Алюминиевый швеллер: сортамент, параметры и применение в конструкциях
Алюминиевый швеллер профильный прокат П-образного сечения, изготавливаемый методом горячей прессовки или холодного деформирования из алюминиевых сплавов. Применяется в несущих и ограждающих конструкциях, где требуется сочетание высокой удельной прочности и коррозионной стойкости. В отличие от стального аналога, алюминиевый швеллер имеет меньшую массу при сопоставимой жесткости на изгиб, что критично для снижения нагрузок на фундаменты и опорные элементы.
Технические характеристики и сортамент
Геометрия профиля регламентируется ГОСТ 13623-90 и ТУ производителей. Основные параметры: высота стенки (h), ширина полки (b), толщина стенки (s) и толщина полки (t). Для горячепрессованных швеллеров из сплавов АД31, АД33, 6060 и 6063 характерны следующие диапазоны:
- высота стенки от 20 до 300 мм;
- ширина полки от 15 до 100 мм;
- толщина стенки от 1,5 до 10 мм;
- длина мерных отрезков от 2 до 12 м.
Механические свойства зависят от термической обработки (Т1, Т5, Т6). Предел прочности на растяжение для сплава 6060 в состоянии Т6 составляет от 190 до 240 МПа, предел текучести от 150 до 190 МПа. Твердость по Бринеллю от 60 до 80 HB.
| Марка сплава | Состояние поставки | Предел прочности, МПа | Предел текучести, МПа | Относительное удлинение, % |
|---|---|---|---|---|
| АД31 | Т1 | от 150 до 180 | от 100 до 130 | от 10 до 14 |
| 6060 | Т6 | от 190 до 240 | от 150 до 190 | от 8 до 12 |
| 6063 | Т5 | от 170 до 210 | от 130 до 170 | от 9 до 13 |
Области применения в промышленности
Алюминиевый швеллер востребован в машиностроении, судостроении, вагоностроении и строительстве. Конкретные сценарии использования:
- несущие каркасы транспортных средств (рамы автобусов, кузова грузовиков);
- опорные конструкции конвейерных линий и рольгангов;
- элементы ограждений и перил на объектах пищевой и химической промышленности;
- направляющие для подъемно-транспортного оборудования (тельферы, краны-балки);
- каркасы светопрозрачных фасадов и витражных систем.
В условиях агрессивных сред (морская вода, кислотные пары) швеллер из сплава 6063 с анодно-оксидным покрытием демонстрирует срок службы до 25 лет без потери несущей способности.
Преимущества перед стальным профилем
Основные инженерные отличия алюминиевого швеллера от стального:
- плотность 2,7 г/см (в 3,3 раза легче стали);
- коррозионная стойкость не требует окраски и цинкования;
- обрабатываемость легко режется, сверлится и сваривается аргонодуговой сваркой;
- электропроводность до 35 МСм/м (используется в токопроводящих шинах).
При проектировании конструкций с равной жесткостью на изгиб масса алюминиевого швеллера составляет от 30 до 40 % от массы стального аналога.
Вопросы и ответы
Какие сплавы используются для производства алюминиевого швеллера?
Наиболее распространены сплавы АД31, 6060 и 6063. Для конструкций с повышенными требованиями к прочности применяют сплавы 6082 и 7020.
Какой ГОСТ регламентирует размеры алюминиевого швеллера?
Основные размеры и допуски установлены ГОСТ 13623-90. Для импортных профилей действуют стандарты EN 755 и ASTM B221.
Можно ли сваривать алюминиевый швеллер?
Да, сварка выполняется аргонодуговым методом (TIG) с использованием присадочной проволоки из сплава ER4043 или ER5356. Прочность сварного шва составляет от 70 до 90 % от основного металла.
Чем отличается горячепрессованный швеллер от холоднодеформированного?
Горячепрессованный профиль имеет более точную геометрию и однородную структуру, холоднодеформированный более высокую твердость поверхности за счет наклепа.