سرد شدن سریع میلگرد پس از اتصال
- استفاده از تجهیزات ایمنی مانند دستکش و عینک جوشکاری
- اهمیت فورجینگ میلگرد در صنعت ساختمان
فورجینگ بهتر است یا اورلب؟
در اتصال میلگردها، دو روش متداول وجود دارد: اورلپ (وصله پوششی) و فورجینگ (جوش سر به سر). در روش اورلپ، میلگردها روی هم قرار گرفته و با طولی مشخص به هم متصل می‌شوند. این روش ساده‌تر و کم‌هزینه‌تر است اما باعث مصرف بیشتر میلگرد و افزایش حجم مقطع می‌شود.
علاوه بر این، روش فورجینگ با استفاده از حرارت و فشار بالا، دو سر میلگرد را به یکدیگر متصل می‌کند. نتیجه این فرآیند یک اتصال یکپارچه و بسیار مقاوم است که حتی می‌تواند استحکام بیشتری نسبت به خود میلگرد داشته باشد. بنابراین در پروژه‌های مهم مانند پل‌ها، سدها و ساختمان‌های بلندمرتبه، فورجینگ به‌عنوان روش مطمئن‌تر و اقتصادی‌تر در بلندمدت انتخاب می‌شود.
بیشتر بخوانید: اورلب میلگرد چیست؟ انواع و کاربردها
کلام آخر
فورجینگ میلگرد یکی از مطمئن‌ترین و اقتصادی‌ترین روش‌های اتصال میلگرد در پروژه‌های ساختمانی و عمرانی است. اگرچه این فرآیند نیازمند تجهیزات تخصصی و اپراتور مجرب است، اما نتیجه نهایی آن اتصالی بسیار مقاوم و قابل اعتماد خواهد بود. در نهایت، کیفیت اجرای این روش بستگی زیادی به تجربه و دقت اپراتور دارد.
سوالات متداول
آیا فورجینگ میلگرد از جوشکاری معمولی مقاوم‌تر است؟
بله، چون اتصال در سطح مولکولی انجام می‌شود و مقاومت آن از روش‌های جوش سنتی بیشتر است.
چه پروژه‌هایی بیشتر از این روش استفاده می‌کنند؟
پروژه‌های بزرگ عمرانی مثل پل‌سازی، سدسازی، راه‌آهن و ساختمان‌های بلندمرتبه.
آیا می‌توان فورجینگ را در هر شرایط آب و هوایی انجام داد؟
خیر، در مناطق سردسیر نیاز به دقت و کنترل بیشتری وجود دارد زیرا مقاومت اتصال در دمای پایین کاهش می‌یابد.
زمان لازم برای اجرای فورجینگ میلگرد چقدر است؟
بسته به قطر میلگرد بین ۴۰ ثانیه تا ۳ دقیقه زمان نیاز دارد.
مهم‌ترین آزمایش کنترل کیفیت در فورجینگ چیست؟
آزمایش کشش و آزمایش خم از اصلی‌ترین تست‌ها برای اطمینان از کیفیت اتصال هستند.