وبلاگ

اتصال فورجینگ

فرآیند جوشکاری فورجینگ سربه سر در سال ۱۹۵۳ میلادی با هدف استفاده در صنعت حمل و نقل ریلی ابداع شد و سپس کاربرد آن در صنعت ساختمان توسعه یافت . با گسترش روزافزون ساخت و ساز و رشد شهر ها و بلند مرتبه سازی، موضوع مقاوم سازی و استحکام سازه های بتنی به منظور حفظ جان و سرمایه ساکنین در اهمیت قرار گرفت . به دلیل وجود بارهای کششی، خمشی و پیچشی زیاد در سازه های بتنی، نحوه ی درست اتصال میلگردها در بتن از اهمیت بسیار بالایی برخوردار می باشد که با این روش تا حد بسیار زیادی ضعف در اتصال میلگردها از بین خواهد رفت . روش جوشکاری فورجینگ سر به سر جزء روش های جوشکاری ذوبی کامل به شمار نمی آید، بلکه نوعی روش جوشکاری فاز جامد است که عمل اتصال را بدون ذوب کردن کامل فلز پایه به انجام می رساند . پیکر بندی مجدد اتم ها با حرارت دهی سطحی در دمایی بالاتر از دمای تبلور مجدد رخ داده و اتصال به کمک تغییر فرم پلاستیک به وجود آمده از بهم فشردگی ایجاد می شود.

مدل سازی مقایسه ای به روش AHP

معیارهای مطرح شده در این روش کمی و کیفی می باشند و اساس این روش تصمیم گیری بر مقایسات زوجی نهفته است . به این صورت که تصمیم با فراهم آوردن درخت سلسله مراتبی آغاز می گردد، سپس یک سری مقایسات زوجی انجام می گیرد و در نهایت منطق فرایند تحلیل سلسله مراتبی به گونه ای ماتریس های حاصل از مقایسات زوجی را با یکدیگر تلفیق می سازد که تصمیم بهینه حاصل آید . نظر به اینکه بیشتر مقالات به صورت مقایسه بین شرایط مختلف مورد بحث می باشد، استفاده از این نوع مدلسازی مورد توجه قرار گرفته و در برخی مقالات علمی برای پیشبرد اهداف مدنظر از این روش استفاده می شود.

معیارهای مطرح شده در این مقاله عبارتند از -۱ : هزینه -۲ زمان -۳ طول اتصال -۴ مقاومت -۵ عبور دانه های شن در محل اتصال -۶ ابزار مورد نیاز -۷ ابعاد پروژه -۸ استفاده از ابزار دوم برای اتصال -۹ افراد مورد نیاز که در ادامه به نحوه ی مقایسه آنها اشاره می شود . با در اختیار قرار دادن پرسشنامه ای بین شرکت های مجری این اتصالات، معیارهای ۱،۲،۶ برای هر نوع اتصال مشخص گردید. این معیارها به علت عملیاتی بودن، از شرکتهای مجری به دست آمده اند .(معیارهای بعدی بر اساس آزمایش و آیین نامه در ادامه شرح داده شده اند . که نتایج حاصله به این صورت به دست آمده است که صرف بیان روش AHP روش های دیگر نیز به صورت اجمالی بررسی گردیده است:

هزینه :در اتصال کوپلینگ به یک عدد کوپلر )عموما ساده ی راستگرد (و رزوه ی هر سر میلگرد نیاز است ؛ در این روش دسترسی به آرماتورها مشکل شده و هزینه ها افزایش می یابد . در اتصال فورجینگ به کپسول اکسیژن و استیلن و یک کارگر ماهر و دو کارگر ساده نیازمند می باشد .اتصال اورلپ با چشم پوشی از سیم های مصرفی برای اتصال ، هزینه ای ندارد . با در اختیار داشتن اطلاعات فوق، هزینه ی هر، یک اتصال به صورت زیر محاسبه گشته و در تحلیل AHP مورد استفاده قرار گرفته است . در اتصال کوپلینگ هزینه ی کوپلر ۴۷۰۰۰ ریال و هزینه ی رزوه ی دو سر میلگرد ۲۵، ۲۴۰۰۰ ریال ریال در نظر گرفته شده است . در اتصال فورجینگ برای میلگرد ۲۵، ۷۵ جوش را می توان به ازای مصرف یک عدد کپسول استیلن ۱۲ پوندی )۴۰۰۰۰ ریال (و نصف کپسول گاز اکسیژن ۲۰ پوندی) ۸۰۰۰۰ ریال انجام داد که در این صورت:

۶۲۸۶= ۴۰۰۰۰:۷۰ = هزینه ی هر جوش به ازای گاز مصرفی

هزینه ی یک کارگر ماهر روزمزد ۵۰۰۰۰۰ ریال و دو کارگر ساده هر کدام ۳۵۰۰۰۰ ریال در نظر گرفته شده و با احتساب روز کاری ۸ساعته و بازده ۳۰ درصدی کارگران:

۲۴۰۰= ۷.۳ ۷۶۰ ۷۶۰ ۸۰ = تعداد جوش در یک روز

۸۳۳۳ = ۱۴۴ : (۳۵۰۰۰۰ × ۲+ ۵۰۰۰۰۰) = هزینه ی کارگر برای هر سر جوش

که در نهایت هزینه ی کل هر سر جوش در روش فورجینگ برابر است با :

۱۴۶۱۹ = ۸۳۳۳ + ۴۶۲۸۶

زمان : در اتصال کوپلینگ به طور متوسط ۱۲۰ ثانیه برای رزوه ی دو سر میلگرد و ۳۰ ثانیه بستن توسط کوپلر نیاز است که در مجموع ۱۵۰ ثانیه زمان خواهد برد .در اتصال فورجینگ زمان اجرای هر اتصال ۶۰ ثانیه در نظر گرفته شده است . در اتصال اورلپ، زمان اجرا برابر ۱۵ ثانیه می باشد.

طول اتصال : در روش کوپلینگ حداقل ۱۰۰ میلی متر ، در روش فورجینگ حداقل ۵۰ میلی متر و در روش اورلپ حداقل ۱۰۰۰ میلی متر می باشد. باید توجه داشت که این مقدار، ثابت نمی باشد و هر بار دست خوش تغییر می شود)

این معیار، معیاری کمکی می باشد از این جهت که هر کدام از معیارهای هزینه، زمان و عبور دانه های شن در محل اتصال به نوعی مرتبط با آن می باشند و استفاده از آن، به دلیل ارتباط این سه معیار، برای کاهش خطای مجازی است که تحلیل AHP تعیین کرده است .

مقاومت: طبق آزمایشاتی که در دانشگاه های صنعتی شریف (به شماره ۸۹۰۱۰۴ و تاریخ ۸۹/۲/۱۸ ) و امیرکبیر (به شماره ۸۸۱۰۹۸ و تاریخ ۱۳۸۸/۱۲/۹ ) انجام شده است در تمامی نمونه ها، شکست از میلگرد پایه بوده و هیچ کدام از نقطه اتصال نبوده است.

عبور دانه های شن در محل اتصال

همانطور که در مقدمه هم به آن اشاره شد در روشهای کوپلینگ و فورجینگ به دلیل تراکم کم میلگرد در نقاط اتصال، دانه های شن به راحتی از بین آنها عبور می کنند اما در اتصال اورلپ به علت تراکم زیاد میلگرد در محل های اتصال، عبور دانه های شن مشکل خواهد بود و این عامل نقطه ضعفی برای اتصال اورلپ می باشد به این دلیل که بتن به طور یکنواخت پخش نشده یا به خوبی ویبره نخواهد شد که منجر به کرمو شدن بتن می شود.

ابزارهای مورد نیاز

در روش کوپلینگ فقط به دستگاه رزوه کن میلگرد و کوپلر نیاز است . در روش فورجینگ به وسایلی همچون اره مخصوص برش میلگرد، گیره نگهدارنده میلگرد، سیلندر فشار، پمپ هیدرولیکی، لوله های اختلاط گاز، نازل دستگاه جوش و کپسول گاز نیاز است و در روش اورلپ به انبردست و قطعه ای سیم نیاز می باشد.

ابعاد پروژه

در پروژه های کوچک به لحاظ اقتصادی بودن طرح و به صرفه نبودن استفاده از روشهای کوپلینگ و فورجینگ، معمولا از اتصال اورلپ و در پروژه های بزرگ به دلیل فوق الذکر (از اتصالات کوپلینگ و فورجینگ استفاده می شود.

ابزار دوم برای اتصال

در اتصال کوپلینگ، قطعه ی دوم برای اتصال، کوپلر می باشد و در اتصال اورلپ به قطعه ای سیم نیاز است و در اتصال فورجینگ از قطعه ی دومی استفاده نمی شود . در انتها با مقایسه ی سه روش اتصال بر اساس معیارهای ذکر شده، نمودار شکل ۵ حاصل خواهد شد.

محور عمودی در جداول زیر نمایانگر برتری هر کدام از روشها در معیار مورد نظر و مستطیل های باریک نمایانگر وزن معیار مورد نظر می باشند.