زاوية الألومنيوم — حاسبة الوزن
زاوية من سبائك الألمنيوم: 9 من المقاسات الشائعة مع الكتلة لكل متر، وحاسبة لمقاسك. ويزن الألمنيوم أقل من 35 % من الفولاذ بالمقطع نفسه.
الجواب المختصر
كتلة زاوية الألمنيوم = مساحة المقطع × 2.70 g/cm³: الزاوية 30×30×3 mm تزن 0.462 kg/m، والزاوية 40×40×3 mm تزن 0.624 kg/m، والزاوية 50×50×5 mm تزن 1.28 kg/m. فالقضيب بطول 6 m من 40×40×3 mm يزن نحو 3.74 kg. ويزن الألمنيوم أقل من 35 % من زاوية فولاذية بالمقطع نفسه. وكتل المقاسات الشائعة في الجدول أدناه.
المقاسات الشائعة وكتلة المتر
| المقاس، mm | مساحة المقطع، mm² | kg/m |
|---|---|---|
| 15×15×2 | 56 | 0.15 |
| 20×20×2 | 76 | 0.21 |
| 25×25×2 | 96 | 0.26 |
| 30×30×3 | 171 | 0.46 |
| 35×35×3 | 201 | 0.54 |
| 40×40×3 | 231 | 0.62 |
| 50×50×4 | 384 | 1.04 |
| 60×60×5 | 575 | 1.55 |
| 80×80×6 | 924 | 2.49 |
من أين يأتي الرقم
تُحسب مساحة المقطع بالعلاقة F = (a + b − t) · t. وعند 35×35×3 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 الزاوية يدويًا
الزاوية جناحان بسُمك t يتراكبان في الركن بمربّع t × t. ومن هنا المعادلة F = (a + b − t) · t: مجموع الجناحين في السُّمك، ناقص المربّع المحسوب مرّتين. وأشيع خطأ نسيان هذا الطرح: a·t + b·t يضخّم المقطع بنسبة t / (a + b − t)، أي 3.9 % في 40×40×3.
مثال: زاوية 40×40×3، قضيب بطول 6 m.
- مساحة المقطع: (40 + 40 − 3) · 3 = 77 · 3 = 231 mm².
- كتلة المتر: 231 × 2.70 / 1000 = 0.624 kg/m.
- قضيب 6 m: 3.74 kg.
وتبيّن المعادلة أيضًا أنّ الكتلة يهمّها مجموع الجناحين لا نسبتهما: زاوية غير متساوية 50×30×3 لها بالضبط 231 mm² كالزاوية 40×40×3. وهما تعملان في المنشأ بشكل مختلف، لكنّهما على الميزان وفي التسعير متبادلتان.
مثال: إطار من الزاوية
إطار 1000×600 mm من زاوية 30×30×3 (من الجدول أعلاه: 171 mm² و0.46 kg/m، وبدقّة 0.462):
- المحيط: 2 · (1000 + 600) = 3200 mm.
- الكتلة: 3.2 × 0.462 ≈ 1.48 kg — بلا لحامات ولا براغٍ ولا صفائح ركنية.
- من قضيب 6 m يخرج إطار واحد مع فائض؛ وعشرة إطارات تحتاج 32 m، أي ستّة قضبان — والتوزيع الدقيق مع الشقوق تعطيه خطّة القصّ.
والإطار من زاوية فولاذ بالمقاس نفسه يزن أكثر بـ2.91 مرّة، نحو 4.3 kg. وفي إطارات الحواجز والأغلفة والرفوف هذا الفرق بالذات هو ما يرجّح الألمنيوم عادةً.
زاوية ألمنيوم مقابل زاوية فولاذ
زاوية 40×40×3 تزن من الفولاذ 1.813 kg/m ومن الألمنيوم 0.624 kg/m (0.344 من الكتلة). لكنّ الزاوية مقطع مفتوح غير متماثل: في الانحناء والضغط تلتوي بسهولة، ومعامل مرونة الألمنيوم ثلث معامل الفولاذ (70 000 مقابل 210 000 MPa). وحيث تحمل الزاوية حملًا لا يكفي عادةً استبدال الفولاذ بالألمنيوم «مقاسًا بمقاس» — يلزم مقطع أكبر أو مقطع مغلق، وهو بالكتلة نفسها أصلب كثيرًا في الالتواء. ومقارنة الكتلة للأنابيب تشرحها صفحة أنبوب الألمنيوم المربّع.
سبائك الزوايا
تُبثق زوايا الألمنيوم عادةً من سبائك 6xxx؛ ولكلّ من 6060 و6082 كثافة 2.70 g/cm³ في جدول الكثافات بالموقع، فالكتل أعلاه تنطبق عليهما. وزاوية 40×40×3 من 7075 تزن 0.649 kg/m (+4.1 %)، ومن 5083 0.614 kg/m. أمّا الزوايا المثنيّة من اللوح فقد تكون من 5754 أو 1050A (2.67 و2.70 g/cm³) — والفرق عن الجدول أقلّ من 1 %.
لحام الزوايا
- حافّة الجناح. اللحام الركني الملاصق لحافّة جناح رقيق يذيب الحافّة بسهولة — وجّه القوس أكثر نحو القطعة الأسمك.
- زاوية على لوح. اللوح السميك يسحب الحرارة أسرع من جناح الزاوية، فيميل اللحام إلى عدم الانصهار من جهة اللوح وإلى الثقب من جهة الزاوية.
- معدن الإضافة. لسبائك 6xxx يسمّي جدول معادن الإضافة في الموقع ER 4043 أكثر مقاومة للتشقّق الساخن، وER 5356 أمتن ويثبت لونه بعد الأنودة (لا فوق 65 °C).
- التشوّه. لحام طويل على امتداد الجناح يقوّس الزاوية؛ الحم على مقاطع متناوبًا بين الجهتين.
التقنية كاملة في صفحة لحام الألمنيوم، وكل الأشكال تحسبها حاسبة وزن الألمنيوم. وللشريط المسطّح — «الزاوية المفرودة» — صفحته: شريط الألمنيوم.
أخطاء شائعة مع الزاوية
- ترتيب الأبعاد. 40×40×3 تعني جناحين 40 و40 وسُمكًا 3؛ وإدخال 3 جناحًا يعطي نتيجة بلا معنى.
- عدم طرح الركن. a·t + b·t بدل (a + b − t)·t — بضعة بالمئة زائدة في كل بند.
- البُعد الداخلي للجناح. يُقاس الجناح من الخارج، من الركن إلى الحافّة.
- جدول زاوية الفولاذ نموذجًا. جداول الفولاذ تُدخل أنصاف أقطار الدرفلة في الكتلة؛ وللألمنيوم خذ المعادلة أو دليل المصنّع.
أسئلة متكرّرة
هل يتغيّر الوزن بتغيّر السبيكة؟
قليلًا جدًّا. كثافة سبائك الألومنيوم بين 2.66 و2.81 g/cm³، وفي الحسابات التجارية تُؤخذ 2.70. وعلى منصّة كاملة يكون الفرق أصغر من سماحية الأبعاد، 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 بالوزن فاحسب بهامش.
هل تُحسب الزاوية المثنيّة من اللوح كالزاوية المبثوقة؟
تقريبًا. للزاوية المثنيّة قوس في الركن بدل الحافّة الحادّة، فمقطعها الحقيقي أصغر قليلًا من (a + b − t) · t. وفي اللوح الرقيق الفرق لا يُذكر؛ والنتيجة أعلى قليلًا، وهذا آمن عند الطلب.
كم يزن إطار من زاوية الألمنيوم؟
محيط الإطار مضروبًا في كتلة المتر. إطار 1000×600 من زاوية 30×30×3 يساوي 3.2 m × 0.462 kg/m ≈ 1.48 kg بلا لحامات ولا مثبّتات. وإن قُصّت الأركان مائلة فطول قصّ كل ضلع يساوي البُعد الخارجي للإطار.
آخر تحديث: