Pengenalan: Kepelbagaian Bahagian Hollow Square
Tiub keluli persegi, juga dikenali sebagai Keratan Berongga Persegi (SHS), adalah antara profil struktur yang paling serba boleh dalam fabrikasi logam moden. Dicirikan oleh keratan rentas berongga yang sama sisi, profil ini menggabungkan nisbah kekuatan-ke-berat yang tinggi dengan estetika yang bersih dan kemudahan penyambungan. Geometri bahagian tertutupnya memberikan ketegaran kilasan yang luar biasa—secara ketara lebih unggul daripada profil terbuka seperti rasuk I atau saluran—menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang memerlukan ketahanan terhadap daya berpusing. Permukaan yang rata dan selari memudahkan kimpalan, bolting dan pemasangan pendakap, plat dan komponen lain, menjadikan tiub keluli segi empat sama bahan pilihan merentas pembinaan, kejuruteraan mekanikal, pengangkutan dan sektor pertanian.
Julat Dimensi Standard dan Spesifikasi Global
Tiub keluli persegi dihasilkan dalam pelbagai saiz untuk menampung keperluan struktur dan mekanikal yang pelbagai. Dalam sistem metrik, dimensi luar biasa menjangkau dari sekecil 10mm × 10mm hingga 400mm × 400mm, dengan ketebalan dinding umumnya antara 0.5mm hingga 20mm. Untuk aplikasi ringan seperti perabot atau struktur hiasan, bahagian yang lebih kecil (13mm–50mm) dengan dinding yang lebih nipis (0.5mm–3mm) biasanya dinyatakan. Bahagian sederhana (50mm–150mm) dengan ketebalan dinding 3mm–8mm berfungsi sebagai tenaga kerja untuk pembingkaian struktur umum, tapak jentera dan tiang sokongan. Bahagian besar melebihi 150mm, selalunya dengan ketebalan dinding sehingga 12mm atau lebih, digunakan dalam aplikasi menanggung beban berat. Panjang standard biasanya dibekalkan sebagai 6 meter, 12 meter atau panjang tersuai.
ASTM A500: Piawaian Amerika untuk Tiub Struktur
Spesifikasi yang paling banyak digunakan untuk tiub keluli segi empat sama di Amerika Utara ialah ASTM A500, yang meliputi tiub struktur keluli karbon yang dikimpal dan lancar yang dibentuk sejuk untuk pembinaan jambatan dan bangunan yang dikimpal, diikat atau dibolt. Di bawah ASTM A500, Gred C ialah bahan utama, menawarkan kekuatan hasil minimum 50 ksi (345 MPa) dan kekuatan tegangan 62 ksi (427 MPa). Standard merangkumi tiub sehingga jumlah perimeter maksimum 88 inci, bermakna saiz HSS persegi maksimum ialah 22 inci × 22 inci, dengan ketebalan dinding sehingga 1 inci nominal. Sebagai contoh, sebutan HSS segi empat sama biasa di bawah ASTM A500 dinyatakan sebagai HSS50x50x3, menunjukkan dimensi luar 50mm × 50mm dengan ketebalan dinding 3mm. Saiz empayar biasa berjulat daripada 1/2″ × 1/2″ dengan ketebalan dinding 0.063″ sehingga 8″ × 8″ dengan ketebalan dinding 0.250″ (1/4″).
EN 10210 dan EN 10219: Piawaian Eropah untuk Bahagian Bentuk Panas dan Bentuk Sejuk
Di Eropah, bahagian berongga persegi ditadbir oleh dua piawaian utama: EN 10210 untuk bahagian berongga struktur siap panas dan EN 10219 untuk bahagian berongga struktur dikimpal sejuk. EN 10219 meliputi bahagian berongga berstruktur bulat, persegi dan segi empat tepat yang dikimpal bentuk sejuk yang dihasilkan dalam ketebalan dinding sehingga 40mm, dengan bahagian persegi tersedia sehingga 500mm × 500mm dimensi luar. Bahagian biasa EN 10219 persegi berjulat daripada 20mm × 20mm dengan ketebalan dinding 2.0mm sehingga 300mm × 300mm dengan ketebalan dinding sehingga 12.5mm atau lebih. Piawaian menentukan toleransi dimensi, sifat keratan dan keperluan penandaan, dengan panjang standard 6, 8 dan 12 meter. Jejari penjuru juga ditentukan: untuk bahagian 20mm × 20mm × 2.0mm, jejari sudut luar ialah 4mm dengan jejari sudut dalaman 2mm.
JIS G3466 dan Piawaian Antarabangsa Lain
Piawaian Perindustrian Jepun JIS G3466 menetapkan keperluan untuk tiub segi empat sama keluli karbon dan segi empat tepat yang digunakan untuk kejuruteraan awam, seni bina dan struktur lain. Toleransi dimensi di bawah JIS G3466 memerlukan untuk panjang sisi di bawah 100mm, toleransi ialah ±1.5mm; untuk panjang sisi melebihi 100mm, toleransi ialah ±1.5%. Toleransi ketebalan dinding ialah ±10%, dan toleransi berat ialah ±10%. GB/T 6728 standard Cina meliputi bahagian berongga keluli terbentuk sejuk, biasanya antara 20mm × 20mm hingga 600mm × 600mm, dengan gred bahan biasa termasuk Q235B dan Q345B. Gred bahan biasa merentas piawaian ini termasuk ASTM A500 Gred B dan C, S235JR, S355J0H, Q235B dan Q345B.
Proses Pengilangan Tiub Persegi: Dari Gegelung ke Profil Selesai
Pengeluaran tiub keluli segi empat sama mengikut aliran kerja pembuatan sistematik yang mengubah gegelung keluli rata kepada bahagian berongga ketepatan. Proses ini bermula dengan penyediaan bahan mentah, di mana jalur keluli—biasanya gegelung gelek panas atau gelek sejuk gred seperti Q195, Q235, atau Q345—diperiksa untuk kecacatan permukaan dan dibersihkan untuk menghilangkan karat, minyak atau kekotoran lain. Gegelung kemudiannya dibuka dan dilalui melalui mesin perata untuk meratakan jalur dan melegakan tekanan dalaman. Pemangkasan tepi memotong jalur keluli kepada lebar yang diperlukan untuk pengeluaran tiub persegi.
Peringkat membentuk menggunakan proses membentuk gulungan yang progresif: kilang membentuk secara beransur-ansur membengkokkan jalur menjadi tiub bulat, yang kemudiannya melalui kilang bersaiz atau unit membentuk semula segi empat sama yang mengubah tiub bulat menjadi keratan rentas segi empat sama atau segi empat tepat. Kimpalan rintangan elektrik frekuensi tinggi (ERW) kemudiannya digunakan untuk mencantumkan jahitan, diikuti dengan penyingkiran burr kimpalan dalaman dan luaran menggunakan alat selendang. Tiub kemudiannya melalui penggelek berbilang saiz untuk menetapkan dimensi akhir dan membentuk sudut tajam seperti yang diperlukan. Rawatan haba dalam talian pilihan, seperti penyepuhlindapan, boleh digunakan pada jahitan kimpalan untuk meningkatkan kualiti dan prestasi mekanikal keseluruhannya. Gergaji terbang atau pemotong panjang tetap kemudian memotong tiub berterusan mengikut panjang yang dikehendaki. Akhir sekali, tiub yang dipotong diluruskan untuk menghilangkan bengkok atau lilitan, dan pengisaran permukaan hujung atau chamfering boleh dilakukan. Pemeriksaan kualiti termasuk pemeriksaan visual, pengesahan dimensi dan pemeriksaan kimpalan menggunakan ujian ultrasonik atau X-ray, diikuti dengan rawatan anti-karat (seperti meminyaki) dan penggabungan untuk penyimpanan atau penghantaran.
Pemprosesan Sekunder: Memotong, Membengkok, dan Kimpalan
Di luar pengeluaran utama, tiub persegi menjalani pelbagai operasi pemprosesan sekunder untuk memenuhi keperluan aplikasi tertentu. Pemotongan boleh dilakukan menggunakan menggergaji untuk pemotongan panjang tujuan umum, pemotongan laser untuk profil ketepatan tinggi dan kompleks, atau pemotongan plasma untuk tiub tebal sederhana. Pemotongan laser tiub menggunakan pancaran laser gentian berkuasa tinggi untuk mencairkan atau mengewapkan bahan tiub secara tempatan, menawarkan pemprosesan tanpa sentuhan, berketumpatan tenaga tinggi dengan kualiti kelebihan yang sangat baik. Lenturan mengubah tiub lurus kepada komponen melengkung untuk bingkai, susur tangan dan elemen seni bina. Bender tiub CNC menggunakan mandrel dan pengelap mati untuk membentuk tiub segi empat sama ke dalam jejari licin tanpa meruntuhkan dinding. Kimpalan memasang komponen tiub individu ke dalam struktur yang lebih besar menggunakan Kimpalan Arka Logam Gas (MIG) atau Kimpalan Arka Tungsten Gas (TIG), dengan penyediaan sambungan yang betul dan pemasangan yang penting untuk kualiti kimpalan. Pemprosesan sekunder tambahan termasuk tebukan, slotting, penggerudian dan kemasan permukaan seperti galvanizing, lukisan atau salutan serbuk.
