قضيب الألومنيوم الدائري — حاسبة الوزن
قضيب دائري من سبائك الألمنيوم: 11 مقاسًا شائعًا مع الكتلة لكل متر، وحاسبة لمقاسك. ويزن الألمنيوم أقل من 35 % من الفولاذ بالمقطع نفسه.
المقاسات الشائعة وكتلة المتر
| المقاس، mm | مساحة المقطع، mm² | kg/m |
|---|---|---|
| 6 | 28 | 0.08 |
| 8 | 50 | 0.14 |
| 10 | 79 | 0.21 |
| 12 | 113 | 0.31 |
| 14 | 154 | 0.42 |
| 16 | 201 | 0.54 |
| 20 | 314 | 0.85 |
| 25 | 491 | 1.33 |
| 30 | 707 | 1.91 |
| 40 | 1 257 | 3.39 |
| 50 | 1 963 | 5.30 |
من أين يأتي الرقم
تُحسب مساحة المقطع بالعلاقة F = π/4 · d². وعند 16 mm تساوي 201 mm²، وهو ما يعطي عند كثافة 2.70 g/cm³ مقدار 0.54 kg/m.
يُلحم الألومنيوم بطريقة TIG على التيار المتردّد أو بطريقة MIG مع سلك ألومنيوم؛ وطبقة الأكسيد تنصهر عند نحو 2050 °C، أعلى بكثير من المعدن نفسه، ويجب إزالتها بفرشاة من الفولاذ المقاوم للصدأ قبل اللحام مباشرة. التفاصيل في لحام الألومنيوم.
كيف تحسب كتلة القضيب الدائري يدويًا
مساحة الدائرة F = π/4 · d²، وبعد الضرب في الكثافة 2.70 g/cm³ تبقى قاعدة بسيطة: كتلة المتر ≈ d² × 0.00212 kg والقطر بالمليمتر. والمعامل 0.00212 ما هو إلا π/4 × 2.70 / 1000.
مثال: قضيب Ø30، قطعة بطول 3 m.
- مساحة المقطع: π/4 · 30² = π/4 · 900 ≈ 707 mm².
- كتلة المتر: 707 × 2.70 / 1000 = 1.909 kg/m (أو 900 × 0.00212 = 1.908 — الرقم نفسه حتى التقريب).
- قطعة 3 m: 5.73 kg؛ وقضيب 6 m: 11.45 kg.
أهمّ خاصّية للقضيب الدائري: الكتلة تنمو مع مربّع القطر. Ø10 يزن 0.212 kg/m، وØ20 أربعة أضعافه 0.848 kg/m، وØ40 ستّة عشر ضعفًا 3.393 kg/m. و«أسمك قليلًا» يصير سريعًا «أثقل كثيرًا»: Ø50 يزن 5.301 kg/m.
خامات الخراطة: كم تشتري وكم يذهب رايشًا
يُشترى قضيب الألمنيوم الدائري غالبًا لقطع مخروطة ومفرّزة. وعندها تهمّ كتلتان: كتلة الخامة (ما تشتريه) وكتلة القطعة الجاهزة (ما تبيعه أو تركّبه). والفرق رايش.
- قرص Ø50 × 20 mm: π/4 · 2500 · 20 ≈ 39 270 mm³ ← 0.106 kg.
- خراطة Ø50 → Ø40 على 100 mm: π/4 · (2500 − 1600) · 100 ≈ 70 690 mm³ ← نحو 0.19 kg من الرايش.
- سماح الطول: يُضاف إلى كل قطعة عرض القصّ وتسوية الوجه؛ وللقطع القصيرة من قضيب طويل تحسب ذلك خطّة القصّ.
ولرايش الألمنيوم قيمة خردة، لذا تدخل كتلته في التكاليف في السلاسل الكبيرة استرجاعًا لا خسارة فقط.
قضيب ألمنيوم مقابل قضيب فولاذ
قضيب Ø30 يزن من الفولاذ 5.549 kg/m ومن الألمنيوم 1.909 kg/m (0.344 من الكتلة). وصلابة القضيب الدائري في الانحناء تنمو مع القوّة الرابعة للقطر، ومعامل مرونة الألمنيوم ثلث معامل الفولاذ (70 000 مقابل 210 000 MPa). ولكي ينحني قضيب الألمنيوم كقضيب الفولاذ يجب أن يكبر القطر بالجذر الرابع للعدد 3، أي نحو 1.32 مرّة — فقضيب فولاذ Ø30 يقابله تقريبًا قضيب ألمنيوم Ø40. وتكون الكتلة عندئذٍ نحو 0.60 من الفولاذ: توفير أقلّ من الأنبوب لأنّ المقطع المصمت يستغلّ المعدن أسوأ. وحيث تهمّ الصلابة مع كتلة قليلة يكون أنبوب الألمنيوم الدائري أفضل.
سبائك القضبان الدائرية
تُصنع القضبان المبثوقة والمسحوبة من سبائك منها 6xxx (6060 و6082 — 2.70 g/cm³ لكلّ منهما في جدول الكثافات بالموقع). وللقطع شديدة التحميل تُستعمل أيضًا 7075: يصفها الجدول بأنّها سبيكة طيران للقطع المحمّلة وغير قابلة للّحام. كثافتها 2.81 g/cm³، فقضيب Ø30 منها يزن 1.986 kg/m، أي أكثر بـ4.1 % من الجدول أعلاه. وعند طلب قضبان 7075 للتشغيل احسب بهذه الكثافة، فالفرق يظهر مع بضع عشرات من الكيلوغرامات.
لحام القضبان الدائرية
- 7075 لا تُلحم. إن كان القضيب سيُلحم فتحقّق من السبيكة قبل الطلب — 6xxx نعم، 7075 لا.
- قضيب على لوح. اللحام الركني حول القضيب طوله π · d: 94 mm للقضيب Ø30. والقضيب السميك يسحب حرارة كثيرة، فوجّه القوس إلى القضيب لا إلى اللوح الرقيق.
- قضبان تناكبيًا. في الأقطار الكبيرة تُشطف الأطراف مخروطيًا ليصل اللحام إلى الوسط؛ وقضيب Ø30 بلا تجهيز يبقى في وسطه نقص نفاذ.
- معدن الإضافة. لسبائك 6xxx يشير جدول معادن الإضافة في الموقع إلى ER 4043، وإلى ER 5356 حيث تلزم متانة أعلى أو لون بعد الأنودة (لا فوق 65 °C).
تقنية اللحام في صفحة لحام الألمنيوم، وكل الأشكال تحسبها حاسبة وزن الألمنيوم.
أخطاء شائعة مع القضيب الدائري
- نصف القطر بدل القطر. إدخال 15 بدل 30 يعطي نتيجة أصغر بأربع مرّات.
- d² بلا π/4. المربّع بدل الدائرة يضخّم الكتلة بـ27 %.
- السداسي كالدائري. المساحة 0.866 · s² أكبر بنحو 10 % من دائرة قطرها s.
- كتلة القطعة الجاهزة بدل الخامة. يُشترى القضيب لا القطعة — اطلب بالقطر والطول قبل التشغيل.
أسئلة متكرّرة
هل يتغيّر الوزن بتغيّر السبيكة؟
قليلًا جدًّا. كثافة سبائك الألومنيوم بين 2.66 و2.80 g/cm³، وفي الحسابات التجارية تُؤخذ 2.70. وعلى منصّة كاملة يكون الفرق أصغر من سماحية الدرفلة، فتكفي 2.70 للتسعير والنقل.
لماذا يختلف الناتج عن الوزن في المستودع؟
لأن السماحية البُعدية تعمل في الاتّجاهين، ونادرًا ما يكون للوح أو القطاع السُّمك الاسمي بالضبط. وفي الجدار الرقيق يبلغ الفرق بضعة في المئة — فإذا طلبت بالأطنان فاحسب بهامش.
كيف أحسب كتلة قرص أو خامة للخراطة؟
الحجم في الكثافة: π/4 · d² · L · 2.70 g/cm³. قرص Ø50 بسُمك 20 mm حجمه π/4 · 2500 · 20 ≈ 39 270 mm³، أي نحو 0.106 kg. والرايش يُحسب بالطريقة نفسها من فرق القطرين: خراطة Ø50 إلى Ø40 على طول 100 mm تزيل نحو 0.19 kg.
هل تصلح هذه الحاسبة للقضيب السداسي؟
ليس مباشرةً. السداسي بفتحة مفتاح s مساحته 0.866 · s²، أي أكثر بنحو 10 % من دائرة قطرها s. فالقضيب السداسي 30 mm مساحته 0.866 · 900 ≈ 779 mm² وكتلته نحو 2.10 kg/m، لا 1.909 kg/m كالقضيب الدائري Ø30.
آخر تحديث: