جوشکاری فورجینگ

فورجینگ میلگرد

جوشکاری فورجینگ میلگرد که به آن جوشکاری فشاری گازی نیز می گویند، یکی از روش های معمول اتصال دهی میلگرد، در کشورهایی مثل ایران است. به منظور تولید حرارت در فرایند فورجینگ میلگرد در تمامی حالات، از مشعل های اکسی استیلن استفاده می شود. برش میلگرد در این فرایند، به صورت 90 درجه نسبت به راستای میلگرد انجام می شود و امکان خروج چربی و اکسیدها، بر اثر اعمال فشار وجود ندارد. بنابراین، تمیز بودن سطوح و عدم وجود لایه اکسیدی از اهمیت بالایی برخوردار است.

در ابتدای فرایند فورجینگ میلگرد ، دو سر بریده شده میلگرد، به وسیله کلمپ یا گیره، در راستای یکدیگر قرار می گیرند. سپس گاز استیلن و اکسیژن، بعد از باز کردن شیرهای مخزن، به وسیله شیلنگ های مخصوص ، به سمت منطقه اتصال هدایت می شوند. گرم شدن میلگرد تا دمای مشخصی انجام شده که به وسیله قطر میلگرد و دمای محل انجام اتصال دهی تعیین می شود. سپس فشار توسط سیستم هیدرولیک، به محل خمیری اتصال وارد شده و فورجینگ میلگرد پایان می یابد. فرایند فورجینگ میلگرد وابستگی زیادی به مهارت اپراتور و شرایط آب و هوایی دارد، بنابراین سخت گیری زیادی روی انتخاب پارامترها و تست های بعد از انجام فرایند وجود دارد.

تجهیزات جوشکاری فورجینگ

اعمال فشار در جوشکاری فورجینگ به شکل های گوناگونی از جمله چکش کاری و نورد انجام می شود. معمول ترین روش در مصارف صنعتی و ساختمانی، استفاده از پرس های هیدرولیک اتوماتیک می باشد. گرمای جوشکاری اغلب به وسیله مشعل های اکسی استیلن و گاهی هم به وسیله روش های القایی یا مقاومتی تامین می شود. در طول فرایند جوشکاری فورجینگ ، مشعل های اکسی استیلن به طور مدام حرکت داده می شوند تا گرما به طور همسان به مناطق مختلف جوشکاری منتقل شود.

به این دلیل که جوشکاری فورجینگ اغلب در معرض هوای آزاد انجام می شود، تمهیداتی برای محافظت از ناحیه جوش فورجینگ باید در نظر گرفته شود. برای مثال شعله جوشکاری فورجینگ معمولا از نوع کاهنده است تا از اکسیداسیون سطح اتصال جلوگیری شود. سطوح در حال اتصال نیز به طور محدب ماشینکاری شده تا آلودگی و چربی و اکسید ها به سهولت از منطقه جوشکاری خارج شوند.

فرایند جوشکاری فورجینگ

به طور معمول طی مراحل جوشکاری فورجینگ ، ابتدا سطوح با یکدیگر تماس داده می شوند و تحت فشار کمی قرار می گیرند. سپس گرمای جوشکاری اعمال می شود و فشار تا زمان اتصال کامل ادامه می یابد. معمولا تمامی این فرایند حدود یک تا دو دقیقه به طول می انجامد.

جوشکاری فورجینگ فلزات مختلف

جوشکاری فورجینگ اغلب روی فولادهای ساده کربنی و فولادهای کم آلیاژی انجام می شود. جوشکاری فورجینگ این آلیاژها در دمایی معادل 1100 درجه سانتی گراد انجام می شود. فولادهای کم کربن نیازی به عملیات حرارتی بعد از جوشکاری ندارند. اما فولادهای با کربن متوسط و کم آلیاژ بایستی بعد از جوشکاری و پیش از بکارگیری حتما تحت عملیات حرارتی قرار بگیرند. این عملیات حرارتی در شرایطی که مقطع جوشکاری شده، به دلیل سیکل حرارتی سخت شده است، می تواند توسط گرمایش القایی انجام شود. در موارد معدودی، فولاد پرآلیاژ ، آلیاژهای نیکل ، کبالت و آلومینیوم نیز توسط جوش فورجینگ اتصال داده می شوند.

فلاکس در جوشکاری فورجینگ

در جوشکاری فورجینگ ، مواقعی که احتمال اکسیداسیون دو سر اتصال داده شده وجود دارد، استفاده از فلاکس می تواند مفید واقع شود. ترکیب اکسیدهای قبلی و فلاکس، پوشش محافظی روی منطقه اتصال ایجاد می کند تا از اکسیداسیون بیشتر جلوگیری شود. ترکیب جدید باید نقطه ذوب پایینتری از اکسیدهای قبلی داشته باشد. ماسه سیلیکا یکی از فلاکس های پرکاربرد است که در جوشکاری فورجینگ فولادهای کم کربن به کار می رود .

قیمت جوش فورجینگ

قیمت جوش فورجینگ بسیار پایین تر از فرایندهای مشابه همانند جوشکاری اصطکاکی و جوشکاری فشاری است. زمان انجام فرایند هم معمولا بیشتر از دو فرایند یاد شده است. قیمت جوش فورجینگ وابستگی زیادی به قطر و طرح اتصال انجام داده شده دارد. چنانچه پرس هیدرولیک استفاده شده دارای قابلیت های جانبی مثل تعیین اتوماتیک فشار و حرارت داده شده باشد، قیمت جوش فورجینگ بیشتر می شود. این قابلیت ها موجب افزایش تکرارپذیری فرایندها می شوند.

در کنار تمامی موارد یاد شده، قیمت جوش فورجینگ وابسته به جنس قطعه نیز است. افزایش میزان کربن یا عناصر آلیاژی در فولاد، جوشکاری آن را پیچیده تر و فرایندهای بعد از جوشکاری را بیشتر می کند.