صفر تا صد جوش سر به سر یا فورجینگ

اگر در پروژه های عمرانی یا صنعتی با اتصال میلگرد و قطعات فلزی سروکار داشته باشید، احتمال زیاد نام جوش سر به سر یا فورجینگ را شنیده اید. این روش اتصال، به دلیل استحکام بالا و حذف ضعف های جوشکاری سنتی، در سال های اخیر بسیار پرکاربرد شده است. هدف این مقاله پاسخ دقیق و شفاف به این سوال است که جوش سر به سر چیست، چگونه انجام می شود و چرا تا این حد مورد اعتماد مهندسان است. فولاد برابا در این مقاله به طور کامل به مباحث جوش سر به سر یا فورجینگ توضیح داده است.

جوش سر به سر یا فورجینگ چیست

جوش سر به سر یا فورجینگ روشی برای اتصال دو قطعه فلزی هم جنس است که در آن از ذوب شدن کامل فلز استفاده نمی شود. در این روش، دو سر قطعه فلزی تا دمای مشخصی گرم می شوند و سپس تحت فشار بسیار بالا به هم فشرده می شوند. نتیجه این فرآیند، یک اتصال یکپارچه و بسیار مقاوم است که ساختار فلز در محل اتصال حفظ می شود.

برخلاف جوشکاری معمولی که فلز پرکننده و قوس الکتریکی نقش اصلی را دارند، در فورجینگ فشار و حرارت کنترل شده عامل اتصال هستند. به همین دلیل این روش بیشتر شبیه آهنگری صنعتی است تا جوشکاری.

فورجینگ چگونه انجام می شود

فرآیند فورجینگ ترکیبی از گرما و فشار است. ابتدا دو سر میلگرد یا قطعه فلزی کاملا تمیز و تراز می شوند. سپس با استفاده از دستگاه مخصوص، جریان الکتریکی قوی از محل اتصال عبور داده می شود. این جریان باعث افزایش دما در سطح تماس می شود اما فلز به حالت مذاب کامل در نمی آید.

در مرحله بعد، دستگاه فشار هیدرولیکی شدیدی وارد می کند و دو سر فلز در هم فرو می روند. این فشار باعث در هم آمیختن ساختار مولکولی فلز می شود و اتصال نهایی شکل می گیرد. برآمدگی ایجاد شده در محل اتصال نشانه اجرای صحیح فورجینگ است. جهت اطلاع از قیمت و خرید میلگرد آلیاژی کلیک کنید.

مراحل اجرای جوش سر به سر

اجرای اصولی جوش سر به سر شامل چند مرحله مشخص است. ابتدا آماده سازی میلگردها انجام می شود که شامل برش صاف و تمیز کردن سطح تماس است. سپس میلگردها داخل گیره های دستگاه قرار می گیرند و کاملا هم محور می شوند.

در مرحله بعد، جریان برق و حرارت اعمال می شود تا دمای محل اتصال به حد استاندارد برسد. پس از رسیدن به دمای مناسب، فشار هیدرولیکی اعمال می شود و اتصال شکل می گیرد. در پایان، قسمت اضافی یا پلیسه ایجاد شده بررسی و در صورت نیاز اصلاح می شود.

هر کدام از این مراحل اگر به درستی انجام نشود، مقاومت نهایی اتصال کاهش پیدا می کند.

دستگاه جوش سر به سر و اجزای آن

دستگاه جوش سر به سر یا فورجینگ از چند بخش اصلی تشکیل شده است. واحد تامین برق که جریان قوی تولید می کند، سیستم هیدرولیک برای اعمال فشار، فک های نگهدارنده میلگرد و واحد کنترل دما و زمان از اجزای اصلی هستند.

دستگاه ها در مدل های دستی، نیمه اتوماتیک و تمام اتوماتیک موجود هستند. انتخاب دستگاه مناسب به قطر میلگرد، حجم پروژه و دقت مورد نیاز بستگی دارد. در پروژه های بزرگ عمرانی معمولا از دستگاه های تمام اتوماتیک استفاده می شود تا خطای انسانی به حداقل برسد.

پیشنهاد می کنیم مقاله اورلب میلگرد، انواع، نکات و نحوه محاسبه آن را حتما مطالعه نمایید.

چرا فورجینگ از جوشکاری معمولی قوی تر است

یکی از مهم ترین دلایل محبوبیت جوش سر به سر، استحکام بالای اتصال است. در جوشکاری معمولی، منطقه متاثر از حرارت ساختار فلز را تضعیف می کند. اما در فورجینگ، به دلیل عدم ذوب کامل فلز، ساختار اصلی حفظ می شود.

اتصال فورجینگ از نظر مقاومت کششی و فشاری بسیار نزدیک به خود میلگرد است. به همین دلیل در تست های مکانیکی، شکست معمولا خارج از محل اتصال اتفاق می افتد. این ویژگی باعث شده فورجینگ به عنوان روش مورد تایید در سازه های بتن مسلح شناخته شود.

کاربردهای جوش سر به سر در صنعت ساختمان

بیشترین کاربرد جوش سر به سر در اتصال میلگردهای طولی ستون ها، تیرها و فونداسیون است. این روش جایگزین مناسبی برای اورلپ یا همپوشانی میلگردها محسوب می شود و باعث کاهش مصرف فولاد می شود.

در پروژه های بلند مرتبه، پل سازی، سدسازی و سازه های سنگین صنعتی نیز فورجینگ کاربرد فراوان دارد. علاوه بر صنعت ساختمان، در برخی صنایع فلزی خاص نیز برای اتصال قطعات هم قطر از این روش استفاده می شود.

مزایا و معایب جوش فورجینگ

از مهم ترین مزایای جوش سر به سر می توان به استحکام بالا، یکنواختی اتصال، کاهش مصرف میلگرد و افزایش سرعت اجرا اشاره کرد. همچنین ظاهر اتصال منظم است و کنترل کیفیت آن ساده تر انجام می شود.

در مقابل، هزینه اولیه دستگاه و نیاز به اپراتور آموزش دیده از معایب این روش است. همچنین در فضاهای بسیار محدود ممکن است اجرای فورجینگ دشوار باشد. با این حال در اغلب پروژه های حرفه ای، مزایای این روش کاملا بر معایب آن غلبه دارد.

تفاوت جوش سر به سر با جوشکاری قوسی

جوشکاری قوسی بر پایه ذوب فلز و استفاده از الکترود انجام می شود. این روش وابستگی زیادی به مهارت جوشکار دارد و کیفیت اتصال ممکن است یکنواخت نباشد. در مقابل، فورجینگ فرآیندی مکانیزه و قابل کنترل است.

در جوشکاری معمولی احتمال ایجاد ترک، تخلخل و ضعف در محل اتصال وجود دارد. اما در فورجینگ به دلیل فشار بالا و ساختار یکپارچه، این مشکلات به حداقل می رسد. به همین دلیل در پروژه های حساس، فورجینگ گزینه مطمئن تری است.

استانداردهای مهم در جوش سر به سر

اجرای فورجینگ باید مطابق استانداردهای مشخص انجام شود. استانداردهای ملی ساختمان، آیین نامه بتن ایران و برخی استانداردهای بین المللی الزامات دقیقی برای این نوع اتصال تعریف کرده اند.

کنترل دما، میزان فشار، هم محوری میلگرد و انجام تست های کشش از مواردی هستند که در استانداردها تاکید شده است. رعایت این موارد تضمین کننده ایمنی سازه خواهد بود.

اشتباهات رایج در اجرای فورجینگ

یکی از اشتباهات رایج، تمیز نکردن سطح میلگرد قبل از اجرا است. زنگ زدگی یا آلودگی باعث کاهش کیفیت اتصال می شود. همچنین تنظیم نادرست دما یا فشار می تواند باعث اتصال ضعیف یا شکننده شود.

استفاده از دستگاه نامناسب برای قطر میلگرد و بی توجهی به آموزش اپراتور نیز از خطاهای متداول است. توجه به این نکات ساده، تاثیر زیادی در نتیجه نهایی دارد.

پرسش های متداول (FAQ)

آیا جوش سر به سر از خود میلگرد ضعیف تر است؟

خیر، در صورت اجرای صحیح، مقاومت اتصال تقریبا برابر با میلگرد اصلی است.

آیا فورجینگ برای همه قطرهای میلگرد قابل استفاده است؟

بله، اما دستگاه باید متناسب با قطر میلگرد انتخاب شود.

آیا جوش سر به سر نیاز به تست دارد؟

بله، تست کشش و بررسی ظاهری برای اطمینان از کیفیت اتصال توصیه می شود.

هزینه فورجینگ بیشتر است یا جوشکاری معمولی؟

هزینه اولیه بیشتر است اما به دلیل کاهش مصرف میلگرد، در کل پروژه مقرون به صرفه تر می شود.

آیا فورجینگ نیاز به الکترود دارد؟

خیر، در این روش از الکترود یا فلز پرکننده استفاده نمی شود.