آنچه باید درباره جوشکاری میلگرد بدانید
|
0
استفاده از بتن در صنعت ساختمان‌سازی خیلی گسترده است. در واقع بتن رایج‌ترین ماده‌ای است که برای پی‌ریزی سازه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. مهم نیست که پروژه ساخت و ساز شامل چه چیزی باشد: از ساخت دیوارها و پست‌ها تا پی‌ریزی کف، بتن جزو مصالح اولیه ساختمانی است.
همانقدر که استفاده از بتن رایج است، به همان شدت هم مستعد ترک خوردن است و خطر از هم پاشیدگی سازه‌ها را به همراه دارد. بتن در تحمل فشار قوی اما در کشش نسبتا ضعیف است. پس باید استحکام کششی بتن را بهبود بخشید تا برای استفاده در پروژه‌های ساختمانی به ماده‌ای قابل اعتمادتر و بادوام‌تر تبدیل شود. این امر با ایجاد بتن تقویت شده یا بتن آرمه حاصل می‌شود که نتیجهء ترکیب آن با میلگرد است.
میلگرد چیست
میلگرد به عنوان فولاد تقویت کننده هم شناخته می‌شود. برای بهبود بتن از نظر کشش و استحکام سازه از میلگردهای فولادی آرماتور استفاده می‌شود. میلگرد ضعیف بودن کشش بتن را جبران و آن را به ماده‌ای قوی و بادوام تبدیل می‌کند تا بتواند در ساخت سازه‌های عظیم استفاده شود. بتن آرمه قادر است بارهای کششی بیشتری را تحمل کند و در برابر تنش معمولی که ساختمان‌ها معمولاً تحت آن قرار می‌گیرند مقاومت کند. فولاد تنها فلزی است که در میلگرد استفاده می‌شود، چون ضریب انبساط حرارتی‌اش (یعنی ازدیاد طول در اثر گرما) تقریباً برابر با بتن است که احتمال ترک خوردن را خیلی زیاد کاهش می‌دهد.
چگونه میلگرد به بتن استحکام می‌بخشد
از بین سوالات مربوط به میلگرد و بتن، رایج‌ترین‌شان اینست که چگونه میلگرد به بتن استحکام می‌بخشد. بتن روی قاب میلگرد، قفس یا توری فلزی ریخته می‌شود که همراه با بتن، سنگ یا شن موجود در آن هم در جای خود سفت می‌شود و یک پیوند مکانیکی قوی ایجاد می‌کند. بتنی که با میلگرد تقویت شده در مقایسه با بتن خالص دارای مقاومت کششی بیشتری است. بتن در برابر نیروهای فشاری مقاومت بالایی دارد، اما مقاومت ضعیفی در برابر نیروهای کششی یا خمشی (مقاومت کششی) دارد که همان چیزی است که میلگرد به آن بهبود بخشیده و آن را برای هر پروژه ساختمانی مناسب کرده است.
آیا می‌شود میلگرد را جوش داد؟
میلگرد در اندازه‌ها و درجات مختلف موجود است در حالیکه بعضی از آنها را می‌شود جوش داد و بعضی را نه. برای درک بهتر اینکه کدام نوع میلگرد قابل جوشکاری و کدام نوع غیر قابل جوش دادن است، به خواندن این نوشتار ادامه دهید.
میلگرد قابل جوش
طبق کد جوشکاری ساختاری AWS D1.4، میلگرد فولادی کم آلیاژ قابلیت جوشکاری دارد. این گرید میلگرد بخاطر نسبت فولاد به کربنی که دارد هم برای جوشکاری میلگرد مناسب است و هم بعد از آب‌بندی بتن، جوش‌ها می‌توانند تحت بار قابل توجهی قرار بگیرند. این تنها نوع میلگرد را می‌شود بدون در نظر گرفتن ملاحظات خاصی جوش داد.
میلگرد غیر قابل جوش
ترکیب شیمیایی فولاد تعیین می‌کند که آیا می‌شود آن را جوش داد یا نه. اگر فولاد دارای محتوای کربن بالا باشد، شکننده‌تر خواهد بود و بنابراین برای جوشکاری میلگرد مناسب‌تر. این نوع فولاد در صورت قرار گرفتن در معرض تنش جوشکاری احتمال شکستگی بیشتری دارد و بنابراین آلیاژهای فولادی که از استحکام بالایی برخوردارند برای جوشکاری مناسب نیستند.
جوشکاری میلگرد!
جوشکاری میلگردها، اتصال ساختاری سفت و سخت و محکمی ایجاد می‌کند که نه تنها ضامن حمل و نقل توری فلزی و قفس میلگرد است، بلکه استحکام مورد انتظار را هم به سازه‌های بتنی می‌بخشد. جوشکاری میلگرد توسط خیلی افراد دشوار و حتی غیرقابل قبول است، اما در واقع، یکی از عملی‌ترین راه‌ها برای اطمینان از این است که میلگرد تا حد امکان به هدف خود عمل می کند.
میلگرد جوشکاری به شرط رعایت اصول و استانداردهای خاصی قابل قبول و کاربردی است، از جمله:
- انتخاب نوع صحیح میلگرد
- تعیین اینکه آیا نیاز به پیش گرم کردن دارد یا نه و انجام آن در صورت نیاز
- انتخاب پرکننده مناسب (سیم جوش یا میله)
- انتخاب جوش مناسب، آماده سازی فلز و جایگذاری صحیح
انتخاب نوع صحیح میلگرد
صنعت ساختمان شاهد استفاده از انواع متعددی از میلگردهای فولادی تقویت شده است که در زیر به آنها اشاره می‌شود:
۱. میله‌های فولادی ملایم
این میله‌ها سطحی صاف و گرد دارند و در اندازه‌های مختلف از ۵۰-۶ میلیمتر یافت می‌شوند. میلگردهای فولادی ملایم در تقویت بتن که فقط برای پروژه‌های خاص استفاده می‌شود، کاربرد دارند. به عنوان مثال، در شرایطی بکار می‌روند که میله‌های فولادی باید در یک آستین فلزی وارد شوند، در رولپلاک‌های اتصالات انبساطی، در باند و جاده‌ها برای اتصالات انقباضی و همچنین برای استفاده در مارپیچ ستون‌ها و غیره. خم کردن و بریدن بدون آسیب میله‌های فولادی ملایم نسبتا آسان است.
۲. میله‌های فولادی تغییر شکل یافته
همانطور که از نامش مشخص است، میله‌های فولادی تغییر شکل یافته ناشی از برآمدگی‌ها، دنده‌ها یا هر نوع دِفُرم دیگراند. این میلگردها به دلیل لغزش کمتر حمل و نقل آسان‌تری دارند و استحکام پیوندشان با بتن بیشتر شده است. استحکام کششی آنها در مقایسه با میلگردهای فولادی ملایم بیشتر است و همچنین ترک‌هایی که بیش از حد معمول در بتن آرمه در اطراف میلگردهای فولادی ملایم ایجاد می‌شود در اینها محدودتر است.
– میله‌های حرارتی مکانیکی (میله‌های TMT)
میله‌هایی هستند که روی‌شان عملیات حرارتی انجام می‌شود تا مقاومت خیلی خوبی پیدا کنند (بتن آرمه). این نوع میلگرد از نظر شکل پذیری، استحکام، قابلیت خمش، قابلیت جوشکاری و کیفیت بر سایر انواع میلگرد برتری دارد.
– میله‌های تغییر شکل یافتهء پراستحکام
این میله‌های عملیات سرد با دنده‌ها، برآمدگی‌ها یا تغییر شکل‌های روی سطح خود خمیده می‌شوند. این نوع میلگرد که بیشتر برای تقویت بتن استفاده می‌شود، به دلیل محتوای کربن کم، استحکام، شکل‌پذیری و قابلیت جوشکاری خیلی خوبی دارد. قابلیت جوشکاری ۱۰۰٪ استثنایی این میلگرد دلیل استفاده گسترده آن در ساخت بتن آرماتور می‌باشد.
۳. انواع دیگر میلگرد
انواع دیگر میلگردها عبارتند از میلگرد فولاد کربنی، میلگرد اروپایی، میلگرد گالوانیزه، میلگرد با روکش اپوکسی، میلگرد فولادی ضد زنگ و میلگرد پلیمری تقویت شده با الیاف شیشه که هر کدام ویژگی‌های متفاوتی دارند. میلگرد فولادی ضد زنگ از نظر کیفیت بهترین و گران‌ترین نوع میلگرد است.
انتخاب نوع میلگردی که قرار است از آن استفاده کنید کاملاً به کاربردی که بتن خود را برای آن تقویت می‌کنید بستگی دارد.
نیاز و تمرین پیش‌گرم کردن
نیاز به پیش‌گرم کردن قبل از جوشکاری میلگرد بستگی به معادل کربن و اندازه آن دارد. لازم است که معادل کربن فولاد را که معیاری برای قابلیت جوشکاری آن است تعیین کنید. چون فولادهایی که معادل کربن بالایی دارند قابلیت جوش‌شان کمتر است به پیش گرمایش بیشتری نیاز دارند و بالعکس.
برای محاسبه معادل کربن فولاد، باید اطلاعات کاملی در مورد ترکیب شیمیایی فولاد داشته باشید، که ممکن است در گواهی کارخانه موجود باشد یا نباشد. همیشه بهتر است این اطلاعات را درخواست کنید تا از تحمیل هر نوع هزینه غیر ضروری پیش‌گرمایش پیشگیری شود.
انتخاب پرکننده مناسب
نوع ماده پرکننده‌ای که باید برای جوشکاری میلگرد استفاده شود بستگی به نوع روش جوشکاری دارد. برای جوشکاری میلگرد می‌شود از سه نوع جوش استفاده کرد: جوشکاری قوس الکتریکی (Arc welding) محافظ فلزی (جوشکاری استیک/قوسی)، جوشکاری قوس فلزی-گازی (جوشکاری میگ) و جوشکاری قوس هسته‌‌ای شار.
به عنوان مثال، اگر از میلگرد A615 درجه ۶۰ استفاده می‌کنید، می‌توانید از روش های جوشکاری قوس الکتریکی محافظ فلزی یا جوشکاری قوس فلزی-گازی استفاده کنید. اگر از جوشکاری قوس الکتریکی محافظ فلزی استفاده شود، پرکننده صحیح الکترودهای E9016-X، E9018-X، E9015-X یا E9018M و برای روش جوشکاری قوس فلزی-گازی، پرکننده صحیح یک الکترود ER90C-XXX یا ER90S-XXX خواهد بود.
انتخاب پرکننده با توجه به نوع میلگرد و روش جوشکاری مورد استفاده متفاوت است.
انتخاب جوش مناسب، آماده سازی فلز و جایگذاری صحیح
برای جوشکاری میلگرد جوش‌های مجاز خاصی وجود دارد. انواع جوش‌های مفصلی که می‌شود روی میلگرد انجام داد عبارتند از: اتصالات همپوشانی، اتصالات لب به لب و اتصالات اسپلایس. طبق آیین نامه جوشکاری سازه، هیچ مقرراتی در مورد میلگردهای فولادی که عمود بر یکدیگر هستند وجود ندارد. تنها چیزی که جوشکار باید از آن اطمینان حاصل کند این است که همه میله‌های فولادی «به طور قابل ملاحظه‌ای موازی و عمود بر یکدیگر باشند».
سوالات مرتبط
❓ آیا جوش دادن میلگرد اشکالی ندارد؟
جوشکاری میلگرد فقط در صورتی اشکال ندارد که درجه‌بندی شده باشد. میلگرد قابل جوش همیشه با علامت W مشخص می‌شود و در صورت فقدان این برچسب، برای جوشکاری مناسب نیست.
❓ اگر میلگرد اشتباهی را در بتن جوش دهید چه اتفاقی می‌افتد؟
اگر میلگردی با درجه اشتباه را جوش بدهید (میلگرد مقاوم، غیر درجه‌بندی W)، بتن مقاومت کششی ضعیفی خواهد داشت و تحت تنش و بار ترک می‌خورد. به این ترتیب، دوام و قابلیت اطمینان سازه ساخته شده از بتن آرمهء دارای میلگرد غیر درجه‌بندی W به خطر خواهد افتاد.
❓ آیا میلگرد A615 را می‌شود جوش داد؟
میلگرد A615 یک آلیاژ فولادی پرمقاومت است که برای جوشکاری مناسب نیست و استعداد ترک خوردن دارد. در صورت نیاز به جوش میلگرد A615، لازمست آن را به اندازه کافی پیش‌گرم کنید.
❓ چه درجه‌ای از میلگرد قابل جوش است؟
میلگردهای کم آلیاژ مثل میلگرد A706 قابلیت جوشکاری دارند.
❓ آیا می‌شود میلگرد را در بتن جوش داد؟
بله، میلگرد را می‌شود در بتن جوش داد تا بتن آرمه شود. با این حال، تمام گریدهای میلگرد را نمی‌شود در فولاد جوش داد. فقط میلگردهای کم آلیاژ درجه W قابل جوش هستند.
منبع: Welding Headquarters
