Содержание
Какие бывают сплавы алюминия
Алюминий очень хорошо образует сплавы со многими другими металлами. Чистый алюминий применяют в основном в электротехнике.
Для конструкций применяют в основном дюралюминий – сплав с медью, магнием и марганцем.
Часто встречается сплав силумин – с кремнием. Используется для корпусов приборов и мелких механизмов, деталей бытовых приборов, декоративных изделий и, к сожалению, для недолговечных смесителей.
Конструкционными являются также технологичные сплавы с магнием и марганцем. Эти сплавы обладают достаточной прочностью, высокой пластичностью и стойкостью к коррозии, отличной свариваемостью.
Алюминиево-медные сплавы после термического упрочнения равны по своим механическим свойствам низкоуглеродистым сталям и прекрасно поддаются термической обработке. Недостаток этих сплавов – низкая коррозионная устойчивость и необходимость в защитных покрытиях. Такие сплавы легируют железом, никелем и магнием. Магний повышает прочность и пластичность сплава, железо и никель – жаростойкость.
Для применения в блоках цилиндров и во втулочных подшипниках выпускается сплав под названием алькусин (аэрон) из алюминия, меди и кремния. Сплав обладает высокой твердостью и хорошими антифрикционными свойствами.
Существуют и сплавы с цинком и магнием, иногда с добавкой меди. Они имеют высокую прочность и обрабатываемость, но невысокую устойчивость к коррозии.
Очень перспективными являются сплавы с добавками лития: литий уменьшает плотность сплава и повышает упругость. Разработаны сплавы из алюминия с литием и с медью и магнием.
Сплавы алюминия подразделяются на две больших группы: конструкционные (деформируемые) и конструкционные. Конструкционные сплавы могут проходить термическую обработку, могут не проходить. Деформируемые сплавы чаще всего проходят обработку ковкой или штамповкой.
Дюралюминий
Дюралюминий – очень распространенный алюминиевый сплав с медью, магнием, марганцем. Эти сплавы производятся более полувека, и характеризуются сочетанием высокой статической прочности (до 450-500 МПа) при комнатной и повышенной (до 150…175 °C) температурах, высоких усталостной прочности и вязкости разрушения.
Дюралюминий упрочняют с помощью закалки и искусственного или естественного старения.
В состав дюралюминия входит примерно 93,5 % алюминия, 4,5 % меди, 1,5 % магния и 0,5 % марганца.
При всех своих достоинствах эта группа сплавов подвержена коррозии и требует антикоррозионного покрытия. Прокат чаще всего покрывают чистым алюминием, анодируют, изделия покрывают грунтовкой и красят.
Советы
Вне зависимости от сферы применения алюминиевых труб, в процессе монтажа невозможно обойтись без соединительных элементов, обрезки и состыковки изделий с другими элементами конструкции. В продаже все трубы представлены ровными, строго прямолинейной формы. Если форма конструкции подразумевает использование прямых изделий, то трубы только подрезаются и подгоняются под размер.
А вот если необходимо придать определенную форму, то изделия подлежат сгибанию. Алюминий – довольно мягкий металл, поэтому большинство потребителей говорят о том, что согнуть трубу не представляет труда. Заготовки будущих труб сгибаются на специальных станках, где можно подогнать профили разной формы. На размеры будущих труб влияют толщина, форма и длина профиля.
Процедура соединения труб может происходить несколькими способами:
- болтового соединения;
- сварного соединения;
- методом отбортовки.
Чаще всего прибегают к свариванию труб. Этот способ считается самым надежным и при этом простым в исполнении. Сварка бывает двух видов: под давлением и сварка плавлением. Опытные мастера предпочитают использовать в работе с алюминиевыми трубами метод плавления, так как здесь нет необходимости в специальном оборудовании в отличие от второго метода. Лучше всего использовать электронно-лучевую сварку или же дуговую с применением инертного газа.
О том, как соединить две алюминиевые вентиляционные гофро-трубы между собой при сборке воздушного коллектора, смотрите в следующем видео.
Свойства и характеристики алюминиевых труб
К положительным физическим и химическим характеристикам цветного проката, изготавливаемого из чистого алюминия или его сплавов, можно отнести следующие: устойчивость к коррозии, небольшой вес, отличная свариваемость.
Изделия из алюминия имеют невысокую прочность, но этот недостаток компенсируется за счет высокой пластичности металла. Она дает возможность изготавливать сложные инженерные конструкции.
Кроме того, алюминий не меняет свои физико-химические свойства при воздействии отрицательных температур, что делает его незаменимым при изготовлении охлаждающего климатического оборудования.
Достоинства изделий алюминиевого металлопроката, которые делают его широко востребованным на рынке металла:
— длительный срок эксплуатации;
— большой диапазон рабочих температур от -80ºC до 120ºC;
— антикоррозийные качества, невосприимчивость к воздействию агрессивных сред;
— способность к деформации без изменения основных свойств в месте деформирования;
— экологичность, гигиеничность изделий;
— высокий коэффициент теплопроводности (из металла делают биметаллические радиаторы).
О некоторых из вышеперечисленных свойств можно рассказать подробнее.
1. Небольшой вес. Позволяет значительно уменьшить вес всей конструкции в целом.
2. Хорошие показатели свариваемости. Трубу из алюминия можно варить точечно, с помощью роликов или аргонно-дуговой сваркой. При этом коррозийные характеристики шва не отличаются от общих характеристик основного изделия.
3. Высокая антикоррозийная устойчивость. На поверхности металла образуется естественный оксидный слой, который препятствует возникновению коррозии. Эта оксидная пленка намного прочнее той, которая образуется, например, на поверхности железа. После механических воздействий пленка из окисла быстро восстанавливается. Эти же свойства сохраняются при напряженном состоянии металла.
Трубный прокат из алюминия сортируют по способу технологической обработки, толщине готового изделия.
По толщине алюминиевые трубы делятся на толстостенные (толщина от 5 мм) и тонкостенные (толщина до 5 мм).
А по способу технологической обработки выделяют:
— нагартованные;
— полунагартованные;
— закаленные;
— состаренные естественным и искусственным методом.
У алюминиевых труб отмечают повышенную гибкость. Поэтому, уже при температуре около 20ºC, изделия можно легко деформировать и нарушить стойкость конструкции. Для устранения этого недостатка, улучшения технологических качеств, их подвергают отжигу и закаливанию (термообработка) и нагартовке (механическая обработка).
Нагартовка (наклеп) — это технологический процесс упрочнения термически не обработанного алюминиевого проката при температуре ниже, чем температура рекристаллизации алюминия. С помощью термообработки и нагартовки меняются физические свойства металла. Из мягкого и пластичного, он становится твердым, прочным.
Описанная выше технология дает возможность изготавливать конструкции и сооружения, которые можно эксплуатировать в течение долгого времени, так как они практически не подвергаются воздействию окружающей среды.
Производители
На данный момент в России существует несколько неоспоримых лидеров алюминиевого трубопроката. Среди множества производителей выделяется одна корпорация – Alcoa, которая объединяет два крупных завода «Самарский металлургический завод» и «Белокалитвинское металлургическое производственное объединение». Если говорить в числах, то 50% рынка представлены товарами именно этих марок. Поэтому остальным изготовителям приходится отталкиваться от цен, которые устанавливает данный завод.
Второе место по объемам проката занимает «Каменск-Уральский металлургический завод», который занимается выпуском не только труб, но и листов основных марок.
Большой популярностью у потребителей пользуется продукция завода «Русские алюминиевые трубы» который занимается производством труб для кондиционирования. Данный производитель использует высококачественный алюминий для транспортировки хладагента между блоками. Использование алюминия позволило снизить расходы и время на монтаж оборудования.
Свойства алюминиевых профилей
Профильная алюминиевая труба – это полое изделие, сечение которого имеет вид замкнутой геометрической фигуры. Это необязательно квадрат или прямоугольник. Алюминиевый профиль может быть шестигранным или иметь любую конфигурацию по желанию заказчика.
Свойства, которые отличают алюминиевые профильные трубы от стальных:
- антикоррозийная устойчивость;
- малый вес;
- высокая эстетичность;
- мягкость металла.
К основным потребительским характеристикам алюминиевой профильной трубы относят:
- высокую тепло- и электропроводность;
- устойчивость к химически агрессивной среде;
- мягкость, что позволяет придать любую форму;
- гигиеничность, экологическую безопасность;
- возможность вторичной переработки;
- длительный срок службы.
Для монтажа этих изделий не требуется специальный инструмент или особые знания. Соединение обычно выполняется с помощью саморезов и болтов. В некоторых случаях возможно применение сварки.
Технические характеристики
Технические характеристики являются справочными данными и собраны в специальные таблицы, которые содержат следующие сведения:
- Длину сторон и толщину стенки трубы в мм. Например, труба квадратная 40×40×1,2.
- Артикул (труба этих размеров — SY22009).
- Величину периметра, измеренную по внешней стороне. В данном случае — 159 мм.
- Вес погонного метра в граммах для трубы с такими параметрами (0,504 г).
Качественными считают алюминиевые профильные трубы соответствующие ГОСТу. Изделия должны быть гладкостенными, без заусенец (начиная с размера стенки в 10 мм), без видимых дефектов поверхности:
- расслоений, трещин, рыхлой поверхности;
- посторонних неметаллических включений;
- дефектов, которые приводят к утоньшению стенки ниже допустимого предела;
- следы обжига.
Рекомендуем ознакомиться: Характеристики и особенности использования гофрированных труб из ПВХ
Допускаются царапины, вмятины, забои, запрессовки, если их глубина не влияет на допустимые размеры внутреннего сечения и толщины стенки изделия.
Виды продукции
Профильные трубы можно разделить по нескольким критериям.
По форме выпуска:
- трубы в бухтах (могут иметь сечение в форме овала);
- мерные, длина от 1,5 до 11,5 м;
- немерные.
По толщине стенки:
- толстостенные;
- тонкостенные.
В зависимости от технологии изготовления профильные трубы обладают разными эксплуатационными характеристиками:
- Н – нагартованные (упрочение профиля после формовки при температуре более низкой, чем отжиг);
- Н2 – полунагартованные;
- М – отжиг;
- Т – состаренные без ускорения;
- Т1 – искусственно состаренные;
- Т5 – не полностью закаленные.
Кроме того, некоторые производители предлагают профильные трубы со специальным напылением, которое улучшает их декоративные свойства. Например, большим спросом пользуются изделия с имитацией под дерево.
От чего зависит прочность алюминиевого профиля
Эксплуатационные характеристики готовых труб зависят от способа их производства и состава сплава.
Алюминиевые трубы из листового проката с профильным сечением обладают меньшей прочностью в сравнении с бесшовными.
Присадки придают сплаву определенные физико-химические свойства, такие как электропроводность, устойчивость к коррозии или повышенную прочность.
Технические характеристики и свойства
Алюминий – очень легкий металл, его плотность более, чем в три раза меньше плотности стали (2,7 т/м³ против 7,85 – плотности углеродистых сталей). Плотность самого распространенного сплава – дюралюминия – чуть больше, но также примерно в три раза меньше плотности стали.
Для изготовления трубчатого профиля применяются в основном сплавы с другими металлами (магнием, медью, цинком, литием, медью, марганцем). Они имеют высокую прочность – до 500 МПа, могут работать при повышенной до 175 °C температуре, высокую вязкость и усталостную прочность (она обуславливает устойчивость к переменным нагрузкам).
Срок службы
Срок службы конструкций из алюминия зависит от нагрузок на конструкцию. Чистый алюминий не подвержен коррозии и может простоять более 50 лет и больше (вероятно и 80 лет).
Дюралюминий более подвержен коррозии и в ответственных конструкциях его защищают слоем алюминия, специальными грунтовками и красками – но на 50 лет вполне можно рассчитывать. Но если конструкция бывает чрезмерно нагружена и при постоянных знакопеременных нагрузках срок службы алюминиевых конструкций несколько уменьшается (прочность алюминиевых сплавов все-таки меньше, чем у стали).
Тем не менее: самолеты летают по 50 лет, алюминиевые окна – также вещь очень долговечная. Так что долговечность алюминиевых сплавов проверена временем, и при установке конструкций из алюминия можно рассчитывать на несколько десятилетий беспроблемной службы.
Труба алюминиевая круглая
Это разновидность полого проката круглого (КР) сечения.
Для классификации данного вида изделий используют два главных размера: диаметр наружный (D) и толщина стенки (S). Для производства круглых труб используют не только чистый алюминий, а и его сплавы с различными металлами. Это дает возможность получать конечный продукт различный по гибкости, прочности. Круглых алюминиевые трубы производят из таких марок сплавов: АД00, АД1пл, АМг2, АМг3С, АВ, АДС, АД, АД31Е, АД35, АМЦ, Д1П, Д1 от 6, АК6, В95 и другие.
Они имеют следующие технические характеристики:
— внешний диаметр (D) — от 8 до 160 мм;
— стенка толщиной (S) — от 1 до 15 мм;
— прочность — нормальная, высокая, повышенная;
— точность изготовления — нормальная, высокая;
— поставляется в виде — отрезков, бухт;
— длина — немерная.
Поверхность должна быть без загрязнений и дефектов. Край обрезан ровно, без заусенцев.
Лучшей маркой алюминиевого сплава, который используют для производства труб, принято считать АД31Т1. Прокат, произведенный именно из этого сплава, наиболее востребован в различных промышленных отраслях, особенно в сантехнике. Из нее монтируют системы водоснабжения (горячего, холодного) и отопления (разводка для радиаторов). А вот при формировании отопительной системы «теплый пол», алюминиевые трубы не используют из-за недостаточной гибкости материала.
Советы по монтажу
Сварка алюминия требует высокой квалификации сварщика, и в домашних условиях этот метод обычно не применяют. Зато возможно крепление с помощью краб-систем, фитингов и на болтах – самые ходовые способы сборки металлоконструкций. Желательно монтировать с помощью краб-систем.
Для крепления с помощью крабов понадобятся два гаечных ключа, болты М8, крабовое соединение. Профтрубы нарезаются в размер, зачищаются заусенцы.
Заготовки вставляются в краб до упора, несильно наживляются болтами, проверяются углы, болты туго затягиваются. Если выполняется сборка крупной конструкции, лучше «наживить» всю конструкцию, вымерять вертикальность и горизонтальность трубных заготовок, прямоугольность углов и затем затянуть все болты, начиная снизу. Такую работу лучше выполнять вдвоем.
Можно собрать часть конструкции на ровной горизонтальной площадке, а затем поднять и установить. Установив две стены навеса, беседки или теплицы, установить и наживить все поперечные трубы, промерить, собрать другие стены, еще раз промерить, закрутить болты окончательно.
При сборке конструкций при помощи болтов обязательно необходимо применять соединительные пластины. До сборки следует просверлить в болтах и пластинах отверстия, затем собрать и закрутить.
Особенности эксплуатации
Следует помнить, что соединение при помощи болтов или краб-систем является обслуживаемым, и периодически – 1-2 раза в год – необходимо проверять соединение и подтягивать болты.
Возможные проблемы
Следует иметь в виду, что прочность алюминия все-таки меньше, чем у стали, и большой стеллаж, нагруженный заготовками на зиму – не лучшее применение дюралевым конструкциям. Зато всевозможные тенты и навесы, вольеры и легкие стеллажи – как раз то, для чего алюминиевая профтруба предназначена. Кроме того, такие трубы не любят большую поперечную нагрузку – труба может изогнуться.
Упаковка, транспортировка и хранение
Алюминиевые профиля можно поцарапать и даже погнуть при небрежной перевозке или хранении. Поэтому при перевозке следует укладывать их таким образом, чтобы на них не давили (и не падали!) тяжелые предметы. Пара деревяшек или мешок шпаклевки весом 25 кг крупным трубам особо не повредит, но упавшая дверь, окно, стальной уголок вполне может оставить вмятину или прогнуть трубу.
Неплохо упаковывать изделия в картон и полиэтилен, особенно если на трубах имеется декоративное покрытие. Особых требований к хранению алюминия и сплавов нет. Но если Вы знаете, что данный сплав неустойчив к коррозии – храните разборные конструкции под крышей, а еще лучше – в гараже или сарае, а не на улице или в подвале.
Труба алюминиевая профильная
Профильная алюминиевая труба — это прямоугольник (ПР), квадрат (КВ), определенных размеров и толщины. Иногда сечение может быть фасонным (ФС). Профили востребованы для изготовления разнообразных конструкций, которые отличает прочность, легкость. Перечень отраслей применения профильных алюминиевых труб — сельское хозяйство, промышленность, строительство. Отдельно можно выделить архитектуру и дизайн помещений. Здесь алюминиевый металлопрокат популярен из-за привлекательного внешнего вида, легкости, прочности, устойчивости к коррозии.
Профильные трубы, в отличие от круглых, имеют ряд преимуществ:
— за счет уменьшения расхода металла уменьшается вес общие конструкции;
— профильный прокат удобнее хранить, перевозить;
— конструкция более жесткая, способна выдержать большие нагрузки;
— часто для сооружения некоторых элементов необходима именно прямоугольная или квадратная труба.
Монтаж профильных труб выполняют двумя способами:
— с использованием специальных фитингов, представленных в широком ассортименте;
— с применением сварки.
Алюминиевая труба может иметь сечение в виде:
— квадрата (КВ). В этом случае прочность конструкции обуславливают симметричные ребра жесткости;
— прямоугольника (ПР). Применяется при неравномерной нагрузке, когда надо усилить одну сторону;
— фасонное (ФС). Применяется в определенных случаях, когда есть необходимость в использовании трубы именно такого сечения.
Профильный алюминиевый прокат используют для прокладки коммуникаций как внутри, так и снаружи здания или сооружения. Такие коммуникации долговечные, легкие, прочные. Применение именно такого профиля влияет на цену готового изделия — удешевляет стоимость всей конструкции в целом.
По способу производства профильные трубы делят на:
1. Прессованные. Изготовление с помощью пресса.
2. Холоднодеформированные. Здесь заготовка — алюминиевый круг, а изготовление состоит из последовательных операций вытяжки, прошивки и калибровки.
3. Сварные. Используют электросварку алюминиевых листов. Конечное изделие — профиль в виде квадрата или прямоугольника. Затем выполняют операцию горячего отпуска. Она применяется для нейтрализации внутренних напряжений на сварных швах.
На поверхности проката отсутствуют стыки или швы. Это делает равномерным распределение нагрузок по граням прямоугольника или квадрата. Поэтому даже небольшая квадратная труба со стороной 2 сантиметра, выдерживает значительные нагрузки. Среди профильного проката наиболее часто применяют алюминиевую трубку 40*40 (т. е. со стороной 40 мм). Она необходима для монтажа различных конструкций во многих отраслях промышленности.
Применение
Область применения алюминиевого проката охватывает практически все отрасли хозяйственной деятельности человека. А именно:
— сельское хозяйство;
— авиа- и судостроение;
— производство машин и механизмов;
— строительство зданий, сооружений;
— производство металлоконструкций для рекламного бизнеса;
— химическая и нефтеперерабатывающая промышленности (для организации технологических трубопроводов).
В нефтяной, авиационной промышленности и судостроении применяют профили, изготовленные из прочных сплавов алюминия. В пищевой промышленности, где прежде всего ценится экологичность материала, алюминиевые трубы используют для перемещения сыпучих продуктов внутри конвейера. Итак, подытожим.
Ввиду легкости, долговечности и относительной дешевизны без алюминия невозможно себе представить современное производство. Он применяется повсеместно:
— в авто, авиа и кораблестроении;
— для систем вентиляции, отопления, кондиционирования (исключение составляют водопроводы с питьевой водой);
— при производстве мебели, сооружении лестниц;
— рекламная отрасль (щиты, баннеры);
— медицина и пищевая промышленности;
— сельское хозяйство — строительство теплиц, овощехранилищ;
— при сооружении водостоков, оросительных систем.
Цена на алюминиевые трубы определяется размером, методом производства, маркой металла, состоянием. Кроме того, на данную характеристику оказывает влияние объем заказа и удаленность места доставки. Для заказа алюминиевого проката — заполните форму заявки.
Эта тема закрыта для публикации ответов.