Алюминиевые профильные трубы: сортамент, параметры и применение
Алюминиевые профильные трубы представляют собой полый фасонный прокат с поперечным сечением, отличным от круглого. Наиболее распространены прямоугольные и квадратные сечения, выпускаемые по ГОСТ 8617-81 и ГОСТ 18475-82. Изделия изготавливаются методом горячего прессования (экструзии) из деформируемых алюминиевых сплавов, преимущественно марок АД31, АД33, 6060 и 6063. Данный сортамент востребован в конструкциях, где требуется сочетание низкой удельной массы, коррозионной стойкости и достаточной несущей способности.
Технические характеристики и сортамент
Геометрические параметры профильных труб нормируются по высоте, ширине и толщине стенки. Типовой диапазон размеров прямоугольных сечений от 1510 мм до 200100 мм, квадратных от 1515 мм до 200200 мм. Толщина стенки варьируется от 1,0 до 8,0 мм. Длина мерного проката составляет от 3 до 6 метров, допускается немерная длина в пределах от 2 до 6 метров.
Механические свойства зависят от состояния материала (нагартовка, закалка с естественным или искусственным старением). Для сплава АД31 в состоянии Т предел прочности при растяжении составляет от 155 до 195 МПа, предел текучести от 105 до 145 МПа, относительное удлинение не менее 8%. Трубы из сплава 6063 в состоянии Т6 демонстрируют предел прочности от 205 до 245 МПа.
Ключевые параметры, определяющие пригодность профиля для конкретной задачи:
- момент сопротивления сечения относительно главных осей;
- радиус инерции, влияющий на гибкость элемента;
- допускаемое напряжение при изгибе и сжатии;
- коррозионная стойкость в атмосферных условиях и агрессивных средах;
- свариваемость и способность к анодированию.
Области применения
Алюминиевые профильные трубы применяются в качестве несущих элементов каркасов, ограждающих конструкций, опор и направляющих. Основные сектора использования:
- строительство фасадные системы, светопрозрачные конструкции, лестничные марши, перила, навесы;
- транспортное машиностроение рамы кузовов грузового транспорта, элементы интерьера вагонов метрополитена и железнодорожного подвижного состава;
- судостроение палубные надстройки, трапы, леерные ограждения;
- производство торгового и складского оборудования стеллажные системы, прилавки, витрины;
- энергетика несущие конструкции распределительных устройств, кабельные лотки и эстакады.
Для наружных конструкций, эксплуатируемых в условиях повышенной влажности или в приморской атмосфере, рекомендуется использовать трубы с защитным анодно-оксидным покрытием толщиной от 15 до 25 мкм либо с порошковой окраской. При контакте с другими металлами необходимо предусматривать электрохимическую защиту изоляционные прокладки или протекторное покрытие.
Сравнение типовых профилей
| Сечение, мм | Толщина стенки, мм | Масса 1 м, кг | Момент сопротивления, см | Сплав |
|---|---|---|---|---|
| 4020 | 2,0 | 0,62 | 1,82 | АД31 |
| 6040 | 2,5 | 1,32 | 5,94 | 6063 |
| 8040 | 3,0 | 1,86 | 10,20 | АД33 |
| 10050 | 3,0 | 2,36 | 16,80 | 6060 |
При расчете несущей способности профильных труб необходимо учитывать потерю устойчивости стенок при сжатии и местное выпучивание в зоне приложения сосредоточенных нагрузок. Для длинномерных элементов, работающих на изгиб, целесообразно выбирать сечения с максимальным отношением момента сопротивления к массе погонного метра.
Вопросы и ответы (FAQ)
Какие сплавы используются для производства алюминиевых профильных труб?
Основные сплавы АД31, АД33, 6060, 6063. Они относятся к системе алюминий-магний-кремний, хорошо прессуются, свариваются и поддаются анодированию. Для ответственных конструкций применяются сплавы с повышенными прочностными характеристиками, например 6061.
Чем отличаются трубы в состоянии Т5 и Т6?
Состояние Т5 закалка с искусственным старением при пониженной температуре, Т6 закалка с полным искусственным старением до максимальной прочности. Трубы в состоянии Т6 имеют более высокие пределы прочности и текучести, но меньшую пластичность.
Как рассчитать массу профильной трубы?
Масса погонного метра вычисляется по формуле: площадь поперечного сечения (за вычетом внутренней полости) умножается на плотность сплава (около 2700 кг/м). Для прямоугольной трубы со сторонами a и b и толщиной стенки t: m = 2t(a+b2t) 2700 / 10, где размеры в мм.
Допустима ли сварка алюминиевых профильных труб?
Да, трубы из сплавов АД31, 6060, 6063 свариваются аргонодуговой сваркой (TIG) и полуавтоматической сваркой в среде аргона (MIG). Присадочный материал подбирается по составу основного сплава. После сварки в зоне шва прочность снижается до 6070% от исходной, что необходимо учитывать в расчетах.
