آیا جوشکاری میلگرد مجاز است؟ + جدول مقایسه جوشکاری و وصله مکانیکی

آیا جوشکاری میلگرد مجاز است؟ + جدول مقایسه جوشکاری و وصله مکانیکی

میلگرد یکی از مقاطع فولادی رایج در سازه‌های بتنی است که برای جبران ضعف بتن در برابر نیروهای کششی به‌کار می‌رود و موجب افزایش استحکام سازه‌های بتن‌آرمه می‌شود. گاهی به دلایل مختلفی مانند ایجاد اتصالات یک‌پارچه برای افزایش طول میلگردها، جوش دادن میلگرد ضرورت پیدا می‌کند. بسیاری از افراد جوش دادن میلگرد در آرماتوربندی را غیراصولی و نادرست می‌دانند، در حالی که جوشکاری میلگرد تحت شرایط خاص و با رعایت ضوابط آیین‌نامه‌ای مجاز است و تنها در برخی موارد ممنوعیت دارد. در این مقاله از مجله محک استیل، درباره جوشکاری میلگرد توضیح داده‌ایم، با ما همراه باشید.

جوشکاری میلگرد یعنی چه؟

میلگردها در کارخانجات تولید مقاطع فولادی، با طول‌ها و ابعاد مشخصی تولید می‌شود، بنابراین گاهی نیاز است برای برخی از قسمت‌های سازه بتنی، برش داده شود، خم گردد یا به روش‌هایی مانند جوشکاری، به میلگرد دیگری اتصال پیدا کند. 

وب‌سایت totalmateria درباره جوشکاری میلگرد نوشته است:

«جوشکاری به عنوان روش برتر برای اتصال میلگردهای تقویت‌کننده ثابت شده است و به‌طور مداوم اتصالاتی تولید می‌کند که هم از الزامات مقاومت بتن مسلح و هم از عملکرد اتصالات پوششی سنتی فراتر می‌رود. هنگامی که اتصالات جوشی به درستی طبق رویه‌ها و مشخصات تعیین‌شده اجرا شود، اتصالات قابل اعتماد و با مقاومت بالا را که برای کاربردهای ساختمانی مدرن ضروری است، فراهم می‌کند

شرایط لازم برای جوش دادن میلگردها

جوش دادن میلگرد در آرماتوربندی و اجرای آن تنها در شرایط مشخص و تحت ضوابط دقیق آیین‌نامه‌ای امکان دارد. مهم‌ترین این شرایط به شرح زیر است:

• در بسیاری از پروژه‌ها، به دلایل اجرایی و فنی، میلگردهای با قطر کمتر از 14 میلی‌متر برای جوشکاری توصیه نمی‌شود. این میلگردها به دلیل سطح مقطع پایین، در برابر حرارت جوشکاری آسیب‌پذیرتر هستند و اجرای جوش روی آن‌ها توصیه نمی‌شود.
• نوع فولاد مصرفی باید جوش‌پذیر باشد. میلگردهایی که درصد کربن آن‌ها بیش از 0.30 درصد باشد، به دلیل سختی بالا و احتمال ترک‌خوردگی در منطقه متاثر از حرارت، برای جوشکاری مناسب نیست. بنابراین قبل از هرگونه عملیات، لازم است ترکیب شیمیایی میلگرد مشخص شود.
• نسبت قطر یا سطح مقطع میلگردهای متصل‌شونده نباید خیلی متفاوت باشد. طبق ضوابط فنی، اختلاف قطر دو میلگرد نباید بیشتر از 50 درصد باشد (یعنی میلگرد بزرگ‌تر حداکثر 1.5 برابر قطر میلگرد کوچک‌تر باشد). این موضوع برای تضمین یکنواختی انتقال تنش در ناحیه اتصال اهمیت دارد.
• انتخاب الکترود مناسب و روش جوشکاری طبق استاندارد نیز بسیار مهم است. نوع الکترود باید با نوع فولاد و شرایط اتصال سازگار باشد. 
• آماده‌سازی سطح میلگرد قبل از جوشکاری ضروری است. سطح میلگرد باید از هرگونه زنگ‌زدگی، روغن، گرد و غبار یا پوشش‌های نامناسب پاک‌سازی شود تا کیفیت اتصال تضمین گردد.

مقایسه جوشکاری با وصله مکانیکی

خوب است بدانید اتصال میلگردها به هم در پروژه‌های مختلف، تنها با جوش دادن میلگردها صورت نمی‌گیرد، بلکه روش دیگری هم دارد که استفاده از وصله مکانیکی است. هر یک از این روش‌ها مزایا، معایب و شرایط اجرایی خاص خود را داشته و انتخاب روش مناسب، به عواملی مانند نوع سازه، شرایط اجرایی، در دسترس بودن تجهیزات و الزامات آیین‌نامه‌ای بستگی دارد. در جدول زیر، جوشکاری را با وصله مکانیکی از برخی جهات مقایسه کرده‌ایم.

کاربرد جوشکاری میلگرد

مهم ترین کاربرد جوش میلگرد را می‌توان در موارد زیر خلاصه کرد:

• ایجاد اتصال ستون‌هایی سنگین با طول بیشتر از حد استاندارد میلگرد 
• برقراری اتصال بین قطعات بتنی پیش‌ساخته 
• اتصال میلگرد با بقیه مقاطع فولادی بتن
• بازسازی سازه‌های بتنی با احتمال ریزش یا تخریب
• ساخت‌وساز در پروژه‌های خاص

انواع روش های جوشکاری میلگرد

جوشکاری میلگردها به روش‌های متنوعی انجام می‌شود که هر کدام بسته به شرایط پروژه، نوع میلگرد و الزامات سازه‌ای کاربرد خاص خود را دارد. شناخت این روش‌ها و مزایا و محدودیت‌های هر یک، به اجرای دقیق‌تر و مطمئن‌تر اتصال میلگردها کمک می‌کند. در ادامه به‌صورت مختصر، نکات جوش دادن میلگردها در آرماتوربندی را با چهار روش مختلف ذکر کرده‌ایم. 

1.جوش فورجینگ میلگرد

فورجینگ که نام دیگر آن جوش سر به سر تحت فشار است، فرآیندی است که طی آن در آغاز لبه‌های میلگرد تا دمای 1200 تا 1300 درجه سانتی‌گراد حرارت داده می‌شود. در مرحله حرارت‌دهی لبه‌های میلگرد تحت تاثیر قرار گرفته و خمیری می‌شود و همین امر، امکان ایجاد اتصالات را فراهم خواهد کرد. در مرحله بعد میلگردها را به کمک تجهیزات خاص این کار روی هم قرار می‌دهند و میلگردها از طریق فشار وارده، به هم متصل می‌شود

2. جوش سر به سر مستقیم میلگرد

• جوشکاری سر به سر مستقیم برای اتصال میلگردهایی با قطر بیش از 19 میلی‌متر استفاده می‌شود. گفتنی است این جوش به دو شکل عمودی و افقی قابل اجراست. 

3. جوشکاری سر به سر غیرمستقیم میلگرد

برای جوشکاری غیرمستقیم دو میلگرد به هم، یک مقطع فولادی واسطه مانند نبشی برای ایجاد اتصال یک‌پارچه بین دو آرماتور استفاده می‌شود. 

4. اتصال پوششی جوش‌داده‌شده

در صورتی که جوشکاری دو میلگرد با قطر کم‌تر از 19 میلی‌متر مد نظر باشد، از اتصال پوششی جوش‌داده‌شده استفاده می‌شود. میلگردها در این روش کمی هم‌پوشانی پیدا می‌کنند. 

الکترود مناسب برای جوشکاری میلگرد

از آن‌جایی که میلگرد از جمله مقاطع فولادی با نقطه ذوب 1530 درجه سانتی‌گراد است، برای انجام عملیات جوشکاری آن و ایجاد اتصال بین دو میلگرد، دمای قوس ایجادشده توسط الکترود باید به‌اندازه‌ای باشد که ذوب کنترل‌شده در سطح میلگرد ایجاد کند. انتخاب الکترود مناسب بر اساس جنس میلگرد و نیاز به جوش نفوذی انجام می‌شود.

ضمنا برای جوشکاری میلگرد باید از الکترودهایی استفاده شود که با جنس میلگرد سازگار باشد و باعث ایجاد ترک در محل جوش نشود. برای مثال، الکترود E7018 یکی از مناسب‌ترین گزینه‌هاست، چون میزان هیدروژن کمی دارد و جوشی مقاوم و بادوام ایجاد می‌کند. این نوع الکترود برای میلگردهای کم‌کربن بسیار خوب عمل می‌کند و در پروژه‌های سازه‌ای توصیه می‌شود.

میلگردهای قابل جوش و جوش‌ناپذیر

در جدول زیر چهار مدل میلگرد را از نظر جوش‌پذیری بررسی کرده‌ایم. 

مراحل جوشکاری میلگرد

برای جوش دادن دو میلگرد به هم، لازم است پیش از آغاز فرآیند جوشکاری آرماتورها، سطوح را از نظر تمیز بودن و ترک بررسی کنند و آلودگی‌ها را برطرف نمایند. سپس دو میلگرد بتن را با ایجاد جوش شیاری به‌وسیله اره کاری، برس اکسیژن و قوس کربن به هم وصل کنند.

توجه:

زمان اتصال لب به لب میلگردها با هم، باید انحراف میلگرد به‌خوبی کنترل شود تا اتصالات نهایی از کیفیت مطلوبی برخوردار باشد. 

جوشکاری میلگرد ستون

برای جوش دادن میلگردهای ستون، مراحل زیر انجام می‌شود:

1. برش سر میلگردها: ابتدا سر میلگردها را با دستگاه برش یا کاتر مخصوص صاف می‌کنند تا برای جوش آماده شود.
2. تراز کردن میلگردها: میلگردها به‌صورت مکانیکی به هم متصل و کاملا تراز می‌شود تا اتصال دقیقی ایجاد شود.
3. شروع عملیات جوشکاری: جوشکاری بین دو سر میلگرد آغاز می‌شود.
4. ایجاد حالت خمیری: جوشکاری آن‌قدر ادامه می‌یابد تا نوک میلگردها حالت خمیری و نیمه‌ذوب پیدا کند.
5. اتصال با فشار: در پایان، دو میلگرد خمیری را با فشار گیره یا دستگاه مخصوص به هم می‌چسبانند تا اتصال محکم و یک‌پارچه شود.

سخن پایانی محک استیل درباره جوشکاری میلگرد

جوشکاری میلگرد، در صورتی که با رعایت دقیق استانداردها و ضوابط فنی انجام شود، نه‌تنها یک روش مطمئن و کارآمد برای ایجاد اتصالات مقاوم در سازه‌های بتن‌آرمه است، بلکه می‌تواند نقش مهمی در افزایش سرعت اجرای پروژه‌ها و بهبود کیفیت نهایی داشته باشد. شناخت دقیق شرایط، انتخاب تجهیزات مناسب و اجرای صحیح فرآیند، کلید دستیابی به اتصالاتی با دوام و ایمنی بالا است که سازه‌ها را به سازه‌هایی مقاوم تبدیل می‌کند.

سوالات متداول

• آیا جوش میلگرد تیرچه مجاز است؟
• خیر. طبق استانداردهای تولید تیرچه این کار مجاز نیست، چراکه تیرچه را ضعیف می‌کند.
• طول پشت‌بند در اتصال سر به سر جوش چه الزامی دارد؟
• در این نوع اتصال طول پشت‌بند نباید کمتر از سه برابر قطر میلگرد باشد.
• برای میلگردهای سایز ده به بالا از کدام روش جوش دادن میلگردها استفاده می‌شود؟
• جوشکاری فورجینگ.
• بهترین روش جوشکاری برای میلگرد در پروژه‌های سنگین کدام است؟
• روش فورجینگ یا جوش سر به سر تحت فشار، یکی از بهترین و مقاوم‌ترین روش‌های جوشکاری میلگرد برای پروژه‌های سنگین یا میلگردهای با سایز بالا محسوب می‌شود.
• آیا می‌توان هر نوع میلگردی را جوش داد؟
• خیر. تنها میلگردهایی با درصد کربن پایین (معمولاً کمتر از 0.30 درصد) قابلیت جوشکاری دارد. میلگردهای پرکربن به دلیل احتمال ترک‌خوردگی، مناسب جوشکاری نیست. 
• آیا جوشکاری باعث کاهش مقاومت میلگرد می‌شود؟
• تنها در صورتی که جوشکاری به‌صورت اصولی و طبق ضوابط انجام نشود، ممکن است باعث کاهش مقاومت مکانیکی میلگرد و ایجاد ترک در ناحیه جوش شود.