لوله آلومینیومی ضخیم و بدون درز
تولید لوله آلومینیومی ضخیم و بدون درز در مرحله اول قبل از تولید با طراحی قالب اکستروژن آلومینیوم آغاز می شود. استاندارد لوله بسته به نوع استفاده از آنها متفاوت هستند همچنین عملکرد پروفیل، طراحی و فرم آن، تعیین کننده قیمت لوله های آلومینیومی است. هدف از این مقاله شرح عملکرد و فرآیند تولید پروفیل آلومینیوم و هچنین روش اجرایی فرآیند پرس اکستروژن آلومینیوم می باشد.
لوله ها و مقاطع توخالی از آلیاژهای نرم عموما به این روش تولید می شوند. این نوع قالب اکستروژن آلومینیوم دارای کاربردهای گسترده ای در صنعت تولید پروفیل آلومینیوم اکستروژن بوده و برای آلیاژهای انواع پروفیل آلومینیوم مناسب است. فرآیند اتاقک جوش دارای برخی مزایایی است که عبارتند از:
- امکان اکسترود مقاطع توخالی طویل
- امکان اکسترود مقاطع توخالی جدار نازک
- در اکستروژن مقاطع پیچیده مورد کاربرد در برخی صنایع مفید است
خواص جوش پذیری برخی آلیاژهای آلومینیوم به منظور تولید مقاطع توخالی در جدول زیر نشان داده میشود.
در مجتمع صنعتی آلوم تکنیک، تولید و فروش لوله آلومینیومی بدون درز با بهترین مواد اولیه صورت میگیرد. جهت استعلام قیمت لوله آلومینیومی با ما تماس بگیرید.
در ادامه چنانچه بخواهیم فرایند تولید پروفیل آلومینیوم اختصاصی را به ۴ بخش عمده تقسیم کنیم به شرح زیر میباشد.
- بیلت یا شمش آلومینیوم
- طراحی قالب اکستروژن و تولید قالب آلومینیوم
- اکسترود پروفیل آلومینیوم
- خدمات پوشش دهی سطح پروفیل آلومینیوم
استاندارد لوله های آلومینیومی به روش اکستروژن
استاندارد لوله های آلومینیومی با فرآیند اکستروژن آلومینیوم توسط قالب هایی به شکل دیسک انجام می شود. این قالب ها با بخش عرضی پروفیلی که می خواهیم به دست آوریم مطابقت دارد. در این فرایند اکستروژن آلومینیوم داغ توسط قالب فشرده شده و شکل می گیرد. ساخت قالب اکستروژن آلومینیوم از جنس فولاد میباشد زیرا قالب های پروفیل توسط فولاد مقاوم در برابر درجه حرارت بالا ساخته شده اند و نسبت به آلومینیوم که درجه ذوب پایین تری دارند در برابر حرارت مقاوم تر هستند.
تولید پروفیل آلومینیوم به روش اکستروژن آلومینیوم روشی است که اغلب برای اشکال مختلف همچون لوله، نبشی آلومینیومی فریم پنجره دوجداره آلومینیومی و قطعات اتومبیل استفاده می شود.
استاندارد آلیاژ لوله
استاندارد لوله آلومینیومی به روش اکستروژن، ثابت می کند که تفاوت های قابل توجه، میان نوع پرس و ابعاد بیلت مورد استفاده برای آلیاژهای متفاوت، باعث ایجاد مغایرت هاي قابل توجه در حجم تولید میشوند. نتایج تولید لوله آلومینیومی به شيوه اکستروژن را، از سه آلیاژ ناهمگن در سه طرح تولید متفاوت، ارائه می دهد. سرعت تولید و زمان مورد نیاز، تفاوت های درخور رویکردی دارند.
نتیجه حاصل از تولید لوله از آلیاژ به کمک سه پرس اکستروژن آلومینیوم با عمر بیش از 10 سال ارائه شده است.در این میان، ابعاد بيلت ها تقریبا برابر انتخاب شده اند. اما نتایج، تفاوت های قابل توجهی را در میزان تولید ماهانه پرس ها، نشان می دهند. با مقایسه نتایج با جدول در میابیم که حتی یک پرس قدیمی، میتواند به نحوی سودمند کارکند. نکته مهم در یک تولید اقتصادی توجه به پارامترهای پرس است.
ویژگی لوله های آلومینیومی بدون درز
اصطلاح “لوله های جوش داده شده” که به طور گسترده ای برای لوله های فولادی استفاده می شود، برای لوله های آلومینیومی استفاده نمی شود. مسئله این است که، لوله فولادی دارای یک جوش درز مشخص است. ولی در لوله درزدار آلومینیوم این درز، پنهان است. پروفیل های آلومینیومی لوله های درز دار را اصطلاحا لوله های ساختاری نیز می نامند.
مزایای لوله آلومینیومی بدون درز به شرح زیر است:
- لول های بدون درز بسیار ایده آل برای کاربردهایی که تحت فشار زیاد است.
- امکان اجرای سطح آنادایز شده یکنواخت به ویژه برای لوله هایی با دیواره ضخیم.
- لوله بدون درز مشکلات ناشی از جوشکاری مانند از هم باز شدن هنگام تغییر شکل لوله را ندارد.
- در لوله آلومینیوم بدون درز مقاومت ساختاری آن افزایش یافته است.
لوله آلومینیومی ضخیم
لوله آلومینیومی ضخیم یک قطعه توخالی گرد، مستطیل، مربع یا بیضی شکل است که با قطر خارج و ضخامت دیواره تعیین می شود و در اینچ یا میلی متر نشان داده می شود. لوله های آلومینیومی با توجه به کاربرد آن در ضخامت، آلیاژ و سایزهای مختلف تولید می شود. لوله های آلومینیومی به دو دسته درز دار و بدون درز (یکپارچه) تقسیم میشوند. لوله آلومینیومی ضخیم درزدار با جوش دادن تولید میشود و لوله آلومینیومی ضخیم بدون درز طی فرآیند اکستروژن آلومینیوم. این بدان معناست یک سنبه در داخل قالب اکستروژن قرار گرفته و ثابت می شود و وقتی بیلت آلومینیوم ازطریق سوراخ موجود در قالب عبور میکند باعث ایجاد حفره داخل لوله می شود. در لوله های آلومینیومی ویژگی خم پذیری، مقاومت جوش کاری و قابلیت تراشکاری اهمیت بسزایی دارد همین امر باعث شده انواع پروفیل آلومینیوم لوله در طیف گسترده ای از کاربردهای گوناگون صنعتی و تجاری از جمله هوافضا، محصولات مراقبتی بهداشتی، محصولات تفریحی، قطعات ماشین آلات و.. استفاده شوند.
تولید انواع لوله
تولید انواع لوله در آلیاژهایی که مجددا به هم جوش می خورند، با استفاده از بیلت آلومینیوم توپر و قالبهای دارای اتاقک جوش همچون پل دار، شبکه ای یا چند دریچه اکسترود می شوند. در این حالت نیرویی به فلز اعمال می شود تا به درون خروجی های جدا از هم و اطراف پلهای بین این خروجی ها که نگهدارنده ماندرل نیز هستند جریان یابد. این جریانهای جداگانه فلز که از اطراف خروجیها جریان می یابند، در اتاقک جوش اطراف ماندرل به هم رسیده و از فاصله بین ماندرل و درپوش قالب بصورت یک مقطع توخالی بیرون می آیند. به دلیل اینکه جریانهای جداگانه فلز در درون قالب اکسترود آلومینیوم جایی که هیچ گونه آلودگی اتمسفری وجود ندارد، به هم متصل می شوند، یک جوش کاملا سالمی ایجاد میشود.
فروش انواع لوله الومینیوم
فروش انواع لوله الومینیوم تمامی کشور های صنعتی بسیار بالا میباشد زیرا پروفیل آلومینیوم اختصاصی به دلیل مقاومت استثنایی در برابر خوردگی می تواند از آن در سخت ترین محیط ها استفاده شود .علاوه بر این، آلومینیوم از هدایت حرارتی بسیار خوبی برخوردار است و آن را برای کاربردهای انتقال حرارت مفید می کند. لوله های آلومینیوم در صنعت خودرو و گرمایش مورد استفاده قرار گرفته است، در رادیاتورها و سایر تجهیزات گرمایشی استفاده می شود. صنعت کشاورزی همچنین از لوله های آلومینیوم در سیستم های آبیاری استفاده گسترده ای می کند. همچنین از آلومینیوم معمولاً برای ساخت اتصالات لوله و سه پایه استفاده می شود. قابلیت انعطاف پذیری لوله های آلومینیومی آنها را تقریباً برای هر کاربرد تجاری یا صنعتی ایده آل می کند.
به دلیل وزن سبک، لوله های آلومینیومی حجم بیشتری از لوله ها را در هر وزن خریداری شده نسبت به فولاد ارائه می دهند. بسیاری از محصولات از لوله های سبکتر بهره مند می شوند، به ویژه محصولاتی که به تحرک خاصی مانند صندلی های چرخدار و مبلمان فضای باز نیاز دارند.
قالب لوله آلومینیومی بدون درز اکستروژن از چند بخش کلی تشکیل شده است:
قالب ها به دو بخش تشکیل میشوند مورد اول ماتریس(قالب سالید) میباشد که وظیفه نگهداشتن قالب و اتصال آن به سیستم اکستروژن را برعهده دارد. مورد دوم سمبه میباشد. هنگامی استفاده می شود که بخواهیم قطعات توخالی مثل لوله آلومینیومی بدون درز و قوطی آلومینیومی تولید شود. در این حالت قالب دومی نیاز است تا پروفیل جامد شکل توخالی بگیرد. پل اتصال دهنده قالبهای این قطعه وظیفه ایجاد فضای توخالی در پروفیل آلومینیوم را ایفا می کند.به این ترتیب قالب دارای دهانه هایی است که به آلومینیوم اجاز می دهد تا حرکت کند اما آن را مجبور می کند که شکل توخالی را از طریق مندرال به دست آورد و حالتی شبیه به استوانه بگیرد. بخش درپوش که از طریق آن شکل بیرونی مورد نظر را به پروفیل می دهد، درحالی که قالب شکل داخلی را می سازد، که در انتهای سیستم قالب دهی قرار می گیرد.
نکته: سطح مقطع پروفیل و ابعاد قالب و دستگاه پرس کاملا به هم مربوط هستند.
نکات مهم در خصوص اکستروژن لوله
لاو و استینگر برخی نکات مهم در خصوص اکستروژن لوله آلومینیومی بدون درز و مقاطع توخالی را شرح دادند. اکستروژن آلومینیوم مقاطع توخالی در مقایسه با اکستروژن مقاطع توپر، دارای چندین ویژگی تکنیکی است که عبارتند از
به دلیل اینکه فلز باید قبل از رسیدن به اتاقک جوش بر اصطکاک ناشی از سیلان عبور از میان خروجیها غلبه نماید، لذا بار اعمالی در اکستروژن این مقاطع بالاتر است.
به منظور سیلان آسانتر فلز ار میان خروجیها و حصول جوش مناسب در اتاقک جوش، دمای بیلت باید از ٥٠٠ درجه بیشتر باشد. از طرفی دمای محفظه باید نسبتا بالا بوده و نباید بیش از ٥٠ الی ٧٠ درجه کمتر از دمای بیلت باشد. به عبارتی به منظور اکستروژن مطلوب و ایجاد جوشی رضایت بخش، دمای محفظه باید در حدود ٤٥٠ الی ٤٧٠ درجه باشد.
علائم جوش طولی بعد از آندایزینگ، به دلیل اثرات متالورژیکی، ضعیف تر از دیگر مقاطع ظاهر می شوند. با این وجود، جهت اطمینان از مواضع مناسب جوشها باید توجه ویژه ای به طراحی قالب شود.
مقاطع لوله آلومینیومی کوچک با استفاده از قالبهای چند دریچه و چند کاناله تولید میشوند. بطوریکه تعداد کانالها با در نظر گرفتن نسبت اکستروژن هر سوراخ اکسترود پذیری آلیاژ، اندازه پرس و CCD انتخاب میشوند.
فرآیند تولید اکستروژن لوله
- پس از طراحی و ساخت قالب اکستروژن آلومینیوم ، یک بیلت آلومینیوم استوانه ای از آلیاژ آلومینیوم تا 500 درجه سانتیگراد گرم می شود.
- سطح آلومینیوم آغشته به روغن می شود تا از چسبیدن آن به دستگاه اکستروژن جلوگیری شود.
- شمش آلومینیوم که پس از دریافت حرارت تبدیل به خمیر شده، از یک طرف با فشار وارد دستگاه می شود.
- برای جلوگیری از اکسید شدن، نیتروژن بصورت مایع و یا گاز وارد دستگاه می شود تا از ورود جریان هوا جلوگیری کرده و فضای بی تحرک و خنثی درون دستگاه بوجود آید.
- پس از اتمام کار لوله آلومینیومی اکسترود شده توسط خنک کننده ها سخت شده و سپس به بخش کارگاهی منتقل می شود.
- اکستروژن های سخت شده مطابق طول مورد نیاز برش داده می شود.
- امکان ساخت پروفیل های شیاردار یا T شکل با امکان اتصال بدون نیاز به جوش.
پروفیل مبلی با استفاده از لوله آلومینیوم
پروفیل مبلی اکسترود بدون درز برای کاربردهایی که تحت فشار داخلی زیاد است استفاده می شود. فریم صندلی هواپیما پروفیل مبلی و اتصالات نمونه های خوبی میباشند. همچنین این لوله مناسب برای تغییر شکل زیاد هنگام اکستروژن میباشند مانند لوله های خمشی یا میله های اتوبوس. کاربرد دیگر برای مواردی است که نیاز به تحمل بار زیاد میباشند.از نمونه های این نوع می توان به سیلندرهای هیدرولیکی، چوب بیس بال و میل لنگ موتور خودروها اشاره کرد. همچنین هنگامی که ظاهر لوله مهم است، لوله بدون درز را انتخاب کنید. این امر به ویژه در صورتی که لوله بدون درز آنودایز شود ظاهری صاف و یکنواخت ارائه میدهد و برعکس آنادایز برروی لوله درزدار(ساختاری) باعث برجسته شدن بیشتر درزمیشود.
مرحله آخر تولید لوله آلومینیومی
در مرحله آخر برای اکستروژن لوله آلومینیومی و برای بالا بردن درجه سختی آنرا در دمای نسبتا، پایین قرار داده که اصطلاحا به آن عملیات پیرسختی می گویند. جهت استحکام بخشیدن به پروفیل آلومینیوم آلیاژ عملیات حرارتی پذیر از کوره ی ایج استفاده می شود که دمای آن از ١٧٥ تا ٢٠٠ درجه ی سانتی گراد و زمان فرایند متفاوت است. هرچه زمان عملیات بیشتر و دما کمتر باشد هم سختی و هم استحکام،باهم،افزایش می یابد.در صورتی که دما بالا و زمان کمتر باشد،سختی بالا و در عین حال استحکام پایین می باشد. لوله های آلیاژ 6061 به عنوان اجزای ساخت وساز کاملاً مناسب هستند زیرا آلیاژ 6061 مقاومت بالایی در برابر خوردگی ناشی از شرایط محیطی دارد. این آلیاژ همه کاره ترین و کم هزینه ترین آلیاژهای آلومینیوم قابل حرارت است و در مواردی که به ظاهر و مقاومت متوسط نیاز باشد مورد استفاده قرار می گیرد.
اکستروژن لوله و مقاطع توخالی
لوله آلومینیومی و مقاطع توخالی نوع از طریق قالبی که سطح خارجی آنها را شکل می دهد و ماندرلی که در حفره قالب قرار داده شده و سطح داخلی و ضخامت این مقاطع را شکل می دهد، تولید می شوند. روشهای متنوعی برای اکسترود مقاطع توخالی در صنعت مبتنی برای نیازمندیهای محصول و محدودیتهای انواع آلیاژهای آلومینیوم مورد اکسترود وجود دارد که عبارتند از:
لوله آلومینیومی بدون درز: در این روش از یک ماندرل پیچ شده بر روی محور فشاری یا یک ماندرل متحرک کنترل شده مستقل از رام استفاده می شود. این فرآیند معمولا به تولید لوله گرد یا اشکال ساده توخالی محدود شده و برای تولید مقاطع جدار نازک عملی نیست. مقاطع اکسترودی درز جوش: در این روش قالبی با اتاقک جوش بکار برده میشود.
طراحی سنبه برای اکستروژن میله ها و لوله ها
منظور از طراحی سنبه، ارائه شکل، اندازه و استحکام کاری برای آن است، استحکام سنبه پارامتری است که به فشار مخصوصي فرایند بستگی دارد و در اکستروژن نبایستی بیشتر از ١١٠٠ شود. گو اینکه فشارهایی تا ١٣٥٠ در اکستروژن آلیاژهای روي و آلیاژهای آلومینیوم پر استحکام، آلیاژ های نیکل و فولاد به کار میروند.
خرید لوله آلومینیوم
خرید لوله آلومینیوم را میتوانید از تامین کننده لوله آلومینیوم، تولید کنندگان اکستروژن تهیه نمایید. آلومینیوم متداول ترین فلز پس از فولاد است و لوله های آلومینیوم یکی از پرکاربردترین اشکال پروفیل آلومینیوم است. مقاومت بالا ، وزن سبک و مقاومت در برابر زنگ زدگی و خوردگی این فلز ، آن را به گزینه ای عالی برای همه چیز از اتومبیل گرفته تا هیت سینک تبدیل کرده است. لوله های آلومینیومی آنودایزشده یک سطح بسیار سخت را ارائه می دهد که می تواند در برابر خوردگی و تغییر رنگ مقاومت کند. لوله آلومینیوم اکسترود شده محصولی پرمصرف در طیف گسترده ای از اندازه ها میباشد که در صنایع مختلف ساختمان سازی، صنعتی و معماری مورد استفاده قرار میگیرد.
تولید انواع لوله آلومینیومی ساختاری
لوله های ساختاری برای کاربردهایی که نیروهای زیادی اعمال نمی شود مناسب است. ریل و پروفیل آلومینیوم پنجره و فریم بندی دیوارها و سایر کاربردهای معماری و تزئینی نمونه هایی از کاربرد لوله های ساختاری میباشند. فریم های محفظه، چرخ دستی های حمل و محافظ های ماشین نمونه هایی از کاربرد این لوله ها در صنعت میباشند. لوله های ساختاری در در تریلرها و خودروها نیز کاربردهای فروانی دارند.
انواع روش تولید پروفیل آلومینیوم لوله
- اکستروژن بیلت سوراخ شده توسط ماندرل متحرک که مقداری مخروطي نيز هست، استفاده از ماندرل ثابت کمتر است چرا که ابزار تحت سایش زیادی قرار دارد
- اکستروژن بیلت توخالی توسط ماندرل ثابت یا متحرک
- اکستروژن بیلت توپر در قالب های محفظه جوشی
آخرین روش برای تولید پروفیل آلومینیوم لوله های بسیار بلند، از آلیاژهایی که به سادگی به هم جوش می خورند استفاده می شود. برای تولید قطرهای مختلف لوله از ماندرل و قالب قابل تعویض استفاده می شود. لوله هایی که توسط روش اکستروژن بیلت به بیلت تولید می شوند، قابلیت کويل شدن دارند. شیوه استاندارد در تولید و فروش لوله آلومینیومی راهکار اول است، در این حالت. قالب و ماندرل اندکی روانکاری می گردند و در بسیاری موارد توجه خاصی صرف مقدار و نوع رواتنکا ماندرل می شود برای جلوگیری از ایجاد خش بر سطح داخلی لوله های ماندرل پس از هر مرحله تولید با آب، خنک کاری سطحی می شود. اگر از ماندرل متحرک استفاده شود. مقداری مخروطی شدن در طول لوله و نازک شدگی در دیوار های انتهای لوله مشاهده می گردد این مقدار برابر٣/٠ تا ٥/٠ میلیمتر است اين عيب ها در روش کشش سرد حذف می شوند.
پروفیل کرتین وال و ویژگی آلیاژهای 6063
آلیاژ آلومینیوم 6063 اغلب در تولید پروفیل کرتین وال ظاهر می شود که زیبایی را بیش از مقاومت ارزیابی می کنند. این آلیاژ دارای بسیاری از قابلیت های آنودایزاسیون مشابه آلیاژ آلومینیوم 6061 است. انواع آلیاژهای آلومینیوم مختلف وجود دارد. آلومینیوم آلیاژهای قوی با انواع مختلف ترکیبات منیزیم و سیلیسیم تشکیل می دهد. به طور خاص، تولید کنندگان از آلیاژ لوله آلومینیومی 6061 برای بسیاری از کاربردهای با مقاومت متوسط تا بالا به دلیل قابلیت جوشکاری و مقاومت در برابر خوردگی استفاده می کنند. لوله مربع آلومینیومی 6061 نیز به راحتی آنودایز می شود و آن را برای عملیات حرارتی عالی می کند. تولید کنندگان همچنین از آلیاژ لوله مربع آلومینیومی 6063 برای سطوح بسیار صاف استفاده می کنند. از آنجا که فقط حدود نیمی از مقاومت آلیاژ آلومینیوم 6061 را دارد.
قیمت لوله آلومینیومی
قیمت لوله آلومینیومی به عواملی مانند قطرخارجی لوله و ضخامت بستگی دارد. . لوله های آلومینیومی با توجه به وزن سبک آن، حجم بیشتری از لوله را در هر وزن نسبت به فولاد فراهم می کند. بسیاری ازمحصولات از لوله های سبک سود می برند، به ویژه آنهایی که به تحرک نیاز دارند مانند صندلی چرخدار و اثاثیه فضای باز. برای لوله رایج ترین آلیاژهای آلومینیوم 2024، 6003، 5052، 6061، 7075 هستند. عناصر آلیاژی از مس، منگنز، منیزیم، سیلیکون و روی است که به هر آلیاژ ویژگی های فیزیکی و مکانیکی کمی متفاوت می دهد. به عنوان مثال آلیاژ آلومینیومی 6061 به دلیل افزایش جوش پذیری و تحمل فوق العاده آن در برابر خوردگی، سازندگان از لوله آلومینیومی 6061با آلیاژ برای بسیاری از کاربردهای با مقاومت متوسط تا بالا استفاده می کنند. آلومینیوم به دلیل چگالی کم و مقاومت بالا در برابر خوردگی در واستحکام بالا درصنایع حاةزاهمیت است.
لوله آلومینیومی بدون درز در ساختمان سازی چه مزایایی دارد؟
لوله آلومینیومی بدون درز سبک وزن، کار با آن آسان و مقاوم در برابر خوردگی هستند. آنها همچنین غیر مغناطیسی هستند و هدایت حرارتی خوبی دارند. آنها به دلیل ماهیت سبک وزن، مقاومت در برابر خوردگی و دوام خود در ساخت و ساز محبوب هستند و جایگزین مناسبی برای فولاد یا سایر مواد می باشند.
آیا لوله های آلومینیومی ضخیم به اندازه لوله های فولادی استحکام دارند؟
لوله های آلومینیومی معمولاً به استحکام فولاد نیستند، اما نسبت مقاومت به وزن آنها عالی است. آنها می توانند به گونه ای طراحی شوند که ظرفیت باربری مورد نیاز برای بسیاری از کاربردهای ساختمانی را برآورده کنند.
آیا لوله های آلومینیومی نیاز به نگهداری یا حفاظت خاصی در برابر خوردگی دارند؟
لوله های آلومینیومی به دلیل تشکیل یک لایه اکسید محافظ روی سطح خود به طور طبیعی در برابر خوردگی مقاوم هستند. با این حال، در محیط های تهاجمی ممکن است از پوشش های سطحی برای محافظت بیشتر استفاده شود.
