Алюминиевая профильная труба — калькулятор массы
Труба профильная из алюминиевых сплавов: 12 ходовых размеров с массой метра и калькулятор под свой размер. Алюминий весит меньше 35 % от стали того же сечения.
Короткий ответ
Масса метра алюминиевой профильной трубы — это сечение, умноженное на плотность 2,70 г/см³; сечение F = 2·t·(a + b − 2t). Примеры на метр: 20×20×2 — 0,39 кг, 40×40×3 — 1,20 кг, 60×40×3 — 1,52 кг, 60×60×3 — 1,85 кг, 80×80×4 — 3,28 кг. Такая же труба 60×40×3 из стали весит 4,43 кг/м, то есть алюминий — 0,344 её массы. Таблица 12 размеров ниже.
Ходовые размеры и масса метра
| Размер, мм | Площадь сечения, мм² | кг/м |
|---|---|---|
| 15×15×2 | 104 | 0,28 |
| 20×20×2 | 144 | 0,39 |
| 25×25×2 | 184 | 0,50 |
| 30×30×2 | 224 | 0,60 |
| 40×20×2 | 224 | 0,60 |
| 40×40×2 | 304 | 0,82 |
| 40×40×3 | 444 | 1,20 |
| 50×30×2 | 304 | 0,82 |
| 50×50×3 | 564 | 1,52 |
| 60×40×3 | 564 | 1,52 |
| 60×60×3 | 684 | 1,85 |
| 80×80×4 | 1 216 | 3,28 |
Откуда берётся это число
Площадь сечения считается как F = a·b − (a − 2t)·(b − 2t). Для 40×40×3 мм это 444 мм², что при плотности 2,70 г/см³ даёт 1,20 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 профильной трубы вручную
Формула F = a·b − (a − 2t)·(b − 2t) вычитает пустую середину из полного прямоугольника. После раскрытия скобок её можно записать проще: F = 2·t·(a + b − 2t), то есть периметр по середине стенки, умноженный на толщину стенки. Вторая запись удобнее для счёта в уме.
Пример: труба 60×40×3, хлыст 6 м.
- Площадь сечения: 2 · 3 · (60 + 40 − 6) = 6 · 94 = 564 мм². Проверка первой формулой: 2400 − 54·34 = 2400 − 1836 = 564 мм².
- Масса метра: 564 × 2,70 / 1000 = 1,523 кг/м.
- Хлыст 6 м: 1,523 × 6 = 9,14 кг. Пачка из 20 хлыстов — около 183 кг, это стоит учесть при разгрузке.
Из второй записи видно и то, почему стенка влияет сильнее всего: труба 80×80×4 имеет сечение 1216 мм² и весит 3,283 кг/м, а со стенкой 2 мм весила бы немногим больше половины. Наружные размеры меняют массу линейно, стенка — тоже линейно, но меняется обычно скачком на целый миллиметр, что для тонких профилей означает десятки процентов.
Алюминиевая труба против стальной: сколько реально выигрываете
Та же труба 60×40×3 из стали весит 4,427 кг/м, из алюминия — 1,523 кг/м, это 0,344 массы стальной. Но та же труба из алюминия втрое податливее на изгиб: модуль упругости алюминия — 70 000 МПа, стали — 210 000 МПа. Наверстать это можно двумя способами, и по массе они сильно различаются:
- Толще стенка при тех же размерах. Жёсткость тонкостенного профиля растёт примерно пропорционально стенке, значит, её понадобилось бы втрое больше. Масса вышла бы почти как у стали (3 × 0,344 ≈ 1,03) — выигрыша нет.
- Больше наружные размеры при той же стенке. Жёсткость растёт с кубом размера, так что сечение достаточно увеличить примерно в 1,44 раза. Масса тогда около половины стальной (1,44 × 0,344 ≈ 0,50).
Практический вывод: меняя сталь на алюминий в раме, берите профиль больше, а не толще. Это расчёт на прогиб; несущую способность конструктивных элементов считает конструктор по EN 1999-1-1. Ту же зависимость для листа разбирает калькулятор алюминиевого листа.
Из какого сплава делают профильные трубы
Профильные трубы — прессованные изделия, чаще всего из сплавов серии 6xxx. В таблице плотностей сайта 6060 описан как сплав для прессованных профилей и лёгких конструкций, 6082 — для конструкционных профилей и плит повышенной прочности; у обоих плотность 2,70 г/см³, так что таблица выше подходит им без поправок. Разницу даёт только сплав вне этой серии: труба 60×40×3 из 7075 (2,81 г/см³) весила бы 1,585 кг/м, на 4,1 % больше, — но 7075 в таблице отмечен как несвариваемый, для сварных рам он не годится.
Сварка профильных труб: на что обратить внимание
- Тонкая стенка и прожоги. Трубы со стенкой 2 мм обычно варят TIG на переменном токе; алюминий быстро отводит тепло, а потом резко перегревается, и на углу профиля легко прожечь.
- Присадка для сплава 6xxx. По таблице присадок сайта ER 4043 лучше переносит горячие трещины на сплавах 6xxx, ER 5356 даёт более прочный шов и держит цвет после анодирования, но не рекомендуется для работы выше 65 °C.
- Оксид. Щётка из нержавейки непосредственно перед сваркой, в том числе с внутренней стороны кромки, если труба резана на ус.
- Разупрочнение у шва. Сплавы 6xxx теряют прочность в зоне термического влияния — в несущих конструкциях это учитывает проект.
Всю технику — ток, газ, подготовку — описывает страница о сварке алюминия, а все формы сразу считает калькулятор массы алюминия. У круглых труб своя страница: алюминиевая труба.
Типичные ошибки с профильной трубой
- Внутренний размер вместо наружного. Профильные трубы обозначают наружными размерами; 40×40×2 — это 40 мм снаружи, а не в свету.
- Углы считаются острыми. У реальных труб углы скруглены, поэтому их сечение чуть меньше, чем по формуле, — результат выходит с небольшим плюсом, для сметы это безопасно.
- Стенка на глаз. Труба 40×40×3 весит почти в полтора раза больше, чем 40×40×2 (444 против 304 мм²); измерьте штангенциркулем до заказа.
- Плотность стали в калькуляторе. Результат в 2,91 раза больше выдаёт, что поле «материал» осталось на стали.
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.
Почему труба 40×40×2 весит столько же, сколько 50×30×2?
Потому что площадь сечения профильной трубы зависит от периметра и стенки, а не от соотношения сторон: 2·t·(a + b − 2t). У обеих сумма сторон 80 мм и стенка 2 мм, значит у обеих 304 мм² и 0,821 кг/м. Различаются они жёсткостью, а не массой.
Профиль с пазом считается по той же формуле?
Нет. У системных профилей есть пазы, камеры и рёбра, которые формула по наружным размерам не передаст. Их массу берут из каталожного листа производителя или из площади сечения A: кг/м = A[см²] × 0,27.
Обновлено: