بررسی فرآیند تولید پروفیل به صورت مستقیم غیر مستقیم+ مزایا و معایب

پروفیل را می توان یکی از مقاطع فولادی پرکاربرد و در عین حال مهم دانست که در صنایع مختلف به خصوص ساخت و ساز به وفور استفاده می گردد. فرآیند تولید پروفیل به شدت می تواند بر کیفیت نهایی و در نتیجه بر قیمت کلی این محصول تاثیر بگذارد. در این مقاله از دانشنامه آهن ملل به بررسی انواع روش های تولید پروفیل که شامل روش مستقیم و غیر مستقیم است؛ مزایا و معایب هر یک می پردازیم تا بهتر بتوانید در زمان خرید تصمیم بگیرید و با بهترین قیمت، محصول مورد نظر خود را خریداری کنید. با این مقاله از آهن ملل همراه باشید.

تعریف و توضیحات کلی برای پروفیل فولادی 

پیش از شروع توضیحات در مورد فرآیند تولید پروفیل، نیاز است یک اطلاعات اولیه و دقیق در مورد پروفیل و انواع آن داشته باشید.

پروفیل‌ ها، مقاطع فلزی هستند که در صنایع مختلف کاربرد دارند. البته باید گفت، پروفیل‌ ها در دو نوع ساختمانی و صنعتی، تولید می‌ شوند که نوع ساختمانی خود به دو دسته باز و بسته تفکیک می شود.  پروفیل باز شامل مقاطعی چون نبشی، ناودانی، تیرآهن و … است که سطح مقطع آن‌ها باز می باشند. پروفیل بسته شامل مقاطعی مانند لوله، قوطی، میلگرد و … است که سطح مقطع آن‌ ها بسته است. در مورد کاربرد این مقطع فولادی باید گفت که پروفیل های فولادی دارای خواص مکانیکی و فیزیکی مناسبی هستند که باعث افزایش استحکام، کشش، خمش و پایداری سازه می شوند.  پروفیل های فولادی در اشکال مختلفی مانند پروفیل U، پروفیل I، پروفیل H و پروفیل T تولید می شوند که می توان از آن ها برای ساخت سازه های سبک و سنگین، مانند ساختمان ها، پل ها، توربین های بادی و خطوط انتقال برق استفاده کرد.  برای دریافت داده های بیشتر در مورد انواع پروفیل، پیشنهاد می کنیم حتما مقاله زیر را مطالعه نمایید.

روش های تولید پروفیل 

برای تولید انواع پروفیل، از ورق‌ های فولادی، آلومینیومی، گالوانیزه و غیره استفاده می‌ شود. این ورق‌ ها را ابتدا به ابعاد مورد نظر برش می‌ دهند و سپس به خط تولید پروفیل منتقل می‌ کنند. در خط تولید پروفیل، از دو روش مستقیم و غیرمستقیم برای شکل‌ دهی به ورق‌ ها استفاده می‌ شود که در ادامه به صورت کامل توضیح داده می شوند.

روش مستقیم تولید پروفیل

برای تولید پروفیل به روش مستقیم، ابتدا ورق فولادی را با استفاده از دستگاه‌ های خم‌ کاری به شکل مورد نظر خم می‌ کنند و سپس لبه‌ های آن‌ ها را با جوشکاری فرکانسی دوتایی به هم جوش می‌ دهند تا پروفیل بسته شکل بگیرد. در مرحله‌ آخر، به وسیله اره اتوماتیک محصول برش داده می‌ شود و در مرحله آخر برای بسته بندی فرستاده می‌ شود. این روش برای تولید پروفیل‌ هایی با سطح مقطع مربع یا مستطیل مناسب است.

مزایای روش تولید پروفیل به صورت مستقیم

با توجه به این که در این روش از دستگاه های خاصی استفاده می کنند، محصول تولید شده دارای زاویه های تند و تیز، ابعادی با دقت بالا و همچنین خط جوش دقیق و ثابت است. اگر بر روی محصول تولید شده با این روش نگاه کرده باشید، خواهید دید که محصول از انحنای کمری برخوردار است. در نهایت باید گفت کیفیت پروفیل تولید شده در روش مستقیم بالاست.

معایب روش تولید پروفیل به صورت مستقیم

این روش نیز همانند روش های دیگر تولید مقاطع فولادی می تواند معایبی نیز داشته باشد که از جمله آن ها می توان به افزایش استهلاک در قطرهای مختلف، سرعت تولید و راندمان پایین تولید اشاره نمود. همچنین برای تولید پروفیل در این روش نیاز است از افراد خبره و متخصص استفاده کرد چرا که کار کردن با تجهیزات موجود نیاز به تخصص دارد.

روش غیرمستقیم تولید پروفیل

در فرایند تولید غیر مستقیم قوطی، ورق‌ ها را ابتدا به شکل لوله درزدار در می‌ آورند و سپس با استفاده از قالب‌ های خاص، لوله‌ ها را به شکل پروفیل قوطی تغییر می‌ دهند. نوار به سه روش شکل دهی مرکزی، شکل دهی لبه‌ ای، شکل دهی به وسیله شعاع ورق به لوله، تولید می‌شود. به این روش تولید پروفیل، On Line گفته می‌شود. در این روش برای تولید پروفیل در چندین قالب، چندین نوع پروفیل تولید می‌شود. این روش برای تولید پروفیل‌ های با سطح مقطع نامنظم یا خاص مناسب است.

مزایای روش تولید پروفیل به صورت غیر مستقیم

در این روش با توجه فرایند و ساختار تولید قطعات می توان گفت که سرعت و راندمان تولید و کار بالاست در نتیجه تعداد پروفیل هایی که تولید می شوند هم بیشتر خواهد بود. به همین خاطر در بسیاری از موارد استفاده از این روش برای تولید پروفیل می تواند مقرون به صرفه تر باشد.

معایب روش تولید پروفیل به صورت غیر مستقیم

از جمله معایبی که این روش دارد می توان به کیفیت پایین قطعات تولید شده، وجود اختلاف در ابعاد محصولات، امکان افزایش میزان انحنای موجود در قطعات اشاره کرد. البته با توجه به این که دقت کار در این روش کم است، خط جوش پروفیل ها نیز دقیق و ثابت نخواهند بود.

فرآیند تولید پروفیل؛ از ابتدا تا آخرین مرحله تولید

ورق‌ های فولادی، مواد اولیه برای تولید پروفیل‌ ها هستند. این ورق‌ ها در گذشته از کشورهای آسیای میانه تهیه می‌ شدند، ولی امروزه کارخانه‌ های فولاد مبارکه (قیمت ورق سیاه فولاد مبارکه را به صورت آنلاین رو به روز شده مشاهده نمایید)، اهواز و گیلان، ورق‌ های فولادی را برای تولید پروفیل‌ ها تأمین می‌ کنند.این ورق‌ ها، بایستی خصوصیات مکانیکی خاصی داشته باشد. به عنوان مثال، ورق ST37 استانداردهای کافی برای تولید پروفیل را دارد. لازم به ذکر است که این ورق‌ ها به صورت کلاف در بازار وجود دارند و در ابتدا برای تولید پروفیل، بایستی از دستگاه‌ های برش نیمه اتوماتیک و اتوماتیک برای آماده کردن این ورق ها استفاده کرد. در ادامه به صورت کامل مراحل که باید طی شوند تا پروفیل تولید گردد بیان می گردد.

مرحله اول: تامین مواد اولیه

مواد اولیه مربوط به تولید پروفیل در کارخانجات ایرانی عرضه می شوند. هنگام تولید پروفیل باید از ورقی استفاده کرد که از ترکیبات شیمیایی خاص و خواص مکانیکی مناسبی برخوردار باشد تا مشکلی برای سازنده و در آخر برای مصرف کننده ایجاد نکند. پس از ورود ورق های فولادی به کارخانه ابتدا وزن آن مشخص شده، سپس با توجه به مشخصات ابعادی، به قسمت های مختلف انبار وارد می شوند تا به پروسه تولید برسند.

همان طور که بیان شد در گذشته ورق‌ های فولادی برای تولید پروفیل‌ ها، از کشورهای اروپایی و ژاپن تأمین می‌شد. ولی امروزه با خودکفا شدن در این زمینه، حتی بخشی از این ورق‌ ها را به کشورهای آسیای میانه، برزیل، اروپا و اروپای شرقی صادر می‌ کنند.

مواد اولیه‌ این ورق‌ ها، باید ویژگی‌های منحصر به فردی و خواص مکانیکی مناسبی را داشته باشند. از جمله ورق‌ هایی که دارای این ساختار هستند، می توان به ورق هایی با استانداردهای، ST37 ،JISG 3131 و G3132 اشاره کرد که دارای ترکیبات شیمیایی خاصی (سیلیس ۰/۳۵%، کربن ۰/۳% تا ۰/۱%، گوگرد ۰/۰۴%، فسفر ۰/۰۴% و منگنز ۰/۵%) هستند.

مرحله دوم: برش کلاف به شکل نوار

ورق‌ های فولادی به صورت کلاف تولید می‌ شوند. این ورق‌ ها را باید به وسیله دستگاه برش، به نوارهایی با عرض مشخص، برش داد. دستگاه‌ های برش به دو شکل تمام اتوماتیک و نیمه اتوماتیک وجود دارند که بسته به نیاز، مورد استفاده قرار می‌ گیرند و دارای بخش‌ های مختلفی هستند.

کلاف‌ های ورق را روی کلاف گیر قرار می‌ دهند، سپس کلاف‌ گیر را می‌ چرخاند. در مرحله بعدی، ورق زیر غلتک‌ های صاف کننده قرار می‌ گیرد تا صاف و تخت شود. سپس ورق‌ ها را جوشکاری می‌ کنند.

در دستگاه های برش، کلاف های خریداری شده به نوارهایی با عرض مشخص بریده می‌ شوند. 

البته لازم به ذکر است دستگاه برش استفاده شده در این مرحله دارای قسمت های زیر است:

• گیوتین و قرقره‌های هدایت ورق
• صاف کننده ورق
• غلتک‌های تغذیه ورق
• غلتک‌های جدا کننده نوارهای بریده شده
• نگه‌دارنده نوارها و در آخر نوار جمع کن
• سیستم باز کننده طوقه‌ های کلاف
• میز حمل کننده
• قسمت‌های ذخیره کلاف
• سیستم کنترل کننده کناره برای بهتر تنظیم شدن
• ذخیره کلاف
• کلاف گیر
• اصلی برش

کلاف گیر دستگاهی است که حرکت گردشی دارد و پس از قرار گرفتن کلاف روی آن، شروع به چرخیدن می کند. سپس بعد از اینکه طوق ها باز شد، سر ورق به سمت غلتک های صاف کننده، هدایت شده که باعث صاف و تخت شدن ورق می شود. سر ورق ها توسط گیوتین بریده می شود تا در قسمت های بعدی برای جوشکاری ایرادی نداشته باشند.

در این مرحله به وسیله غلتک های تغذیه، ورق به طرف دو عدد شافت اصلی که دارای محرک می باشند، حرکت می کند. تیغه هایی از فولاد بر روی شافت های اصلی قرار دارند که بر روی آن ها عملیات حرارتی انجام می شود. فواصل بین آن ها متناسب با عرض نوارهای مورد نیاز تنظیم شده و عمل برش در اثر عبور ورق از بین تیغه ها انجام می شود.

ورق های بریده شده به طور دقیق توسط دو عدد شافت جدا کننده هدایت می شوند، بر روی این دو عدد شافت تیغه های کوچکی مستقر شده که سر اولیه نوارها توسط آن ها بریده می شوند، سپس گیره مخصوصی داخل نوار جمع کن وجود دارد که این تکه های بریده شده در آن درگیر می شوند. قطر نوار جمع کن، توسط سیستم هیدرولیک چند سانتی متر باز می شود.

مزیت مرحله قبلی در این است که از یک طرف باعث جمع شدن دو لبه گیره و گرفتن سر نوارها شده، سپس در پایان زمان تخلیه، نوارها با عمل جمع شدن نوار گیر، داخلی‌ ترین لایه ورق‌ ها جدا می شود.

در آخرین مرحله تخلیه نوارها، با عمل جمع شدن نوارگیر، داخلی ترین لایه ورق ها جدا شده و به سهولت می توان توسط میز متحرک نوارها را در جهت محور اصلی به خارج هدایت کرد.

سپس برای تمام شدن کل طول کلاف، کشیده شدن ورق ها توسط نوار جمع کن ادامه پیدا می کند. در نهایت نوارها دسته بندی شده و به قسمت‌ های مختلف خطوط تولید انتقال پیدا می‌ کنند.

مرحله سوم: جوشکاری

بعد از مراحل بالا بایستی دو لبه پروفیل به یکدیگر جوش داده شوند. معمولا از جوشکاری به روش ERW برای این فرآیند استفاده می شود. در این روش جوش با استفاده از جریان الکتریسیته لبه های پروفیل های مورد نظر نرم می شوند و با فشار بر آن ها به شکل نهایی و مناسب در می آیند.

دستگاه های مورد استفاده در فرآیند تولید پروفیل

همانطور که بیان شد برای تولید پروفیل، ابتدا ورق‌ های فولادی را به نوارهای طولی با عرض موردنظر برش می‌زنند. سپس این نوارها را با استفاده از دستگاه‌های رول فرمینگ یا پرس به شکل پروفیل مورد نظر در می‌ آورند. در نهایت، پروفیل را به طول مورد نظر بریده و بسته‌ بندی می‌ کنند. بنابراین، دستگاه‌ های اصلی مورد استفاده در فرآیند تولید پروفیل عبارتند از:

• فرمینگ که از دو قسمت شکل دهنده اولیه و شکل دهنده نهایی تشکیل شده
• قسمت جوش سر و ته نوار
• برش یا اره اتوماتیک
• خمش و پیچش گیر
• براده برداری
• شتاب دهنده
• قسمت های تغذیه نوار
• قسمت جوش دو لبه پروفیل
• سایزینگ با تعداد ۴ تا ۶ دروازه
• سردکن
• انباره
• گیوتین
• میز تخلیه

برای ساخت پروفیل باید به مدل و نوع دستگاه باید توجه کرد که برای ساخت چه تولیداتی و به چه روشی انجام می شود. این دستگاه های نام برده شده در بالا با کمی تغییر از نظر تعداد و اندازه ساخته می شوند.

تاثیرگذاری نحوه تولید پروفیل بر قیمت آن

پروفیل یکی از محصولات پرکاربرد در صنعت ساختمان است که از آلیاژهای مختلف فلزی تشکیل شده است. نحوه تولید پروفیل می‌ تواند بر قیمت آن تاثیر گذار باشد. چرا که هر روش می تواند بر کیفیت و کارایی نهایی محصول تولید شده اثر بگذارد. در روش مستقیم که با استفاده از تجهیزات پروفیل تولید می کنند، هزینه های تولید بالاتر از روش غیر مستقیم است در نتیجه قیمت پروفیل تولید شده هم بیشتر خواهد بود. شما می توانید در این صفحه از آهن ملل قیمت انواع پروفیل را مشاهده نمایید.

نتیجه گیری

همانطور که در این مطلب شرح داده شد، تولید پروفیل به دو روش مستقیم و غیر مستقیم صورت می گیرد که هر کدام معایب و مزایایی را در بر دارد. در واقع تولید به روش مستقیم از کیفیت بالاتری نسبت به روش غیر مستقیم برخوردار است، اما سرعت و راندمان بسیار کمی دارد. انواع دستگاه هایی که در تولید پروفیل مورد استفاده قرار میگیرد عبارت است از اره اتوماتیک، براده برداری، سرد کن و غیره می باشند.

سوالات متداول بررسی فرآیند تولید پروفیل