Алюминиевый круг — калькулятор массы
Круг из алюминиевых сплавов: 11 ходовых размеров с массой метра и калькулятор под свой размер. Алюминий весит меньше 35 % от стали того же сечения.
Короткий ответ
Масса метра алюминиевого прутка — приблизительно d² · 0,00212 кг (d в миллиметрах): Ø10 весит 0,212 кг/м, Ø20 — 0,848 кг/м, Ø30 — 1,909 кг/м, Ø40 — 3,393 кг/м. Это следует из площади круга π/4 · d² и плотности 2,70 г/см³. Масса растёт с квадратом диаметра, поэтому пруток Ø20 в четыре раза тяжелее Ø10. Отрезок Ø30 длиной 3 м весит 5,73 кг, штанга 6 м — 11,45 кг. Ходовые размеры и масса метра ниже.
Ходовые размеры и масса метра
| Размер, мм | Площадь сечения, мм² | кг/м |
|---|---|---|
| 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 |
Откуда берётся это число
Площадь сечения считается как F = π/4 · d². Для 16 мм это 201 мм², что при плотности 2,70 г/см³ даёт 0,54 кг/м.
Алюминий варят TIG на переменном токе либо полуавтоматом с алюминиевой проволокой; оксидная плёнка плавится около 2050 °C, то есть намного выше самого металла, и её снимают щёткой из нержавейки прямо перед сваркой. Подробности — сварка алюминия.
Как посчитать массу круга вручную
Площадь круга — F = π/4 · d², а после умножения на плотность 2,70 г/см³ остаётся простое правило: масса метра ≈ d² × 0,00212 кг при диаметре в миллиметрах. Коэффициент 0,00212 — это просто π/4 × 2,70 / 1000.
Пример: круг Ø30, отрезок 3 м.
- Площадь сечения: π/4 · 30² = π/4 · 900 ≈ 707 мм².
- Масса метра: 707 × 2,70 / 1000 = 1,909 кг/м (или 900 × 0,00212 = 1,908 — то же число с точностью до округления).
- Отрезок 3 м: 5,73 кг; хлыст 6 м — 11,45 кг.
Главное свойство круга: масса растёт с квадратом диаметра. Ø10 весит 0,212 кг/м, Ø20 — вчетверо больше, 0,848 кг/м, Ø40 — в шестнадцать раз больше, 3,393 кг/м. «Чуть толще» быстро превращается в «намного тяжелее»: Ø50 — это уже 5,301 кг/м.
Заготовки под токарку: сколько металла купить и сколько уйдёт в стружку
Алюминиевый круг чаще всего берут на точёные и фрезерованные детали. Тогда считают две массы: заготовки (её покупают) и готовой детали (её продают или ставят). Разница — стружка.
- Диск Ø50 × 20 мм: π/4 · 2500 · 20 ≈ 39 270 мм³ → 0,106 кг.
- Проточка Ø50 → Ø40 на 100 мм: π/4 · (2500 − 1600) · 100 ≈ 70 690 мм³ → около 0,19 кг стружки.
- Припуск по длине: к каждой детали прибавляют ширину реза и подрезку торца; для коротких деталей из длинного хлыста это удобно посчитать картой раскроя.
Алюминиевая стружка имеет ломовую стоимость, поэтому в крупных сериях её масса идёт в калькуляцию как возврат, а не только как потеря.
Алюминиевый круг против стального
Круг Ø30 из стали весит 5,549 кг/м, из алюминия — 1,909 кг/м (0,344 массы). Жёсткость круга на изгиб растёт с четвёртой степенью диаметра, а у алюминия модуль упругости втрое меньше, чем у стали (70 000 против 210 000 МПа). Чтобы алюминиевый круг прогибался как стальной, диаметр нужно увеличить на корень четвёртой степени из 3, то есть примерно в 1,32 раза, — стальному Ø30 соответствует примерно алюминиевый Ø40. Масса выйдет около 0,60 стальной: выигрыш меньше, чем у трубы, потому что сплошное сечение хуже использует металл. Там, где важна жёсткость при малой массе, лучше алюминиевая труба.
Сплавы круга
Прессованный и тянутый круг делают в том числе из сплавов 6xxx (6060, 6082 — по 2,70 г/см³ в таблице плотностей сайта). На нагруженные детали идёт и 7075: таблица описывает его как авиационный сплав для нагруженных деталей, который не сваривается. Его плотность 2,81 г/см³, так что круг Ø30 из 7075 весит 1,986 кг/м, на 4,1 % больше, чем по таблице выше. При заказе круга 7075 под токарку стоит считать именно по этой плотности — на нескольких десятках килограммов разница уже заметна.
Сварка круга
- 7075 не варится. Если круг будут варить, проверьте сплав до заказа — 6xxx да, 7075 нет.
- Круг к листу. Угловой шов вокруг круга имеет длину π · d: для Ø30 это 94 мм. Толстый круг забирает много тепла, поэтому дугу направляют на круг, а не на тонкий лист.
- Круги встык. На больших диаметрах торцы разделывают на конус, чтобы шов проварил середину; круг Ø30 без разделки в середине останется с непроваром.
- Присадка. Для сплавов 6xxx таблица присадок сайта называет ER 4043, а ER 5356 — там, где нужна повышенная прочность или цвет после анодирования (не выше 65 °C).
Технику сварки описывает страница о сварке алюминия, а все формы считает калькулятор массы алюминия.
Типичные ошибки с кругом
- Радиус вместо диаметра. 15 вместо 30 даёт результат вчетверо меньше.
- d² без π/4. Квадрат вместо круга завышает массу на 27 %.
- Шестигранник как круг. Площадь 0,866 · s² — примерно на 10 % больше круга диаметром s.
- Масса готовой детали вместо заготовки. Покупают круг, а не деталь — для заказа берите диаметр и длину до обработки.
Частые вопросы
Зависит ли масса от сплава?
Незначительно. Плотность алюминиевых сплавов лежит между 2,66 и 2,80 г/см³, а в торговых расчётах принимают 2,70. Разница на целой пачке материала меньше прокатного допуска, так что для сметы и перевозки 2,70 достаточно.
Почему результат расходится с весом на складе?
Потому что допуск по размеру работает в обе стороны, и листы с профилями редко имеют ровно номинальную толщину. На тонкой стенке расхождение доходит до нескольких процентов — при заказе на тонны считайте с запасом.
Как посчитать массу диска или заготовки под токарку?
Объём на плотность: π/4 · d² · длина · 2,70 г/см³. Диск Ø50 толщиной 20 мм — это π/4 · 2500 · 20 ≈ 39 270 мм³, то есть около 0,106 кг. Стружку считают так же, по разнице диаметров: проточка Ø50 до Ø40 на длине 100 мм снимает около 0,19 кг металла.
Можно ли этим калькулятором посчитать шестигранник?
Не напрямую. Шестигранник с размером под ключ s имеет площадь 0,866 · s², примерно на 10 % больше круга диаметром s. Шестигранник 30 мм — это 0,866 · 900 ≈ 779 мм² и около 2,10 кг/м, а не 1,909 кг/м, как круг Ø30.
Обновлено: