Полоса / Шина алюминиевая

Полоса / шина алюминиевая:
подробное описание и сферы применения 

Алюминиевая полоса (иногда также называемая шиной) – прокатное изделие из алюминия и его сплавов, имеющее прямоугольное сечение. Главная особенность такого проката заключается в сочетании лёгкости, высокой коррозионной стойкости и хорошей электропроводности. Благодаря этим свойствам алюминиевая полоса пользуется большим спросом в различных отраслях: от электротехнической промышленности до строительного сектора и машиностроения. 

Основные характеристики и преимущества 

в производстве электротехники полосу алюминиевую ценят за хорошую проводимость тока

Алюминий - один из самых лёгких конструкционных металлов. Его плотность примерно в три раза меньше, чем у стали. Это позволяет уменьшить вес конечных конструкций и деталей, что особенно важно в авиа- и машиностроении, где каждый лишний килограмм значительно влияет на расход топлива и общую производительность. 

На воздухе металл покрывается прочной оксидной плёнкой, которая защищает его от дальнейшего окисления. В результате алюминиевая полоса/шина не требует дополнительных дорогостоящих защитных покрытий и длительно сохраняет свои эксплуатационные свойства даже во влажной и агрессивной среде. 

Алюминиевые заготовки обладают высокой электропроводностью, что делает их популярными в электротехнической промышленности. Шины широко применяют для распределения электропитания в системах с низким и средним напряжением. При этом стоимость алюминия ниже меди, а вес – значительно легче, что даёт экономические и технические преимущества. 

Полоса/шина из алюминия легко поддаётся деформациям (гибке, штамповке, резке, сверлению), что упрощает процесс изготовления готовых изделий. Алюминий также хорошо сваривается и соединяется другими методами (болтовое, заклёпочное соединение и т. д.). 

Основные марки алюминия и сплавов 

При выборе алюминиевой полосы/шины учитывают её назначение и условия эксплуатации. Наиболее распространённые сплавы:

• АД0 (1050) – практически чистый алюминий (99,5%), характеризуется очень хорошей пластичностью и высокой коррозионной стойкостью, но невысокими механическими характеристиками. Применяется в случаях, когда важнее лёгкость и коррозионная стойкость, чем повышенная прочность;
• АД31 (6063) – сплав с магнием и кремнием, отличающийся улучшенными прочностными свойствами и хорошей обрабатываемостью. Часто используется для профилей различного назначения, в том числе для полос, требующих повышенной жёсткости;
• АМг2, АМг3 (5052 и 5754) – сплавы на основе алюминия с магнием, характеризующиеся высокими антикоррозионными свойствами, хорошей свариваемостью и умеренной прочностью. Используются в строительстве, транспорте и других отраслях, где важно сочетание коррозионной стойкости и достаточной прочности;
• Д16 (2024) – алюминиевый сплав с содержанием меди, обладающий высокими механическими свойствами. Применяется там, где необходимо обеспечить высокую прочность при относительно малом весе (авиационная и машиностроительная отрасли). 

Технология производства 

участок роспуска рулонов алюминия на алюминиевые полосы

• Литьё заготовок. Первым этапом производства алюминиевой полосы является выплавка и литьё алюминиевых слитков (заготовок), которые получают в специальных печах. После литья и первичной обработки (прокатки или прессования) заготовки приобретают форму, пригодную для дальнейшего проката. 
• Горячая прокатка. При необходимости увеличения толщины и получения определённой структуры материала применяют горячую прокатку. Нагретые заготовки пропускают через прокатные станы, постепенно уменьшая толщину и придавая им нужные размеры. 
• Холодная прокатка. Для достижения более точных допусков по толщине и улучшения поверхностных свойств полосу подвергают холодной прокатке. Этот этап позволяет повысить прочностные показатели и получить гладкую, ровную поверхность. 

• Термическая обработка. Некоторые марки алюминия и его сплавов требуют термической обработки (закалки, искусственного старения и т. п.) для улучшения механических характеристик. Такой этап даёт возможность получить нужное сочетание твёрдости и пластичности, а также увеличить срок службы будущих изделий. 
• Резка и финишная обработка. Завершающий этап – это придание алюминиевой полосе требуемой длины и выполнение дополнительных операций (фрезерование кромок, шлифование, полирование). 

При изготовлении шин для электрооборудования иногда дополнительно наносятся покрытия для улучшения контактных свойств. 

Применение алюминиевой полосы/шины 

• Электротехника и энергетика. Распределительные шины в трансформаторных подстанциях, щитах и шкафах. Линии электропередач низкого напряжения. Соединительные шины в аккумуляторных батареях и солнечных панелях.
• Строительство и архитектура. Изготовление каркасов, несущих и декоративных элементов. Укрепляющие профили для оконных, дверных и фасадных конструкций. Декоративные накладки и детали внутренней/внешней отделки. 
• Автотранспорт и машиностроение. Детали кузова и шасси, где важно снизить вес без потери прочности. Рамы и конструкции в грузовых автомобилях, автобусах, поездах. Применение в специализированных станках, механизмах, транспортёрах. 
• Авиастроение. Изготовление силовых элементов и обшивок, где ключевую роль играет соотношение «прочность / вес». Крепёж и соединительные элементы, обеспечивающие прочную фиксацию и одновременно снижающие суммарную массу конструкции. 
• Сфера бытовой техники. Корпуса приборов, наружные панели и элементы оформления. Внутренние узлы холодильников, стиральных машин и другой техники, где требуется лёгкость и устойчивость к коррозии. 

Нормативные документы и стандарты 

При производстве алюминиевой полосы/шины в России и соседних странах часто руководствуются следующими стандартами (можно встретить и аналоги международных ISO, DIN, EN): 

• ГОСТ 4784 – регламентирует химический состав деформируемых алюминиевых сплавов;
• ГОСТ 13726 – касается алюминиевых прессованных профилей, полос и прутков;
• ГОСТ 18475 – описывает требования к алюминиевым и алюминиевым сплавам при полунепрерывном литье. 

В зависимости от сферы применения могут действовать дополнительные отраслевые стандарты и ТУ (технические условия). 

Рекомендации по выбору и эксплуатации 

один из способов получения алюминиевых шин - резка листов с большой толщиной сечения

Необходимо заранее понимать, в каких условиях будет эксплуатироваться алюминиевая полоса/шина: воздействие влажной среды, агрессивных химических веществ, механических нагрузок или высоких температур. Исходя из требуемых свойств (прочность, электропроводность, пластичность, коррозионная стойкость), подбирают конкретную марку алюминия. Например, для электротехнических шин чаще используют более чистые марки (АД0, АД1), а для конструкций, требующих повышенной прочности, – сплавы типа АД31 и т. д.

Тщательно рассчитывают толщину и ширину полосы, чтобы она выдерживала заданные нагрузки и при этом не была избыточно тяжёлой и дорогой. В случае электропроводящих шин важно учитывать пропускную способность по току и тепловые потери.

При механической обработке алюминия следует использовать специальные смазочно-охлаждающие жидкости и острый режущий инструмент. При сварке нужно выбирать ее подходящий тип (аргонодуговая, контактная и т. п.) и расходные материалы (присадочную проволоку) в соответствии с маркой алюминия. 

В некоторых случаях требуется дополнительная защита контактных поверхностей (окисное покрытие может ухудшить контакт в электрических соединениях). Для крепления и соединения алюминиевых шин иногда используют покрытые специальным составом болты и гайки, исключающие гальваническую коррозию при соприкосновении с другими металлами. 

Подводим итог

Алюминиевая полоса или шина представляет собой универсальный и востребованный тип проката. Его популярность обусловлена совокупностью ценных свойств алюминия: лёгкость, коррозионная стойкость, высокая электропроводность и простота обработки. 

Благодаря разнообразию сплавов и технологии производства, алюминиевая полоса/шина находит широкое применение в электротехнической, строительной, транспортной, машиностроительной и многих других отраслях. При выборе и покупке алюминиевой полосы важно учитывать требования к механической прочности, химическому составу, точности размеров и способам крепления. 

Соблюдение нормативных документов (ГОСТ и др.) при производстве и надлежащая технология обработки гарантируют долговечность и надёжность изделий.