روش‌های نشست برای پروفیل‌های آلومینیومی مورد استفاده در ساخت و ساز عموماً شامل وزن کردن نشست و نشست نظری است. نشست وزنی شامل وزن کردن محصولات پروفیل آلومینیومی، از جمله مواد بسته‌بندی، و محاسبه پرداخت بر اساس وزن واقعی ضربدر قیمت هر تن است. نشست نظری با ضرب کردن وزن نظری پروفیل‌ها در قیمت هر تن محاسبه می‌شود.
در طول نشست توزین، بین وزن واقعی وزن شده و وزن محاسبه شده به صورت تئوری تفاوت وجود دارد. دلایل متعددی برای این تفاوت وجود دارد. این مقاله عمدتاً تفاوت‌های وزنی ناشی از سه عامل را تجزیه و تحلیل می‌کند: تفاوت در ضخامت ماده پایه پروفیل‌های آلومینیومی، تفاوت در لایه‌های عملیات سطحی و تغییرات در مواد بسته‌بندی. این مقاله در مورد چگونگی کنترل این عوامل برای به حداقل رساندن انحرافات بحث می‌کند.
۱. اختلاف وزن ناشی از تغییرات ضخامت ماده پایه
بین ضخامت واقعی و ضخامت تئوری پروفیل‌ها تفاوت‌هایی وجود دارد که منجر به اختلاف بین وزن وزن شده و وزن تئوری می‌شود.
۱.۱ محاسبه وزن بر اساس واریانس ضخامت
طبق استاندارد چینی GB/T5237.1، برای پروفیل‌هایی با دایره خارجی کمتر از 100 میلی‌متر و ضخامت اسمی کمتر از 3.0 میلی‌متر، انحراف با دقت بالا ±0.13 میلی‌متر است. به عنوان مثال، با در نظر گرفتن یک پروفیل قاب پنجره با ضخامت 1.4 میلی‌متر، وزن نظری هر متر 1.038 کیلوگرم بر متر مربع است. با انحراف مثبت 0.13 میلی‌متر، وزن هر متر 1.093 کیلوگرم بر متر مربع است که اختلافی معادل 0.055 کیلوگرم بر متر مربع را نشان می‌دهد. با انحراف منفی 0.13 میلی‌متر، وزن هر متر 0.982 کیلوگرم بر متر مربع است که اختلافی معادل 0.056 کیلوگرم بر متر مربع را نشان می‌دهد. با محاسبه برای 963 متر، اختلافی معادل 53 کیلوگرم بر تن وجود دارد، به شکل 1 مراجعه کنید.
لازم به ذکر است که این تصویر فقط واریانس ضخامت مقطع با ضخامت اسمی ۱.۴ میلی‌متر را در نظر می‌گیرد. اگر تمام واریانس‌های ضخامت در نظر گرفته شوند، اختلاف بین وزن وزنی و وزن نظری ۰.۱۳/۱.۴*۱۰۰۰=۹۳ کیلوگرم خواهد بود. وجود واریانس در ضخامت ماده پایه پروفیل‌های آلومینیومی، اختلاف بین وزن وزنی و وزن نظری را تعیین می‌کند. هرچه ضخامت واقعی به ضخامت نظری نزدیک‌تر باشد، وزن وزنی به وزن نظری نزدیک‌تر است. در طول تولید پروفیل‌های آلومینیومی، ضخامت به تدریج افزایش می‌یابد. به عبارت دیگر، وزن وزنی محصولات تولید شده توسط همان مجموعه قالب‌ها، ابتدا سبک‌تر از وزن نظری است، سپس یکسان می‌شود و بعداً سنگین‌تر از وزن نظری می‌شود.
۱.۲ روش‌های کنترل انحرافات
کیفیت قالب‌های پروفیل آلومینیومی عامل اساسی در کنترل وزن هر متر پروفیل است. اولاً، لازم است که تسمه کاری و ابعاد پردازش قالب‌ها به طور دقیق کنترل شوند تا ضخامت خروجی مطابق با الزامات باشد، با دقتی در محدوده 0.05 میلی‌متر. ثانیاً، فرآیند تولید باید با مدیریت صحیح سرعت اکستروژن و انجام تعمیر و نگهداری پس از تعداد مشخصی از عبور قالب، طبق دستورالعمل، کنترل شود. علاوه بر این، قالب‌ها می‌توانند تحت عملیات نیتریداسیون قرار گیرند تا سختی تسمه کاری افزایش یافته و افزایش ضخامت کند شود.
۲. وزن نظری برای الزامات مختلف ضخامت دیواره
ضخامت دیواره پروفیل‌های آلومینیومی دارای تلرانس است و مشتریان مختلف الزامات متفاوتی برای ضخامت دیواره محصول دارند. تحت الزامات تلرانس ضخامت دیواره، وزن نظری متفاوت است. به طور کلی، لازم است فقط یک انحراف مثبت یا فقط یک انحراف منفی داشته باشد.
۲.۱ وزن نظری برای انحراف مثبت
برای پروفیل‌های آلومینیومی با انحراف مثبت در ضخامت دیواره، ناحیه تحمل بار بحرانی ماده پایه ایجاب می‌کند که ضخامت دیواره اندازه‌گیری شده کمتر از 1.4 میلی‌متر یا 2.0 میلی‌متر نباشد. روش محاسبه برای وزن نظری با تلرانس مثبت، رسم نمودار انحراف با ضخامت دیواره در مرکز و محاسبه وزن هر متر است. به عنوان مثال، برای پروفیلی با ضخامت دیواره 1.4 میلی‌متر و تلرانس مثبت 0.26 میلی‌متر (تلرانس منفی 0 میلی‌متر)، ضخامت دیواره در انحراف مرکزی 1.53 میلی‌متر است. وزن هر متر برای این پروفیل 1.251 کیلوگرم بر متر است. وزن نظری برای اهداف توزین باید بر اساس 1.251 کیلوگرم بر متر محاسبه شود. هنگامی که ضخامت دیواره پروفیل -0 میلی‌متر است، وزن هر متر 1.192 کیلوگرم بر متر و هنگامی که +0.26 میلی‌متر است، وزن هر متر 1.309 کیلوگرم بر متر است، به شکل 2 مراجعه کنید.
بر اساس ضخامت دیواره ۱.۵۳ میلی‌متر، اگر فقط بخش ۱.۴ میلی‌متری تا حداکثر انحراف (انحراف Z-max) افزایش یابد، اختلاف وزن بین انحراف مثبت Z-max و ضخامت دیواره مرکزی (۱.۳۰۹ – ۱.۲۵۱) * ۱۰۰۰ = ۵۸ کیلوگرم است. اگر تمام ضخامت‌های دیواره در انحراف Z-max باشند (که بسیار بعید است)، اختلاف وزن ۰.۱۳/۱.۵۳ * ۱۰۰۰ = ۸۵ کیلوگرم خواهد بود.
۲.۲ وزن نظری برای انحراف منفی
برای پروفیل‌های آلومینیومی، ضخامت دیواره نباید از مقدار مشخص شده بیشتر شود، که به معنای تلرانس منفی در ضخامت دیواره است. وزن تئوری در این مورد باید به صورت نصف انحراف منفی محاسبه شود. به عنوان مثال، برای پروفیلی با ضخامت دیواره ۱.۴ میلی‌متر و تلرانس منفی ۰.۲۶ میلی‌متر (تلرانس مثبت ۰ میلی‌متر)، وزن تئوری بر اساس نصف تلرانس (-۰.۱۳ میلی‌متر) محاسبه می‌شود، به شکل ۳ مراجعه کنید.
با ضخامت دیواره ۱.۴ میلی‌متر، وزن هر متر ۱.۱۹۲ کیلوگرم بر متر مربع است، در حالی که با ضخامت دیواره ۱.۲۷ میلی‌متر، وزن هر متر ۱.۱۳۱ کیلوگرم بر متر مربع است. تفاوت بین این دو ۰.۰۶۱ کیلوگرم بر متر مربع است. اگر طول محصول یک تن (۸۳۸ متر) محاسبه شود، تفاوت وزن ۰.۰۶۱ * ۸۳۸ = ۵۱ کیلوگرم خواهد بود.
۲.۳ روش محاسبه برای وزن با ضخامت دیواره‌های مختلف
از نمودارهای بالا می‌توان دریافت که این مقاله هنگام محاسبه ضخامت‌های مختلف دیواره، از افزایش یا کاهش ضخامت اسمی دیواره استفاده می‌کند، نه اینکه آنها را برای همه بخش‌ها اعمال کند. نواحی پر شده با خطوط مورب در نمودار، ضخامت اسمی دیواره ۱.۴ میلی‌متر را نشان می‌دهند، در حالی که سایر نواحی مربوط به ضخامت دیواره شیارها و پره‌های عملکردی هستند که با ضخامت اسمی دیواره طبق استانداردهای GB/T8478 متفاوت است. بنابراین، هنگام تنظیم ضخامت دیواره، تمرکز عمدتاً بر ضخامت اسمی دیواره است.
بر اساس تغییرات ضخامت دیواره قالب در حین برداشتن مواد، مشاهده می‌شود که تمام ضخامت‌های دیواره قالب‌های تازه ساخته شده دارای انحراف منفی هستند. بنابراین، در نظر گرفتن تنها تغییرات در ضخامت دیواره اسمی، مقایسه محافظه‌کارانه‌تری بین وزن توزین و وزن نظری ارائه می‌دهد. ضخامت دیواره در نواحی غیر اسمی تغییر می‌کند و می‌توان آن را بر اساس ضخامت دیواره متناسب در محدوده انحراف حد محاسبه کرد.
برای مثال، برای یک محصول در و پنجره با ضخامت اسمی دیوار ۱.۴ میلی‌متر، وزن هر متر ۱.۱۹۲ کیلوگرم بر متر مربع است. برای محاسبه وزن هر متر برای ضخامت دیوار ۱.۵۳ میلی‌متر، از روش محاسبه تناسبی استفاده می‌شود: ۱.۱۹۲/۱.۴ * ۱.۵۳ که در نتیجه وزن هر متر ۱.۳۰۳ کیلوگرم بر متر مربع می‌شود. به طور مشابه، برای ضخامت دیوار ۱.۲۷ میلی‌متر، وزن هر متر به صورت ۱.۱۹۲/۱.۴ * ۱.۲۷ محاسبه می‌شود که در نتیجه وزن هر متر ۱.۰۸۱ کیلوگرم بر متر مربع می‌شود. همین روش را می‌توان برای سایر ضخامت‌های دیوار نیز اعمال کرد.
بر اساس سناریوی ضخامت دیواره ۱.۴ میلی‌متر، وقتی تمام ضخامت‌های دیواره تنظیم شوند، اختلاف وزن بین وزن توزین و وزن تئوری تقریباً ۷٪ تا ۹٪ است. به عنوان مثال، همانطور که در نمودار زیر نشان داده شده است:
۳. اختلاف وزن ناشی از ضخامت لایه عملیات سطحی
پروفیل‌های آلومینیومی مورد استفاده در ساخت و ساز معمولاً با اکسیداسیون، الکتروفورز، پوشش اسپری، فلوروکربن و سایر روش‌ها پوشش داده می‌شوند. افزودن لایه‌های پوشش‌دهی، وزن پروفیل‌ها را افزایش می‌دهد.
۳.۱ افزایش وزن در پروفایل‌های اکسیداسیون و الکتروفورز
پس از عملیات سطحی اکسیداسیون و الکتروفورز، یک لایه از فیلم اکسید و فیلم کامپوزیت (فیلم اکسید و فیلم رنگ الکتروفورز) با ضخامت 10 میکرومتر تا 25 میکرومتر تشکیل می‌شود. فیلم عملیات سطحی وزن را افزایش می‌دهد، اما پروفیل‌های آلومینیومی در طول فرآیند پیش عملیات مقداری وزن از دست می‌دهند. افزایش وزن قابل توجه نیست، بنابراین تغییر وزن پس از عملیات اکسیداسیون و الکتروفورز عموماً ناچیز است. اکثر تولیدکنندگان آلومینیوم پروفیل‌ها را بدون افزایش وزن فرآوری می‌کنند.
۳.۲ افزایش وزن در پروفیل‌های پوشش اسپری
پروفیل‌های پوشش داده شده با اسپری، دارای یک لایه پوشش پودری روی سطح هستند که ضخامت آن کمتر از 40 میکرومتر نیست. وزن پوشش پودری با توجه به ضخامت متفاوت است. استاندارد ملی ضخامت 60 میکرومتر تا 120 میکرومتر را توصیه می‌کند. انواع مختلف پوشش‌های پودری برای ضخامت لایه یکسان، وزن‌های متفاوتی دارند. برای محصولات تولید انبوه مانند قاب پنجره، قاب پنجره و قاب پنجره، یک لایه با ضخامت واحد روی محیط اسپری می‌شود و داده‌های طول محیطی را می‌توان در شکل 4 مشاهده کرد. افزایش وزن پروفیل‌ها پس از پوشش اسپری در جدول 1 آمده است.
طبق داده‌های جدول، افزایش وزن پروفیل‌های در و پنجره پس از پوشش‌دهی اسپری حدود ۴ تا ۵ درصد است. برای یک تن پروفیل، این مقدار تقریباً ۴۰ تا ۵۰ کیلوگرم است.
۳.۳ افزایش وزن در پروفیل‌های پوشش اسپری رنگ فلوروکربن
ضخامت متوسط پوشش روی پروفیل‌های پوشش داده شده با رنگ فلوروکربن برای دو لایه کمتر از 30 میکرومتر، برای سه لایه 40 میکرومتر و برای چهار لایه 65 میکرومتر نیست. اکثر محصولات پوشش داده شده با رنگ فلوروکربن از دو یا سه لایه استفاده می‌کنند. با توجه به انواع مختلف رنگ فلوروکربن، چگالی پس از خشک شدن نیز متفاوت است. به عنوان مثال، با در نظر گرفتن رنگ فلوروکربن معمولی، افزایش وزن را می‌توان در جدول 2 زیر مشاهده کرد.
طبق داده‌های جدول، افزایش وزن پس از پوشش اسپری پروفیل‌های در و پنجره با رنگ فلوروکربن حدود ۲.۰٪ تا ۳.۰٪ است. برای یک تن پروفیل، این مقدار تقریباً ۲۰ تا ۳۰ کیلوگرم است.
۳.۴ کنترل ضخامت لایه عملیات سطحی در محصولات پوشش پودری و اسپری رنگ فلوروکربن
کنترل لایه پوشش در محصولات پوشش داده شده با رنگ پودری و فلوروکربن، یک نقطه کنترل فرآیند کلیدی در تولید است که عمدتاً پایداری و یکنواختی پودر یا اسپری رنگ از تفنگ اسپری را کنترل می‌کند و ضخامت یکنواخت فیلم رنگ را تضمین می‌کند. در تولید واقعی، ضخامت بیش از حد لایه پوشش یکی از دلایل پوشش اسپری ثانویه است. حتی اگر سطح صیقل داده شده باشد، لایه پوشش اسپری هنوز هم می‌تواند بیش از حد ضخیم باشد. تولیدکنندگان باید کنترل فرآیند پوشش اسپری را تقویت کرده و از ضخامت پوشش اسپری اطمینان حاصل کنند.
۴. اختلاف وزن ناشی از روش‌های بسته‌بندی
پروفیل‌های آلومینیومی معمولاً با کاغذ یا فیلم شرینک بسته‌بندی می‌شوند و وزن مواد بسته‌بندی بسته به روش بسته‌بندی متفاوت است.
۴.۱ افزایش وزن در بسته‌بندی کاغذی
قرارداد معمولاً محدودیت وزنی برای بسته‌بندی کاغذی را مشخص می‌کند که عموماً از ۶٪ تجاوز نمی‌کند. به عبارت دیگر، وزن کاغذ در یک تن پروفیل نباید از ۶۰ کیلوگرم تجاوز کند.
۴.۲ افزایش وزن در بسته‌بندی فیلم شرینک
افزایش وزن ناشی از بسته‌بندی با فیلم شرینک عموماً حدود ۴٪ است. وزن فیلم شرینک در یک تن پروفیل نباید از ۴۰ کیلوگرم بیشتر شود.
۴.۳ تأثیر سبک بسته‌بندی بر وزن
اصل بسته‌بندی پروفیل، محافظت از پروفیل‌ها و تسهیل جابجایی آنهاست. وزن هر بسته پروفیل باید حدود ۱۵ تا ۲۵ کیلوگرم باشد. تعداد پروفیل‌ها در هر بسته بر درصد وزنی بسته‌بندی تأثیر می‌گذارد. به عنوان مثال، وقتی پروفیل‌های قاب پنجره در بسته‌های ۴ تکه‌ای با طول ۶ متر بسته‌بندی می‌شوند، وزن ۲۵ کیلوگرم و وزن کاغذ بسته‌بندی ۱.۵ کیلوگرم است که ۶٪ را تشکیل می‌دهد (به شکل ۵ مراجعه کنید). وقتی در بسته‌های ۶ تکه‌ای بسته‌بندی می‌شوند، وزن ۳۷ کیلوگرم و وزن کاغذ بسته‌بندی ۲ کیلوگرم است که ۵.۴٪ را تشکیل می‌دهد (به شکل ۶ مراجعه کنید).
از شکل‌های بالا می‌توان دریافت که هرچه تعداد پروفیل‌ها در یک بسته بیشتر باشد، درصد وزنی مواد بسته‌بندی کمتر است. تحت تعداد یکسان پروفیل در هر بسته، هرچه وزن پروفیل‌ها بیشتر باشد، درصد وزنی مواد بسته‌بندی کمتر است. تولیدکنندگان می‌توانند تعداد پروفیل‌ها در هر بسته و میزان مواد بسته‌بندی را برای برآورده کردن الزامات وزنی مشخص شده در قرارداد کنترل کنند.
نتیجه‌گیری
بر اساس تحلیل فوق، بین وزن واقعی پروفیل‌ها و وزن تئوری انحراف وجود دارد. انحراف در ضخامت دیواره دلیل اصلی انحراف وزن است. وزن لایه عملیات سطحی را می‌توان نسبتاً به راحتی کنترل کرد و وزن مواد بسته‌بندی نیز قابل کنترل است. اختلاف وزنی در محدوده ۷٪ بین وزن توزین و وزن محاسبه شده، الزامات استاندارد را برآورده می‌کند و اختلاف در محدوده ۵٪ هدف تولیدکننده محصول است.
ویرایش شده توسط می جیانگ از MAT Aluminum
زمان ارسال: 30 سپتامبر 2023
