ماشین آلات و فرآیند تولید مقاطع HSS

HSS مخفف عبارت (Hollow structural section) است و مقاطع HSS یک نوع پروفیل فولادی با سطح مقطعی توخالی در اشکال گرد، مربعی و مستطیلی می باشد. این مقاطع از متنوع ترین و کارآمدترین پروفیل های سازه ای هستند که کاربردهای فراوانی در صنعت و ساختمان دارند.

تاریخچه مقاطع توخالی فولادی (HSS)

بشر از دیر باز به دلیل سبکی و به صرفه بودن از مقاطع تو خالی مانند چوب بامبو جهت ساخت و ساز استفاده می نمودند، همچنین ایرانیان باستان نیز از این گونه مقاطع جهت سازه ها استفاده می نمودند که نمونه هایی از این مقاطع در موزه لوور پاریس موجود می باشد. بعدها و در ابتدای قرن بیستم به دلیل به صرفه بودن و ویژگی های مکانیکی این مقاطع، مهندسین از مقاطع HSS جهت سازه های سبک به خصوص پل ها استفاده می نمودند.
جالب است بدانید در ابتدا مقاطع توخالی مدور ساخته می شدند ولی به دلیل وجود درزجوش، کارایی زیادی نداشتند اما پس از جنگ جهانی دوم و با پیشرفت صنعت جوشکاری، جوش بصورت ممتد انجام می شد و رول های ورق به صورت مداوم در دستگاه نورد قرار می گرفتند و بطور کامل و ممتد جوشکاری صورت می گرفت، در این حالت لبه های جوشکاری راحت تر و با کیفیت تر تولید می گردید. که بعد از گذشت ۵۰ سال مقاطع تو خالی مستطیلی در اروپا تولید می گردد و در ساخت سازه های کوچک و بزرگ استفاده های فراوانی دارد.

روش های ساخت مقاطع توخالی فولادی

تبدیل ورق به لوله و ستون باکس

بر طبق این روش مطابق شکل ذیل ورق‌ را طی مراحل ۱ تا ۶ به لوله تبدیل و لبه‌های ورق در مرحله ۷ کنار هم قرارگرفته و به‌وسیله جوش القایی با فرکانس بالا یا جوشکاری تماسی حرارت داده می‌شود، که نهایتاً لبه‌های جوشکاری به علت حرارت بالا در هم فرو می‌روند. پس از خنک شدن درز جوش، با عبور از یکسری غلتک‌های سایزینگ مقطع دایره‌ای را به مقاطع تبدیل می‌شود.

روش تولید مستقیم

روش تولید مستقیم جهت ساخت مقطع مربع و مستطیل توخالی استفاده می گردد. در این روش در اولین گام، شکل‌دهی دو گوشه بالای ورقِ صاف، فرم داده می‌شوند (مرحله ۲). در مرحله بعد دو گوشه پایین فرم داده می‌شوند (مرحله ۳). لازم به ذکر است نورد سرد در هیچ‌ وجهی از ورق اعمال نمی‌شود و درز آن زمانی انجام می گدرد که به شکل مدنظر رسیده به‌ وسیله جوش تماسی یا القایی با فرکانس بالا جوش داده می‌شود (مرحله ۴). پس از خنک شدن درز جوش، جهت سایزینگ از قالب‌ های مختلفی عبور می‌کند تا به‌اندازه مدنظر برسد.

تولید دو تکه

دوتکه ورق صاف و یکسان پس از قرارگیری در دستگاه پرس به شکل زیر تبدیل، سپس یک تسمه نگهداری به قسمت بال مقطع وصل و دونیمه ساق را به هم منطبق می‌کنند و از طریق جوش زیر پودری به هم جوش می‌دهند و در نهایت مقطع نهایی مربع یا مستطیل را به وجود می‌آورند.

فرآیند مقاطع تو خالی HSS

تبدیل ورق فولادی به مقاطع سازه ای توخالی HSS در روش نورد سرد به چندین روش مختلف انجام می شود که در زیر اشاره ای به یکی از به روزترین و بهینه ترین روش های تولید این مقاطع شده است.در این روش، ورق صاف فولادی در امتداد محور طولی به طور پیوسته در طی یک فرآیند نورد سرد فرم داده می شود تا به لوله با مقطع گرد تبدیل شود. این عمل با حرکت دادن ورق از میان مجموعه ای از غلتک ها انجام می شود. لبه های ورق در مجاورت هم قرار می گیرند و به وسیله ی جوش القایی با فرکانس بالا یا جوشکاری تماسی حرارت داده می شوند و لبه ها در اثر جوشکاری در یکدیگر فرو می روند تا یک جوش طولی پیوسته بدون نیاز به اضافه کردن الکترود (فلز پر کننده) به وجود بیاید. سپس درز جوش خم می شود و در انتها با عبور از یک سری غلتک های سایزینگ در طی یک پروسه ی نورد سرد دیگر به مقاطع گرد، مربع یا مستطیل سایز شده تبدیل می شود.

آماده سازی

ابتدا کویل های فولادی در ابتدای خط تولید باز می شوند و ورق ها پس از مسطح شدن به سمت قسمت فرم دهی هدایت می شوند. جهت جلوگیری از توقف خط و حفظ پیوستگی آن به جهت فاصله ی زمانی میان اتمام کویل قبلی و وارد کردن کویل جدید به خط در میانه ی خط ذخیره سازی انجام می شود و در این حین انتهای کویل قبلی به ابتدای کویل جدید جوش می شود.

فرم دهی

ورق های مسطح شده با شیب ملایم و طی ۱۲ مرحله انحنا داده شده و دو سر ورق در فاصله ی مناسب قبل از جوش طولی قرار می گیرند، به طوری که بعد از جوش، مقطع دایره شکل ایجاد شود.

جوش

دستگاه جوش فرکانس بالا، ساخت شرکت EFD نروژ قادر است لبه های آماده شده ورق را به صورت طولی و پیوسته، بدون استفاده از الکترود (فلز پر کننده)، به یکدیگر جوش دهد. این جوش دارای بهترین کیفیت و از نوع مقاومت الکتریکی ERW القایی می باشد. با توجه به عدم تغییر محسوس گرادیان دمایی در سطح مقطع ورق، ساختار مولکولی کمترین تغییر ممکن را خواهد داشت.

برش

این مرحله توسط دستگاه برش پیشرفته ی دورانی با دو تیغه انجام می شود که بدون ایجاد توقف در خط و با سرعت تولید خط برش را به صورت داینامیک انجام داده و سطح برش انتهایی کاملا ماشین کاری شده و بدون خمیدگی است

کنترل کیفیت

مقاطع HSS سازه ای آزمایش های کنترل کیفی استاندارد روی نمونه هایی از قوطی های تولید شده، انجام می گردد. استاندارد ASTM ،EN ،DIN ،JIS طی مراحل کنترل کیفیت بررسی شده و مشخصات محصول با مشخصات مندرج در استاندارد تطبیق داده می شود. چنانچه مغایرتی وجود داشته باشد، از مسیر تولید خارج می گردد. – لوله های آبرسانی جهت کسب استاندارد AWWA کلیه ی تست های مورد نیاز از جمله اولتراسونیک ON-LINE روی محصولات انجام و کنترل می گردد.