برای اتصال دو قطعه آهن به یکدیگر یا ساخت تیرآهن، از عملیات جوشکاری استفاده می‌شود. جوش دادن تیرآهن یک عملیات پیچیده و دقیق است که در بیشتر مواقع برای اتصال اعضای حیاتی یک سازه به کار می‌رود و در صورت انجام نادرست یا غیراستاندارد آن، احتمال جدا شدن اعضای آهنی و بروز شکستگی در سازه بسیار بالا خواهد بود. البته جوشکاری نه تنها برای اتصال قطعات، بلکه برای ترمیم بخش‌های از بین رفته یا شکسته شده سازه نیز کاربرد دارد. در ادامه با ما همراه باشید تا به آموزش جوش دادن تیرآهن بپردازیم و با تجهیزات و نکات ایمنی انجام آن بیشتر آشنا شویم.
برای دریافت قیمت تیر آهن و مشاوره رایگان، و همچنین قیمت هاش، قیمت ریل با کارشناسان ما تماس بگیرید.
جوشکاری تیرآهن چیست؟
تیرآهن قطعه‌ای مهم است که برای ساخت سازه‌های بزرگ کاربرد دارد. تیرآهن‌هایی که به هم جوش داده شده‌اند برای بسیاری از سازه‌ها (از جمله ساختمان‌ها، پل‌ها و سایر سازه‌های بزرگ) یک جزء ضروری به شمار می‌روند. همان‌طور که گفته شد، جوشکاری عملیاتی است که برای اتصال قطعات تیرآهن به یکدیگر در ساخت سازه فولادی به کار می‌رود. اگر این عملیات به درستی انجام نشود، با گذر زمان ممکن است محل اتصال ترک بخورد یا حتی بشکند.
برای جوش دادن تیرآهن، به فلزها حرارت می‌دهند تا به نقطه ذوب برسند و سپس بر روی آن‌ها فشار اعمال می‌کنند تا به هم متصل شوند. در نتیجه انجام این کار، پیوندی ایجاد می‌شود که به اندازه خود فلز پایه محکم است و سازه‌ای قوی و بادوام را تشکیل می‌دهد؛ اما روش‌های مختلفی برای جوشکاری تیرآهن وجود دارد و بسیار مهم است که روش مناسب انتخاب شود.
معرفی جوشکاری قوس الکتریکی
جوش قوس الکتریکی یک عملیات حرارتی است که در آن، با استفاده از قوس الکتریکی بین الکترود و قطعه مورد نظر حرارت را ایجاد می‌کنند؛ اما «قوس الکتریکی» به چه معنا است؟ این عبارت به تخلیه الکتریکی بین دو الکترود گفته می‌شود که از میان گازهای یونیزه شده به وجود می‌آید. با استفاده از قوس الکتریکی، ماده پایه محل جوش را ذوب کرده و با استفاده از سرباره، بخار یا انواع گازهای محافظ، از منطقه جوشکاری شده محافظت می‌کنند. از جمله انواع روش‌های جوشکاری قوس الکتریکی می‌توان به جوشکاری زیر پودری (SAW)، جوشکاری با گاز محافظ و الکترود تنگستنی (GTAW)، جوشکاری با الکترود دستی پوشش‌دار (SMAW) و جوشکاری با گاز محافظ (GMAW) اشاره کرد.
آشنایی با انواع روش‌های جوش دادن تیرآهن و آهن‌آلات
اما روش‌های جوش دادن تیرآهن کدامند؟ این روش‌ها عبارتند از جوشکاری SMAW، GMAW و غیره که هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند. بیایید با آن‌ها بیشتر آشنا شویم:
جوشکاری قوس الکتریکی با گاز محافظ (GMAW)
در این روش، منطقه جوش را از طریق مشعل جوش مساعد کرده و بسته به موقعیت جوش و نوع اتصال، یکی از روش‌های اسپری، کروی، کوتاه و پالس قوس را برای انتقال فلز مورد استفاده قرار می‌دهند.
جوشکاری قوس الکتریکی با الکترود دستی پوشش‌دار (SMAW)
در روش SMAW، قوس بین فلز قطعه کار و الکترود را با شار پوشش می‌دهند. سربار جوش معمولاً از مواد معدنی ساخته شده و با پوشش گل، از مجاورت جوش مذاب با محیط جلوگیری می‌کند.
جوشکاری قوس الکتریکی با سرباره در مرکز قلم جوش (FCAW)
این یک روش دیگر برای جوش دادن تیرآهن است که در آن، گازهای محافظتی و سرباره که درون هسته الکترود قرار دارند، توسط شار تجزیه می‌شوند.
جوشکاری قوس الکتریکی با گاز محافظ و الکترود تنگستنی (GTAW)
این روش که به TIG نیز معروف است، از الکترود غیرمصرفی استفاده می‌کند و گاز محافظ نیز از طریق مشعل جوشکاری تغذیه می‌شود. این روش بیشتر برای قطعات نازک دیواره کاربرد دارد.
نحوه انتخاب جوش مناسب برای پروژه
همان‌طور که گفته شد، انتخاب روش جوش مناسب برای اطمینان از پایداری و دوام سازه بسیار مهم است. روش‌های مختلف جوشکاری که پیش‌تر معرفی کردیم، هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند که باید در نظر گرفته شود. هنگام انتخاب نوع جوش باید به نوع تیرآهن‌هایی که به هم متصل می‌شوند، باری که سازه قرار است تحمل کند و محیطی که سازه در آن قرار می‌گیرد توجه کنید.
رایج‌ترین جوش‌هایی که برای جوش دادن تیرآهن مورد استفاده قرار می‌گیرند عبارتند از جوش‌های فیله‌ای و جوش‌های شیاری. جوش فیله‌ای برای اتصال دو قطعه فلزی عمود بر هم کاربرد دارد؛ در حالی که جوش شیاری برای اتصال دو قطعه فلزی موازی با یکدیگر استفاده می‌شود. هر دو نوع جوش را می‌توان با استفاده از انواع روش‌هایی که معرفی کردیم، از جمله جوشکاری قوس با گاز محافظ، جوشکاری با هسته شار و غیره انجام داد. انتخاب روش مناسب به نوع فلز جوش داده شده و استحکام مورد نظر جوش بستگی دارد.
همچنین هنگام انتخاب نوع جوش مناسب، باید باری که سازه تحمل می‌کند را در نظر بگیرید. اگر قرار است سازه بارهای سنگین را تحمل کند، باید جوش قوی‌تری انجام شود. محیطی که سازه در آن قرار دارد نیز بر انتخاب نوع جوش بی‌تأثیر نیست: اگر سازه در معرض شرایط آب و هوایی سخت یا مواد خورنده قرار دارد، باید جوشی استفاده شود که در برابر خورندگی از مقاومت لازم برخوردار باشد. با در نظر گرفتن این عوامل می‌توانید نوع جوش متناسب با پروژه خود را انتخاب کرده و از دوام و پایداری سازه اطمینان حاصل کنید.
تجهیزات مورد نیاز برای جوش دادن تیرآهن
جوشکاری تیرآهن به تجهیزات و لوازم خاصی نیاز دارد که بدون داشتن آن‌ها، انجام عملیات جوشکاری امکان‌پذیر نخواهد بود. در ادامه با تجهیزات مورد نیاز برای جوشکاری آشنا خواهیم شد:
- ماسک جوشکاری تیره کننده خودکار برای حفظ ایمنی و مشاهده قطعه مورد نظر
- آهنربای جوشکاری برای نگه داشتن قطعات در جای خود
- گونیای جوشکاری برای علامت‌گذاری و ایجاد برش‌هایی در زاویه ۹۰ درجه یا ۴۵ درجه
- ضخامت سنج برای بررسی ضخامت فلز و تشخیص عملیات متناسب با آن
- سوهان جوشکاری برای از بین بردن برآمدگی‌ها و زبری‌ها پس از انجام عملیات جوشکاری
- گیره و انبر جوشکاری برای نگهداری قطعات در جای مد نظر
- دستکش جوشکاری برای حفظ ایمنی و نگه داشتن قطعات فلزی داغ
- عینک ایمنی برای حفظ سلامتی و جلوگیری از آسیب به چشمان
علاوه بر این موارد، برای جوش دادن تیرآهن به ماشین جوشکاری، مبدل، چکش جوش، سنگ فرز، کابل‌های جوشکاری، جعبه الکترود، برس سیمی، سیلندر گاز، تورچ یا مشعل جوشکاری نیز نیاز خواهید داشت.
اقدامات ایمنی جوش دادن تیرآهن
جوشکاری یکی از عملیات معمول در ساخت و ساز است، اما اگر اقدامات ایمنی لازم هنگام جوشکاری انجام نگیرد، این عملیات می‌تواند خطرناک باشد. یکی از مهم‌ترین اقدامات ایمنی برای جوشکاری استفاده از تجهیزات حفاظت فردی مانند کلاه ایمنی جوشکاری با عدسی سایه‌دار، دستکش و ژاکت مقاوم در برابر شعله است. با استفاده از این لوازم، جوشکار در اثر گرمای شدید و نور روشن تولید شده در اثر جوشکاری آسیب نمی‌بیند.
تهویه مناسب در محیط کار نیز یکی از اقدامات ایمنی حیاتی برای جلوگیری از انباشته شدن بخارهای مضری است که می‌توانند در طول جوشکاری آزاد شوند. با باز کردن درب‌ها و پنجره‌ها، استفاده از فن‌های مخصوص یا نصب سیستم اگزوز می‌توانید تهویه مناسب را در محیط کار ایجاد کنید.
یکی دیگر از اقدامات ایمنی که باید هنگام جوشکاری انجام دهید، اطمینان از این است که تجهیزات جوشکاری در شرایط مناسبی قرار دارند و محل جوشکاری عاری از هرگونه مواد قابل احتراق است. برای این کار، اجسام قابل اشتعال را از محل دور کرده و یک کپسول آتش‌نشانی در نزدیکی محل قرار دهید. در نهایت، بهتر است جوشکاری توسط یک فرد مطمئن و متخصص انجام گیرد تا از بروز هرگونه مشکل جلوگیری شود.
چگونه تیرآهن ها را برای جوشکاری آماده کنیم؟
یکی از اقدامات مهمی که باید قبل از جوش دادن تیرآهن انجام دهید، آماده‌سازی تیرآهن‌ها است. با این کار، یکپارچگی ساختاری اتصال جوش را تضمین خواهید کرد. آماده‌سازی تیرآهن‌ها را با تمیز کردن سطوحی که قرار است جوش داده شوند و پاک کردن آن‌ها از هرگونه کثیفی، زنگ‌زدگی یا سایر آلاینده‌ها شروع کنید. بعد از تمیز کردن، سطوح باید تا دمای خاصی گرم شوند تا از ترک خوردگی و اعوجاج حین جوشکاری جلوگیری شود.
در مرحله بعد، باید پخ زدن یا تراشیدن لبه‌ها انجام گیرد. پخ زدن به معنی بریدن یا ساییدن یک شیب یا زاویه روی لبه‌های قطعات فلزی است که به جوشکاری نیاز دارند. طی این عملیات، یک شیار به شکل V در محل برخورد دو قطعه ایجاد می‌شود که به ایجاد اتصالی قوی و محکم کمک می‌کند. همچنین باید عملیات اریب کردن (بریدن یا آسیاب کردن لبه‌های قطعات فلزی با زاویه‌ای غیر از ۹۰ درجه) روی تیرآهن‌ها انجام گیرد. این عملیات برای جوشکاری مواد ضخیم‌تر یا زمانی که نیاز به جوش قوی‌تری است کاربرد دارد.
در نهایت، باید از سطوح تیرآهن‌ها در طول فرآیند جوشکاری در برابر اکسیداسیون و سایر آلودگی‌ها محافظت شود. برای این کار، معمولاً از گاز محافظ استفاده می‌کنند. این گازها برای جلوگیری از آلودگی جوی ناحیه جوش نیز کاربرد دارند. نوع گاز با توجه به نوع فلز جوش داده شده و فرآیند جوشکاری مورد نظر، تعیین خواهد شد.
نحوه اتصال فولاد با جوش
در ادامه با مراحل جوش دادن تیرآهن آشنا خواهیم شد؛ اما قبل از آن، دقت داشته باشید که خواندن مقاله‌های آموزشی برای یادگیری جوشکاری کافی نیست و بهتر است این حرفه را از جوشکاران ماهر و متخصص در این زمینه یاد بگیرید.
مرحله اول: آماده کردن دستگاه جوش یا اینورتر
در مرحله اول باید دستگاه جوش یا اینورتر را آماده کنید. برای این کار، دو کابل نیاز دارید که یکی دارای گیره و یکی دارای انبر باشد. کابل گیره‌دار را به قطب منفی و کابل انبردار را به قطب مثبت وصل کرده و دستگاه را با فشردن دکمه روشن/خاموش راه بیندازید.
مرحله دوم: آماده کردن محل جوش
در مرحله دوم، کابل گیره را به آهن متصل کنید. این کابل باید حتماً به آهن وصل باشد تا اتصال با دستگاه برقرار شود. دقت کنید که نوک کابل که به قطعه آهن متصل شده لرزش نداشته باشد زیرا در غیر این صورت کابل به سرعت داغ می‌شود.
مرحله سوم: ایمنی قبل از کار
در این مرحله استفاده از تجهیزات ایمنی بخصوص ماسک جوشکاری برای محافظت از چشمان و دستکش برای جلوگیری از سوختن دست ضروری است. در صورت عدم رعایت نکات ایمنی و پوشیدن ماسک به چشمان خود آسیب جدی رسانده و خود را در معرض کوری موقت قرار می‌دهید.
مرحله چهارم: آماده کردن الکترود
پس از اینکه دستگاه را روشن و کابل گیره را به قطعه آهن متصل کردید، نوبت به آماده کردن الکترود یا سیم جوش می‌رسد. لازم به ذکر است که الکترود اندازه‌های مختلفی دارد و برای انجام جوشکاری‌های کوچک مثل خال جوش، از سایز سه میلی‌متری آن استفاده می‌شود. برای آماده‌سازی الکترود، آن را میان کابل انبر قرار داده و آمپر دستگاه را روی ۵۰-۷۰ تنظیم کنید.
مرحله پنجم: انجام عملیات جوشکاری
این حساس‌ترین مرحله در جوش دادن تیرآهن است که اگر طبق اصول و استانداردها انجام نشود، موجب خرابی پروژه و خسارت خواهد شد. در این مرحله، انبر را نزدیک محل جوش قرار می‌دهیم (نباید خیلی نزدیک یا خیلی دور باشد). فاصله مناسب بین الکترود و محل جوش، دو الی سه میلی‌متر است. پس از رسیدن به فاصله مناسب، انبر حاوی الکترود را به محل جوش نزدیک کرده و هم‌زمان به سمت خود حرکت می‌دهیم تا قوس الکتریکی تشکیل شود. این قوس همان چیزی است که بین دو قطعه اتصال ایجاد می‌کند.
برای متصل کردن دو قطعه به هم بهتر است ابتدا از چند خال جوش استفاده کرده و به محض درست شدن خال جوش الکتریکی، الکترود را از محل کار دور کنیم. بعد از درست کردن خال جوش‌ها، زائده‌های جوش (که با نام گل جوش یا سرباری نیز شناخته می‌شوند) را با یک چکش کوچک از روی جوش جدا می‌کنیم تا از ایجاد تخلخل و شکست آن جلوگیری شود.
سخن پایانی
جوشکاری یک عملیات بسیار مهم و حیاتی است که برای اتصال دو قطعه فلزی به یکدیگر مانند تیرآهن انجام می‌شود. جوشکاری در دو نوع فیله‌ای و شیاری (بسته به قطعه مورد نظر، بار سازه و محیط آن) قابل انجام بوده و رایج‌ترین روش مورد استفاده برای جوشکاری تیرآهن، قوس الکتریکی است. در این مقاله به بررسی نحوه جوش دادن تیرآهن، تجهیزات و نکات ایمنی آن پرداختیم. از آنجا که تیرآهن در ساخت سازه‌های بزرگ و فلزی به کار می‌رود، بسیار مهم است که جوشکاری آن طبق اصول و استانداردها توسط جوشکاران ماهر و متخصص انجام شود. به شما نیز توصیه می‌کنیم در صورت علاقه‌مندی به این حرفه، به صورت تخصصی آموزش ببینید. پیشنهاد می کنیم برای اطلاع از قیمت روز تیرآهن و میلگرد به سایت مهراستیل مراجعه کنید.
سوالات متداول
انواع گازهای محافظ در جوشکاری کدامند؟
هلیوم، آرگون و دی اکسید کربن گازهایی هستند که به عنوان محافظ در جوشکاری به کار می‌روند.
اشتباهات رایج هنگام جوشکاری که باید از آن‌ها اجتناب کرد کدامند؟
اشتباهات رایج هنگام جوشکاری عبارتند از تمیز نکردن سطوحی که قرار است جوش داده شوند و استفاده نکردن از تکنیک یا تنظیمات صحیح جوشکاری برای نوع فلز جوش داده شده.
اصول جوشکاری تیرآهن چیست؟
قبل از جوش دادن تیرآهن، باید آن را با توجه به نوع جوش مورد نظر گرم یا خنک کرده و از رنج دمایی ۶۵ الی ۲۶۰ درجه سانتی‌گراد اجتناب کرد.
