در آهن وان جوشکاری میلگرد به فرآیندی گفته میشود که در آن پس از خرید میلگرد دو قطعه میلگرد با استفاده از حرارت و فشار به یکدیگر متصل می‌شوند. این فرآیند معمولا برای اتصال میلگردهای فولادی در ساخت و سازهای فلزی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
فهرست محتوا
کاربردهای جوشکاری میلگرد
کاربردهای جوشکاری میلگرد بسیار گسترده است و شامل موارد زیر میشود:
- ساخت و ساز: در ساختمان‌ها، پل‌ها، تله‌کابین‌ها و سازه‌های فلزی بزرگ، جوشکاری میلگرد برای اتصال میلگردهای فولادی استفاده میشود.
- خودروسازی: در تولید خودروها، از جوشکاری میلگرد برای اتصال قطعات فلزی به یکدیگر استفاده میشود، مانند اتصالات قاب جعبه دنده و سیستم تعلیق.
- صنایع دریایی: در ساخت کشتی‌ها و سازه‌های دریایی، جوشکاری میلگرد برای اتصال بخش‌های مختلف فلزی به یکدیگر استفاده میشود.
- صنعت نفت و گاز: در ساخت لوله‌ها، تجهیزات و سازه‌های نفتی و گازی، جوشکاری میلگرد برای اتصال قطعات فلزی به کار می‌رود.
- تولید ماشین‌آلات: در صنعت تولید ماشین‌آلات، جوشکاری میلگرد برای اتصال قطعات فلزی مختلف در ماشین‌آلات استفاده میشود.
فرآیند جوشکاری میلگرد
فرآیند جوشکاری میلگرد شامل مراحل زیر است:
- آماده‌سازی: قبل از شروع جوشکاری، سطح میلگردها باید تمیز شده و از هر گونه آلاینده و چربی پاک شود. همچنین، قطر میلگردها باید با دقت بررسی و تطبیق داده شود.
- تنظیم شرایط جوشکاری: این شامل انتخاب روش جوشکاری مناسب، تنظیم جریان برق، فشار و دما، و انتخاب مواد جوشکاری از جمله الکترودها و گازهای محافظ میشود.
- اجرای جوشکاری: در این مرحله، میلگردها با استفاده از روش مورد نظر (مانند جوشکاری قوس الکتریکی فلز به فلز یا جوشکاری گاز محافظ) به یکدیگر متصل می‌شوند. عمق و زاویه جوش، سرعت جوشکاری و فاصله بین میلگردها از مواردی است که در این مرحله مهم هستند.
- اعمال پس‌جوشکاری (در صورت لزوم): پس از اتمام جوشکاری، امکان دارد نیاز به پس‌جوشکاری برای حذف عیوب و تقویت اتصالات وجود داشته باشد. این مرحله معمولاً شامل انجام آزمون‌های غیرمخرب مانند آزمون رادیوگرافی و آزمون همدمی است.
- بازیابی و پس‌پردازش: پس از جوشکاری، سطح جوش باید تمیز شده و از هر گونه رسوب، اکسیداسیون یا آلاینده پاک شود. سپس، جوش‌ها ممکن است توسط روش‌هایی مانند سنگ‌زنی یا تراشیدن تمیز شوند.
این مراحل به طور کلی فرآیند جوشکاری میلگرد را تشکیل می‌دهند، با توجه به نوع جوشکاری و نیازهای خاص، جزئیات مراحل ممکن است متغیر باشند.
مزایا و معایب جوشکاری میلگرد
مزایا و معایب جوشکاری میلگرد به شرح زیر است:
مزایا:
- اتصال قوی: جوشکاری میلگرد اتصالات فلزی با قدرت بالایی فراهم می‌کند که می‌تواند به تحمل فشارها و وزنهای زیاد در سازه‌ها کمک کند.
- سرعت: اجرای فرآیند جوشکاری میلگرد معمولاً سریعتر از فرآیندهای دیگر مانند نقطه‌گیری یا پیچیدن میلگرد است.
- کاربرد گسترده: جوشکاری میلگرد در صنایع مختلفی از جمله ساخت و ساز، خودروسازی، صنایع دریایی و صنعت نفت و گاز استفاده میشود.
- تنوع روش‌ها: انواع مختلفی از روشهای جوشکاری میلگرد وجود دارد که امکان انطباق با نیازهای مختلف سازه‌ها و قطعات را فراهم می‌کند.
معایب:
- هزینه: فرآیند جوشکاری میلگرد ممکن است هزینه‌بر باشد، از جمله هزینه‌های مربوط به تجهیزات جوشکاری، مصرف انرژی و مواد جوشکاری.
- تأثیرات حرارتی: در فرآیند جوشکاری، حرارت و فشار مورد استفاده قادر به ایجاد تغییرات ساختاری در فلزات است که می‌تواند به عیوب مانند آهنگری، افت کارایی مکانیکی و خستگی مواد منجر شود.
- عیوب جوش: در صورت عدم انجام جوشکاری با دقت و کیفیت، احتمال وجود عیوب جوش مانند حفره‌ها، شکستگی‌ها و نفوذ بیش از حد را افزایش می‌دهد.
- آسیب به محیط زیست: استفاده از برخی مواد جوشکاری می‌تواند منجر به آلودگی هوا و محیط زیست شود، به‌طور خاص در صورت استفاده از فلزات سنگین و گازهای محافظ قدیمی.
انواع جوش میلگرد
انواع مختلفی از جوش میلگرد وجود دارد که هرکدام ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند. برخی از این انواع عبارتند از:
- جوشکاری قوس الکتریکی فلز به فلز (SMAW): در این روش، از یک الکترود با پوشش مواد جوشکاری استفاده میشود که هنگام ترکیب با فلز، قوس الکتریکی و حرارت مورد نیاز برای جوشکاری ایجاد میشود.
- جوشکاری MIG/MAG (Metal Inert Gas/Metal Active Gas): این روش از یک الکترود نیمه‌خودی که گاز محافظ را ارائه می‌دهد برای ایجاد جوش استفاده می‌کند. در MIG، گاز محافظ غیرفعال است، درحالی که در MAG، گاز محافظ فعال است.
- جوشکاری TIG (Tungsten Inert Gas): در این روش، از یک الکترود تنگستنی استفاده میشود که گاز محافظ را فراهم می‌کند. این روش برای جوشکاری فلزات آلومینیوم، استیل و فولاد با کیفیت بالا استفاده میشود.
- جوشکاری فلز به فلز با استفاده از الکترود لیزری (Laser Welding): در این روش، یک پرتو لیزر برای ذوب کردن سطح فلزات استفاده میشود تا به دستگاهی به نام روبات‌های جوشکاری لیزری اجازه داده شود تا قطعات را به یکدیگر بچسباند.
- جوشکاری پلاسما (Plasma Arc Welding): این روش از یک قوس پلاسمایی برای ذوب کردن فلزات استفاده می‌کند، و از گازهای محافظ پلاسمایی برای حفاظت از منطقه جوش استفاده میشود.
هر یک از این روش‌ها ویژگی‌ها و کاربردهای خاصی دارند و بسته به نیازهای مختلف صنایع و قطعات، انتخاب می‌شوند.
شاید برای شما جالب باشد: خرید هاش
کدام میلگردها جوش پذیر هستند؟
میلگردهایی که معمولاً جوش‌پذیر هستند شامل فولاد، آلومینیوم، استیل، مس، نیکل، تیتانیوم و آلیاژهای مختلف فلزی می‌شوند. این میلگردها به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی خاص خود، امکان ایجاد اتصالات محکم و قابل اعتماد با استفاده از روشهای جوشکاری مختلف را دارند. اما میلگردهای دیگری مانند آلومینیوم و مس نیاز به فرآیندهای جوشکاری خاص‌تری دارند به دلیل ویژگی‌های شیمیایی و حرارتی خاصی که دارند.
مهمترین معیار جوش پذیری میلگرد
یکی از معیارهای اساسی برای جوش‌پذیری میلگردها، میزان کربن موجود در آنها است. اگر میزان کربن زیر ۰.۵۱ درصد باشد، میتوان آرماتورها را به یکدیگر متصل کرد. بنابراین، میلگردهای ساختمانی از جمله گریدهای A1، A2، A3 و A4 قابل جوشکاری هستند. به طور خاص، گرید A1 به عنوان بهترین گزینه برای جوشکاری محسوب میشود زیرا دارای جوش‌پذیری بالا و انعطاف پذیری مناسبی است. از سوی دیگر، توصیه میشود از جوشکاری میلگرد A3 خودداری شود، زیرا احتمال شکستن آن بیشتر است.
اصلی‌ترین دلایل استفاده از جوشکاری میلگرد
در ساخت و ساز سازه‌ها، برای اتصال میلگردها به یکدیگر، معمولاً از جوش میلگرد به جای اتصالات اورلپ استفاده میشود، زیرا دلایل گوناگونی این انتخاب را تحت پوشش خود قرار می‌دهد. این دلایل شامل موارد زیر میشود:
- برای اتصال ستون‌هایی که دارای وزن بالایی هستند و معمولاً ارتفاع آنها نسبت به طول استاندارد میلگرد بیشتر است.
- در فونداسیون‌ها، استفاده از جوشکاری میلگرد برای اتصال مقاطع فولادی بسیار رایج است.
- برای اتصال میلگردها به مقاطع فولادی دیگر استفاده شده در بتن.
- برای تعمیر سازه‌های بتنی، جوشکاری میلگرد معمولاً به عنوان یک روش اتصال مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- اتصال قطعات پیش‌ساخته و ایجاد سازه‌ها و عناصر خاص و متفاوت از دیگر دلایل استفاده از جوشکاری میلگرد است.
چند روش برای انجام جوش میلگرد وجود دارد؟
برای افزایش استحکام و مقاومت سازه‌ها، معمولاً از روشهای مختلفی برای اتصال میلگردها استفاده میشود. انواع جوشکاری میلگرد عبارتند از:
۱. جوشکاری سر به سر مستقیم
در این نوع جوشکاری، فقط میتوان برای اتصال میلگردهایی با قطر بیشتر از ۱۹ میلی‌متر از روش سر به سر مستقیم استفاده کرد. این جوشکاری می‌تواند به صورت افقی و عمودی انجام شود. به طور مثال، برای جوشکاری افقی از جوش‌های شیاری به شکل V یک طرفه و دو طرفه استفاده میشود. همچنین، برای جوشکاری عمودی میتوان از جوش‌های شیاری اریب یک طرفه و دو طرفه استفاده کرد.
۲- جوش سر به سر غیرمستقیم
در این نوع جوشکاری، از جوش شیاری و یک سطح مقطع مانند نبشی یا سپری به عنوان بخش واسط بین دو میلگرد اتصالی استفاده میشود. این روش جوشکاری به طور عمده برای اتصال میلگردها با قطر بیشتر از ۱۹ میلی‌متر استفاده میشود.
۳- اتصال پوششی جوش‌شده
در صورتی که میلگردهایی با قطر کمتر از ۱۹ میلی‌متر در دسترس باشند، میتوان از روش اتصال پوششی جوش‌شده استفاده کرد. در این حالت، میلگردها تا حدودی با یکدیگر همپوشانی دارند و میتوان آن را به عنوان نوعی جوشکاری اورلب میلگرد در نظر گرفت. این روش جوشکاری به جای اتصال پوششی اورلب میلگرد استفاده میشود.
۴- جوشکاری فورجینگ یا سر به سر تحت فشار
جوش میلگرد فورجینگ، که به نام سربه سر تحت فشار هم شناخته میشود، یکی از روشهای استفاده شده برای اتصال میلگردها است. در فرآیند جوشکاری فورجینگ میلگرد، در ابتدا با اعمال حرارت و دمای ۱۲۰۰ تا ۱۳۰۰ درجه بر روی لبه‌ها، فرآیند آغاز میشود. در ادامه، لبه‌های آرماتور به صورت خمیری درآمده و امکان جوش دو مقطع به یکدیگر فراهم میشود. از طریق استفاده از تجهیزات پیشرفته، فشار مورد نیاز برای اتصال میلگردها به دست می‌آید.
الکترود مناسب برای جوشکاری میلگرد
انتخاب الکترود مناسب برای جوشکاری میلگرد به عوامل مختلفی مانند نوع میلگرد، جنس فلزات، روش جوشکاری و نیازهای نهایی پروژه بستگی دارد. برخی از الکترودهای استفاده شده برای جوشکاری میلگرد عبارتند از:
- الکترود روتیلی (Rutile Electrode): برای جوشکاری فولادهای کم کربن و متوسط با استفاده از روشهای مختلف مانند SMAW (جوشکاری قوس الکتریکی فلز به فلز) مناسب است.
- الکترود سلفوری (Cellulosic Electrode): برای جوشکاری فولادهای با کربن بالا با استفاده از روش SMAW مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- الکترود با پوشش بیکل (Basic Coated Electrode): برای جوشکاری فولادهای با کربن بالا، استیل، و آلیاژهای فولادی در شرایط سخت و صنعتی استفاده میشود.
- الکترود با پوشش زونی (Zirconium Coated Electrode): برای جوشکاری فولادهای ضدزنگ استفاده میشود.
همچنین، الکترودهای متناسب با استانداردهای مختلفی مانند AWS (انجمن جوشکاری آمریکا) و EN (اتحادیه استانداردهای اروپا) در دسترس هستند که بر اساس نوع و کاربرد میلگرد مورد استفاده قرار می‌گیرند. برای انتخاب الکترود مناسب، مشاوره با یک متخصص جوشکاری و مهندس متخصص پیشنهاد میشود.
چگونه جوش میلگرد ستون انجام میشود؟
جوش میلگرد ستون و طراحی اتصالات ستون‌ها از جمله مواردی است که به صورت دقیق و با رعایت اصول باید انجام شود. این فعالیت نیازمند تخصص و مهارت است و باید به تطابق با آیین‌نامه‌های جوشکاری میلگرد انجام گیرد. برای این منظور، میتوان به مقررات ملی، به‌ویژه مبحث دهم از استاندارد مراجعه نمود. در این استاندارد، نکات مربوط به جوش میلگرد ستون در بخش “الزامات طراحی وصله ستون‌ها” به دو بخش زیر توضیح داده شده است:
- موقعیت وصله ستون‌ها
- مقاومت مورد نیاز وصله ستون‌ها
به عنوان مثال، در این بخش بیان شده است که جوش‌هایی که در کارخانه به صورت لب به لب انجام می‌شوند، باید به صورت نفوذ کامل انجام شوند.
اصول جوشکاری بر اساس استاندارد ملی ایران
با رعایت استانداردها و اصول مربوط، جوشکاری میلگردها باید انجام شود تا ایمنی و پایداری سازه‌ها تضمین شود. برخی از این نکات و اصول عبارتند از:
- انجام عملیات پیش‌گرم (گرم‌کردن مقطع فولادی قبل از جوشکاری).
- رعایت ضوابط جوشکاری پوششی به شیوه اتصال جوش پهلوبه به پهلو.
- اجرای جوشکاری لب به لب روی میلگردهای با اندازه ۶ تا ۳۶ میلی‌متر.
این موارد مهم به‌عنوان بخشی از روشهای استاندارد برای انجام جوشکاری میلگردها در نظر گرفته می‌شوند.
اصول جوشکاری بر اساس مقررات ملی ساختمان
بر اساس مفاد مقررات ملی ساختمان – بخش دهم، باید به موارد زیر توجه کرد:
- سطح جوش باید بدون شیار، برآمدگی، بریدگی و گودافتادگی باشد.
- استفاده از جوش شیاری با نفوذ نسبی در شرایطی که بارگذاری متناوب (اثر خستگی) وجود داشته باشد، مجاز نمی‌باشد.
این مقررات اساسی را باید در فرآیند جوشکاری میلگرد رعایت کرد تا ایمنی و استحکام سازه‌ها تضمین شود.
پرسش‌های متداول
جوشکاری میلگرد اهمیت بسیاری از اتصالات فلزی را دارد، زیرا به ساخت و تعمیر سازه‌ها، خودروها، لوله‌ها و ماشین‌آلات کمک می‌کند.
قبل از شروع جوشکاری، باید مطمئن شوید که محل جوشکاری تمیز و خشک است، از مناسب بودن الکترودها و تجهیزات جوشکاری اطمینان حاصل کنید و رعایت ایمنی‌های لازم را بررسی کنید.
بله، مواد اولیه باید از هر گونه آلایندهها، چربی، رسوب و ذرات محیطی تمیز شوند تا جوشکاری به درستی انجام شود.
نوع الکترود مورد استفاده بستگی به نوع میلگرد، جنس فلز و نوع جوشکاری دارد. عموماً الکترودهای روتیلی، سلفوری و با پوشش بیکل برای جوشکاری میلگرد استفاده می‌شوند.
جوشکاری میلگرد با استفاده از روشهای مختلفی از جمله قوس الکتریکی فلز به فلز (SMAW، TIG، MIG) و Flux-cored Welding انجام میشود.
در تعمیرات، جوشکاری میلگرد برای تعمیر و تقویت اتصالات فلزی مورد استفاده قرار می‌گیرد، از جمله تعمیر لوله‌ها، ساختارهای فولادی و قطعات فلزی.
جمع‌بندی آهن وان
جوشکاری میلگرد یک فرآیند اساسی در صنعت فلزات است که اتصالات قوی و پایداری بین قطعات فلزی را فراهم می‌کند. این فرآیند از روشهای مختلفی مانند SMAW، TIG، MIG و Flux-cored Welding استفاده می‌کند و بسته به نوع میلگرد، جنس فلز و نوع اتصال، روش مناسب را انتخاب می‌کند. آماده‌سازی مواد اولیه، انتخاب الکترود مناسب و رعایت پارامترهای فنی و ایمنی از مراحل اساسی این فرآیند است. پس از جوشکاری، آزمون و بازرسی انجام میشود تا از کیفیت و استحکام اتصالات اطمینان حاصل شود. در نهایت، تعمیرات و نگهداری لازم برای حفظ کیفیت اتصالات انجام میشود. به کمک مهارت و تجربه، جوشکاری میلگرد به عنوان یک هنر می‌تواند به بهترین شکل ممکن انجام شود و در ایجاد و تعمیر سازه‌ها و ماشین‌آلات مورد استفاده قرار گیرد.
