أنبوب الألومنيوم الدائري — حاسبة الوزن

أنبوب دائري من سبائك الألمنيوم: 10 مقاسًا شائعًا مع الكتلة لكل متر، وحاسبة لمقاسك. ويزن الألمنيوم أقل من 35 % من الفولاذ بالمقطع نفسه.

المقاسات الشائعة وكتلة المتر

من أين يأتي الرقم

تُحسب مساحة المقطع بالعلاقة F = π/4 · (D² − (D − 2t)²). وعند ⁦35×2 mm⁩ تساوي 207 mm²، وهو ما يعطي عند كثافة 2.70 g/cm³ مقدار 0.56 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 الأنبوب يدويًا

المعادلة F = π/4 · (D² − (D − 2t)²) تطرح الثقب من الدائرة الممتلئة. وبعد التبسيط تصير F = π · (D − t) · t: المحيط في منتصف الجدار مضروبًا في سُمك الجدار. والصيغتان تعطيان النتيجة نفسها، والثانية أسهل حفظًا.

مثال: أنبوب ⁦50×3⁩، قضيب بطول 6 m.

1. مساحة المقطع: π · ⁦(50 − 3) · 3⁩ = π · ⁦141 ≈ 443 mm²⁩. والتحقّق: π/4 · (⁦2500 − 1936⁩) = π/4 · ⁦564 ≈ 443 mm²⁩.
2. كتلة المتر: ⁦443 × 2.70 / 1000 = 1.196 kg/m⁩.
3. قضيب 6 m: 7.18 kg. ودرابزين من ثلاثة قضبان يزيد قليلًا على 21 kg من الأنابيب.

ومن الصيغة الثانية يتبيّن أنّ الكتلة مع الجدار الرقيق تنمو بنسبة القطر تقريبًا: أنبوب ⁦40×2⁩ يزن 0.645 kg/m، و⁦25×2⁩ يزن 0.390 kg/m. ومضاعفة الجدار تضاعف الكتلة تقريبًا بالضبط، أقلّ قليلًا لأنّ المحيط المتوسّط يصغر.

أنبوب ألمنيوم مقابل أنبوب فولاذ

أنبوب ⁦50×3⁩ يزن من الفولاذ 3.477 kg/m ومن الألمنيوم 1.196 kg/m، أي 0.344 من كتلة الفولاذ. لكنّ الألمنيوم في الانحناء أكثر مرونة بثلاث مرّات (⁦70 000⁩ مقابل ⁦210 000 MPa⁩). وعزم القصور الذاتي للأنبوب رقيق الجدار ينمو مع مكعّب القطر، لكن خطّيًا فقط مع الجدار، ومن هنا القاعدة نفسها التي في الأنبوب المستطيل:

• جدار أسمك بثلاث مرّات بالقطر نفسه — الكتلة ≈ 1.03 من الفولاذ، ويختفي التوفير؛
• قطر أكبر بنحو 1.44 مرّة بالجدار نفسه — الكتلة ≈ 0.50 من الفولاذ.

أنبوب فولاذ Ø50 يُستبدل بأنبوب ألمنيوم Ø⁦70–75⁩ بالجدار نفسه ينحني بالقدر نفسه تقريبًا ويزن نحو النصف. ومع ذلك تحتاج العناصر الحاملة تحقّقًا من المتانة وفق EN 1999-1-1 لا من الانحناء فقط. ولأنابيب الفولاذ حاسبة خاصّة.

سبيكة الأنبوب والكتلة

أنابيب الألمنيوم في الغالب مبثوقة من سبائك السلسلة 6xxx؛ وفي جدول الكثافات بالموقع لكلّ من 6060 و6082 كثافة 2.70 g/cm³، فالجدول أعلاه يصلح بلا تصحيح. أنبوب ⁦50×3⁩ من 5083 (2.66 g/cm³) يزن 1.178 kg/m، ومن 7075 (2.81 g/cm³) 1.245 kg/m. وفرق ⁦1.5–4 %⁩ مهمّ حين تُحاسَب دفعة كبيرة بالكيلوغرام، لا في منشأ منفرد.

لحام أنابيب الألمنيوم

• الوضع. الأنبوب القابل للتدوير يُلحم في الوضع الأفقي مع تدويره باستمرار — أنظم وأسرع من الدوران حول وصلة ثابتة. ورموز أوضاع الأنابيب مشروحة في صفحة أوضاع اللحام.
• النظافة من الداخل. يُزال الأكسيد بفرشاة من الفولاذ المقاوم للصدأ ومن داخل الحافّة أيضًا بقدر ما تصل؛ وطرف الأنبوب المتّسخ طريق مباشر إلى المسامات.
• معدن الإضافة. لسبائك 6xxx يسمّي جدول معادن الإضافة في الموقع ER 4043 أكثر مقاومة للتشقّق الساخن؛ وER 5356 يعطي لحامًا أمتن ويحفظ اللون بعد الأنودة، لكن لا فوق ⁦65 °C⁩.
• جدار ⁦1–2 mm⁩. الأنبوب الرقيق يُثقب بسهولة في آخر اللحام حيث تراكمت الحرارة؛ فيُنجز الختام أسرع أو بتيّار أقلّ.

تفاصيل التقنية في مقالة لحام الألمنيوم. والمقاطع المربّعة والمستطيلة تحسبها صفحة أنبوب الألمنيوم المربّع، وكل الأشكال حاسبة وزن الألمنيوم.

أخطاء شائعة مع الأنابيب

• القطر الاسمي بدل الخارجي. في التمديدات تُسمّى الأنابيب أحيانًا بقطرها الاسمي؛ والمعادلة تحتاج القطر الخارجي المقيس بالقدمة.
• القطر الداخلي في حقل D. 50 داخليًا مع جدار 3 mm تعني 56 خارجيًا — كتلة أكبر بـ12.8 %.
• جدار 1.5 بدل 2. في أنبوب 16 mm الفرق قرابة 30 %؛ ويُتحقّق من الجدار على المقطع لا بالعين.
• أنبوب محسوب كقضيب. قضيب Ø50 يزن 5.301 kg/m — أكثر من أربعة أضعاف أنبوب ⁦50×3⁩.

الكاتب: Dmitry Frolov, لحّام ومصنّع هياكل معدنية آخر تحديث: 27 سبتمبر 2026