به تمامی مقاطع توخالیِ فولادی در بازار ایران، «پروفیل فولادی» می‌گویند که از آن‌ها در صنعت ساختمان‌سازی و ماشین‌سازی، به وُفور استفاده می‌شود. پروفیل‌ها که از نورد ورق‌های فولادی تولید می‌شوند، به عنوان یک محصول ثانویه‌ی فولادی به حساب می‌آیند و از همین رو، قیمت ورق فولادی، تأثیر مستقیمی بر قیمت پروفیل‌ها دارد. علاوه بر این، نوع، سایز و ضخامت مقاطع فولادی نیز در تعیین قیمت آن‌ها موثر است.

پروفیل‌ها از نظر کاربرد و سایز، انواع گوناگونی دارند که از جمله‌ی پروفیل‌های رایج و پُرکاربرد، قوطی ساختمانی، قوطی مبلی، قوطی صنعتی و … است. پروفیل‌هایی که ضخامت بیش از 3 میلیمتر دارند، معمولا در صنعت، مورد استفاده قرار می‌گیرند.

تولید، به روش مستقیم و غیر مستقیم

پروفیل‌ها، اغلب به دو روش مستقیم و غیرمستقیم تولید می‌شوند که روش مستقیم، معمولا برای پروفیل‌های باز استفاده می‌شود؛ به این صورت که ورق فولادی، طی فرآیند شکل‌دهی، مستقیماً به پروفیل تبدیل می‌شود و نیازی به جوشکاری ندارد. این در حالی است که در روش غیرمستقیم، ابتدا لوله تولید می‌شود، سپس آن را زاویه‌دار و گوشه‌دار می‌کنند و در نهایت، پروفیل تولید می‌شود.

به فرآیند شکل‌دهی ورق که با کمک غلتک‌ها انجام می‌شود، «رُل‌فُرمینگ» (Roll formin) گفته می‌شود. به این طریق که در ابتدای خط، ورق یا تسمه قرار می‌گیرد تا به کمک غلتک‌ها، عملیات صافکاری روی آن انجام پذیرد و در صورت نیاز پانچ شود. سپس، ورق، برای شکل‌دهی، وارد سری غلتک‎ها می‌شود که در این مرحله اگر باز هم نیاز باشد، پانچ‌کاری انجام می‌شود و در پایان، پروفیل، در طول و ابعاد مشخصی بریده خواهد شد. انواع پروفیل را می‌توان به روش رُل‌فُرمینگ تولید کرد که این فرآیند، از روش‌های بسیار دقیق و پُرکاربرد برای تولید پروفیل محسوب می‌شود.

مراحل تولید پروفیل

کلاف‌های تهیه‌شده را در دستگاه‌های بُرش قرار می‌دهند تا به نوارهایی با عرض مشخص بُریده شوند. این دستگاه‌ها که هم تمام‌اتوماتیک هستند و هم نیمه‌اتوماتیک، امکانات و ویژگی‌های گوناگونی دارند که به فراخور سفارش و نحوه‌ی بهره‌‍‌‌برداری، از آن‌ها استفاده می‌شود. یک دستگاه برش، معمولاً دارای قسمت‌های ذخیره‌ی کلاف، کلاف‌گیر، ضربه‌گیر، میز حمل‌کننده، سیستم بازکننده‌ی طوقه‌های کلاف، سیستم کنترل‌کننده‌ی کناره برای بهتر تنظیم شدن، صاف‌کننده‌ی ورق، گیوتین، قرقره‌های هدایت ورق، غلتک‌های تغذیه‌ی ورق، قسمت اصلی بُرش، غلتک‌های جداکننده‌ی نوارهای بریده شده، نگه‌دارندۀ نوارها و در پایان، نوار جمع‌کن می باشد.

پس از آن که کلاف، روی کلافگیر قرار گرفت، کلافگیر چرخیده و پس از بازشدن طوقه‌ها، سر ورق، زیر غلتک‌های صاف‌کننده هدایت می‌شود تا ورق، صاف و تخت شود. سر ورق، توسط گیوتین بریده شده تا در قسمت‌های بعدی برای جوشکاری مشکلی به وجود نیاید.

سپس، غلتک‌های تغذیه، ورق را به سمت دو شافت اصلی هدایت می‌کنند که روی آن تیغه‌هایی از فولاد قرار دارد – تیغه‌هایی که بعد از عملیات حرارتی، سختی آن‌ها به 59 تا 61 راکول رسیده و فواصل آن‌ها متناسب با عرض نوارها تنظیم شده است. عملیات برش، هنگام عبور ورق از بین تیغه‌ها اتفاق می‌افتد. حرکت ورق (نوارها) توسط دو شافت جداکننده که روی آن‌ها تیغه‌های کوچکی قرار گرفته، به جلو ادامه دارد تا در نهایت، سر اولیه‌ی نوارهای بُریده شده، با گیره‌ی مخصوصی که داخل نوارجمع‌کن قرار دارد، درگیر بشود. از این مرحله به بعد، کشیده‌شدن ورق، توسط نوارجمع‌کن انجام می‌گیرد و در پایان، نوارها دسته‌بندی شده و به قسمت‌های مختلف خطوط تولید، منتقل می‌شوند.

جوشکاری به روش مقاومتی (ERW)

تولید لوله به روش جوشکاری مقاومتی (ERW)، اولین‌بار در سال 1920 اتفاق افتاد اما با فرکانس پایین انجام می‌شد. از سال 1962، ابزارهای مربوط به جوشکاری از فرکانس پایین به فرکانس بالا تغییر پیدا کرد و امروزه، تولید لوله به روش جوشکاری مقاومتی، اغلب با فرکانس بالا انجام می‌پذیرد.

گرمای تولید شده، نتیجه‌ی مقاومت مواد در برابر جریان الکتریکیِ عبوری از آن‌ها است. یعنی با اعمال جریان الکتریکی شدید، در زمان کوتاه، فلز به حالت خمیری در می‌آید که یک مرحله قبل از ذوب‌شدن آن است. قبل و حین عبور جریان الکتریکی هم، فشار زیادی به فلز اعمال می‌شود که باید بعد از قطع جریان برق نیز ادامه داشته باشد. فشار تولیدی از غلتک‌ها نیز لوله‌ها را به یکدیگر فشار می‌دهد و شکل نهایی آن را به وجود می‌آورد.

جوشکاری به روش زیرپودری (SAW)

یک فرآیند جوشکاری قوسی متداول است؛ به این صورت که بین الکترودِ در حال تغذیه و فلز پایه، قوسی تشکیل می‌شود و حرارت حاصل از این قوس، موجب ذوب فلز پایه و اتصال آن‌ می شود. در این فرآیند، پودر جوشی به وسیله‌ی مجرایی، از داخل مخزن نگه‌دارنده به سطح قطعه‌ی كار، هدايت می‌شود که وظیفه‌ی محافظت از فلز را بر عهده دارد.

انواع پروفیل فلزی

پروفیل‌ها از نظر ظاهری به دو نوعِ باز و بسته تقسیم‌بندی می‌شوند که دلیل این دسته‌بندی، تولید مقاطع مختلف پروفیل‌هاست که متناسب با کاربردهای مختلف، تولید می‌شوند. پروفیل های باز در مقاطع I ،HAT ، U و Z ساخته می‌شوند که دارای ابعاد و ضخامت‌های مختلفی هستند و بیشتر برای مصارف ساختمانی کاربرد دارند و پروفیل‌های بسته، در مقاطع HAT بسته، Hss و … تولید می‌شوند.

پروفیل‌های باز، مانند: تیرآهن، میلگرد، تسمه، نبشی، ناودانی، هاش، چهارپهلو و … .

پروفیل‌های بسته (توخالی):

پروفیل‌های توخالی، به دو روش نورد گرم و نورد سرد تولید می‌شوند مانند: قوطی، لوله، پروفیل‌ یوپی‌وی‌سی، پروفیل‌ درب‌های کرکره برقی، پروفیل در و پنجره و …

فرآیند تولید پروفیل توخالی به روش نورد گرم و نورد سرد

شکل‌گیری پروفیل در این فرآیند، در دمای 700 تا 900 درجه‌ی سانتیگراد اتفاق می‌افتد و بیشتر به روش مستقیم تولید؛ به این صورت که پروفیل‌های چهارگوش از یک لوله‌ی دوّار عبور می‌کنند و تحت نورد گرم، با اعمال فشار غلتک‌ها به شکل‌های گوناگونی در‌می‌آیند. تولید پروفیل توخالی به این روش، در دمای محیط انجام می‌شود و صرف نظر از فرآیند جوشکاری و همگن‌سازی درز جوش، هیچ‌ گونه فرآیند حرارتی دیگر، حین عملیات اعمال نمی‌شود. لازم به ذکر است که این فرآیند، تحت استاندارد EN 10219 انجام می‌پذیرد.

پروفیل‌ها چه کاربردهایی دارند؟

از پروفیل‌ها تقریبا در همه‌جا استفاده می‌شود؛ مثل صنعت، ساختمان‌سازی، راه‌سازی و مواردی از این قبیل. کاربرد پروفیل‌های مربعی و مستطیلی‌شکل (قوطی) با مقاطع کوچک، عبارت‌اند از:

1. نرده‌های فلزی
2. در و پنجره‌ی منازل
3. کناره‌ی راه‌پله‌ها
4. نرده‌کشی اطراف دیوارهای کارخانجات و زمین‌های محصورشده
5. نرده‌ی پیاده‌روها و خیابان‌ها
6.  صنایع خودروسازی

همچنین، از کاربردهای قوطی‌های مربعی با مقاطع بزرگ‌تر که با نام «ستونی» شناخته می‌شوند و ضخامت 5/1 تا 8 میلیمتری دارند، کاربرد آن:

1. صنعت و ساختمان‌سازی
2. ساخت ستون
3. اسکلت فلزی ساختمان‌ها
4. پایه‌ی میز و صندلی
5. ساخت شاسی تریلرها و نفت‌کش‌ها (اگر مشخصات فیزیکی مطمئنی داشته باشند)

پروفیل‌هایی که شکل Z دارند (پروفیل زِد)، اغلب برای پوشش سقف سوله‌ها به کار گرفته می‌شوند.

از پروفیل‌های نبشی برای ساخت چارچوب درهای بزرگ آهنی و قالب‌های فلزی گوناگونِ به‌کاربُرده‌شده در ماشین‌آلات و از پروفیل‌های ناودانی که با روش نورد سرد نیز تولید می‌شوند، در مواردی مانند درهای کرکره‌ای مغازه‌ها استفاده می‌کنند.

اما بیشترین کاربرد پروفیل، در ساخت در و پنجره های آهنی است.

تولید کنندگان برتر پروفیل کدام اند؟

شرکت پروفیل سپنتا، پروفیل نیکان اصفهان، لوله و پروفیل علویجه، لوله پروفیل صابری و همچنین لوله پروفیل یاران از مهمترین تولیدکنندگان پروفیل هستند. البته تعداد زیادی از کارخانه های دیگر وجود دارند که در این زمینه فعالیت دارند و محصولات

 تولیدی‌شان از کیفیت خوبی برخوردار است.

نحوه‌ی محاسبه ی وزن قوطی و پروفیل

7.85  xضخامت (میلی متر) x طول شاخه (متر) x محیط مستطیل/مربع(میلی متر) را تقسیم بر 1000 نموده و وزن قوطی یا پروفیل را بدست می‌آوریم.