Алюминиевый Т-профиль (тавр) АД31: конструкционные характеристики и применение
Алюминиевый Т-профиль (тавр) АД31 — прессованный профиль таврового сечения, изготавливаемый из алюминиевого деформируемого сплава системы Al–Mg–Si. Материал АД31 относится к термически упрочняемым сплавам средней прочности, что определяет его применение в конструкциях, где сочетание несущей способности и малой удельной массы критично. Профиль производится методом горячей прессовки через матрицу с последующей закалкой и искусственным старением до состояния Т1 (или естественным старением — Т4), что обеспечивает стабильные механические свойства по длине мерного проката.
Геометрия тавра характеризуется соотношением ширины полки к высоте стенки, которое варьируется в зависимости от номера профиля. Стандартный сортамент включает симметричные и неравнополочные сечения с толщиной полки от 1,5 до 6 мм и высотой стенки от 15 до 120 мм. Допуски на размеры поперечного сечения регламентируются ГОСТ 22233-2018 и ГОСТ 8617-81, при этом точность геометрии соответствует классу повышенной точности «ПВ» по ГОСТ 22233, что важно для узлов с последующей механической обработкой.
Механические свойства и технологические особенности
Сплав АД31 в состоянии Т1 демонстрирует предел прочности при растяжении 195–225 МПа и предел текучести 145–165 МПа. Относительное удлинение после разрыва составляет не менее 10%, что обеспечивает достаточную пластичность при гибке и штамповке. Твёрдость по Бринеллю — 55–60 HB. Модуль упругости — 71 000 МПа. Профиль сохраняет работоспособность в интервале температур от –50 C до +50 C без существенного снижения ударной вязкости.
Технологическая особенность АД31 — высокая коррозионная стойкость в атмосферных условиях и в среде пресной воды. Сплав не склонен к межкристаллитной коррозии и коррозионному растрескиванию под напряжением. Это позволяет применять тавр без дополнительных защитных покрытий в условиях умеренного климата. При эксплуатации в агрессивных средах (морская атмосфера, промышленные выбросы) рекомендуется анодирование или порошковая окраска.
Свариваемость АД31 оценивается как ограниченная: при аргонодуговой сварке в зоне термического влияния происходит разупрочнение до 60–70% от исходной прочности. Для ответственных сварных узлов применяют присадочную проволоку СвАК5 или СвАМг3, после сварки рекомендуется искусственное старение для восстановления свойств. Для неразъёмных соединений без высоких нагрузок допустима контактная точечная сварка.
Типовые области применения тавра АД31
Профиль таврового сечения из АД31 востребован в следующих инженерных решениях:
- Несущие элементы светопрозрачных конструкций — импосты, ригели, стойки витражей и зенитных фонарей в системах алюминиевого остекления.
- Каркасы торгового и выставочного оборудования, стеллажные системы, элементы интерьерных перегородок.
- Направляющие и рёбра жёсткости в транспортном машиностроении — внутренняя отделка вагонов метро, автобусов, речных судов.
- Элементы ограждающих конструкций — перила, поручни, лестничные марши, облицовочные каркасы фасадов.
- Несущие профили в производстве промышленных корпусов, шкафов управления, электротехнических щитов.
Сортамент и геометрические параметры
Типовой ряд тавровых профилей АД31 включает номера от 1 до 12, где номер соответствует высоте стенки в миллиметрах. Наиболее распространённые типоразмеры представлены в таблице.
| Номер профиля | Высота стенки, мм | Ширина полки, мм | Толщина, мм | Масса 1 м, кг |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 15 | 15 | 2 | 0,14 |
| 3 | 30 | 20 | 3 | 0,36 |
| 5 | 50 | 30 | 4 | 0,78 |
| 8 | 80 | 40 | 5 | 1,52 |
| 12 | 120 | 60 | 6 | 2,71 |
Поставка осуществляется в мерных отрезках длиной 3–6 м, допускается немерная длина с остатком не менее 1 м. Профиль поставляется в состоянии Т1 (закалка и искусственное старение) либо без термической обработки — в состоянии Т4. Поверхность — без трещин, расслоений и плен, допускаются незначительные следы технологической смазки, удаляемые механически или химически.
Вопросы и ответы
Чем тавр АД31 отличается от тавра из сплава АМг3?
Сплав АД31 имеет более высокую прочность после термообработки (предел прочности 195–225 МПа против 190–240 МПа у АМг3 в нагартованном состоянии), но уступает АМг3 по свариваемости и коррозионной стойкости в морской воде. АД31 легче поддаётся анодированию и окраске, что делает его предпочтительным для архитектурных конструкций.
Можно ли гнуть тавр АД31 без предварительного нагрева?
Да, в состоянии Т4 (естественно состаренном) профиль допускает холодную гибку с радиусом не менее 5–8 толщин полки. В состоянии Т1 гибка возможна с радиусом от 10 толщин, при меньших радиусах требуется подогрев до 200–250 C.
Какой тип анодного покрытия рекомендуется для тавра АД31?
Для наружных конструкций применяют анодирование с толщиной оксидного слоя 15–25 мкм с последующей колеровкой. Для внутренних помещений достаточно декоративного анодирования 5–10 мкм. Перед анодированием поверхность должна быть обезжирена и протравлена в щелочном растворе.
Какие допуски на геометрию тавра АД31 действуют по ГОСТ 22233?
Для класса точности «ПВ» допуск на высоту стенки составляет 0,5 мм, на ширину полки — 0,5 мм, на толщину — 0,3 мм. Отклонение от прямолинейности — не более 1 мм на 1 м длины. Скручивание профиля вокруг продольной оси — не более 1 на 1 м.
