مقاطع فولادی سبک در سازه LSF چگونه تولید می‌شوند؟

مقاطع فولادی سبک یا Cold-Formed Steel (CFS) یکی از اجزای اصلی سیستم LSF هستند و برای ساخت دیوار، کف، سقف و بسیاری از بخش‌های سازه مورد استفاده قرار می‌گیرند. این مقاطع از ورق‌های فولادی با ضخامت نسبتاً کم تولید می‌شوند و در فرآیندی به نام شکل‌دهی سرد یا Roll Forming به شکل‌های مختلفی مانند C، U، Z و مقاطع مشابه تبدیل می‌شوند. در این فرآیند، فولاد در دمای محیط و بدون حرارت‌دهی برای شکل‌دهی، به‌صورت تدریجی فرم داده می‌شود.

تولید صنعتی مقاطع LSF اهمیت زیادی دارد، زیرا ابعاد، ضخامت، هندسه، محل پانچ‌ها و کیفیت سطح مقطع باید با مشخصات فنی موردنظر هماهنگ باشند. دقت تولید، علاوه بر کیفیت خود مقطع، روی سرعت و دقت مونتاژ قاب‌های LSF نیز تأثیر می‌گذارد.

مقاطع LSF از چه ماده‌ای ساخته می‌شوند؟
فرآیند تولید مقاطع فولادی سبک در نهایت به ورق فولادی مناسب برای شکل‌دهی سرد منتهی می‌شود. در زنجیره تولید فولاد، فولاد خام پس از فرآوری به محصولات نازک‌تر تبدیل می‌شود و ورق فولادی نورد سرد تولید می‌شود. سپس برای افزایش مقاومت در برابر خوردگی، پوشش روی به آن اضافه شده و محصول به شکل کویل یا کلاف فولادی در اختیار تولیدکننده مقاطع قرار می‌گیرد.
در محصولات رایج قاب‌بندی CFS، استفاده از فولاد گالوانیزه گرم به‌صورت کویل نیز متداول است.

تولید مقاطع فولادی سبک LSF یکی از مراحل مهم در اجرای سازه‌های فولادی سبک است. این مقاطع معمولاً از ورق‌های فولادی گالوانیزه و به روش نورد سرد تولید می‌شوند. برای دستیابی به محصولی با کیفیت،باید نکات مهم در تولید مقاطع فولادی سبک رعایت شود.

مراحل تولید مقاطع فولادی سبک LSF
تولید مقاطع LSF یک فرآیند چندمرحله‌ای است که معمولاً از آماده‌سازی کویل آغاز می‌شود و با کنترل کیفیت و بسته‌بندی محصول به پایان می‌رسد.

۱. انتخاب و تأمین کویل فولادی
اولین مرحله، انتخاب کویل یا کلاف فولادی مطابق مشخصات فنی پروژه یا محصول است.
در این مرحله عواملی مانند:

• نوع فولاد
• ضخامت ورق
• عرض کویل
• مشخصات مکانیکی
• نوع پوشش
• کیفیت سطح

باید با مشخصات موردنیاز محصول مطابقت داشته باشند.
برای مقاطع سازه‌ای، کیفیت و مشخصات ورق اهمیت ویژه‌ای دارد؛ زیرا محصول نهایی باید بتواند الزامات طراحی و ساخت را برآورده کند.

۲. کنترل اولیه ورق فولادی
پیش از ورود کویل به خط تولید، مشخصات آن بررسی می‌شود.
این کنترل می‌تواند شامل بررسی:

• ضخامت ورق
• عرض ورق
• کیفیت سطح
• وضعیت پوشش
• مشخصات محصول
• مدارک فنی و کنترل کیفیت

باشد. هدف از این مرحله آن است که مواد اولیه نامناسب وارد فرآیند تولید نشوند.

۳. برش طولی کویل یا Slitting
کویل‌های فولادی ممکن است از ابتدا عرض موردنیاز خط تولید را نداشته باشند. در این حالت، کویل به نوارهایی با عرض مناسب تقسیم می‌شود.
به این فرآیند Slitting گفته می‌شود.
عرض نوار باید با هندسه مقطع نهایی و تنظیمات خط رول‌فرمینگ هماهنگ باشد. منابع صنعت CFS نیز فرآیند تبدیل کویل به اعضای قاب‌بندی را با برش کویل به عرض‌های متناسب با ابعاد محصول توضیح می‌دهند.

۴. قرار دادن کویل روی دستگاه Uncoiler
نوار فولادی آماده‌شده روی دستگاهی به نام Uncoiler قرار می‌گیرد.
وظیفه این دستگاه باز کردن تدریجی کویل و تغذیه پیوسته خط تولید است.
در این مرحله باید حرکت ورق کنترل شود تا نوار فولادی با سرعت و کشش مناسب وارد دستگاه شکل‌دهی شود.

۵. ورود ورق به دستگاه رول‌فرمینگ
مهم‌ترین مرحله تولید مقاطع LSF، Roll Forming است.
در این فرآیند، نوار فولادی از میان مجموعه‌ای از غلتک‌ها یا قالب‌های متوالی عبور می‌کند. هر مجموعه از غلتک‌ها بخش کوچکی از شکل موردنظر را به ورق می‌دهد و با عبور از چندین ایستگاه، مقطع به‌تدریج به شکل نهایی خود می‌رسد.
یکی از ویژگی‌های اصلی این روش آن است که شکل‌دهی در دمای محیط انجام می‌شود و برای فرم‌دادن ورق، مانند فرآیندهای گرم‌فرمینگ، حرارت اضافی اعمال نمی‌شود.

۶. شکل‌دهی مقطع
با عبور ورق از غلتک‌های مختلف، قسمت‌های مختلف مقطع شکل می‌گیرند.
برای مثال در یک مقطع C شکل، بخش‌های اصلی مانند:

• جان
• بال
• لبه یا Lip

به‌صورت تدریجی شکل می‌گیرند.

غلتک‌ها باید به‌گونه‌ای تنظیم شوند که فرم مقطع دقیقاً مطابق مشخصات طراحی تولید شود. خطا در تنظیم دستگاه می‌تواند باعث تغییر در عرض، عمق یا زاویه قسمت‌های مختلف مقطع شود.

۷. ایجاد سوراخ‌های کارخانه‌ای
در بسیاری از مقاطع LSF، سوراخ‌هایی برای اهداف مشخص در زمان تولید ایجاد می‌شوند.
این سوراخ‌ها ممکن است برای:

• عبور لوله‌های تأسیسات
• عبور کابل برق
• اتصال اجزای مختلف
• نصب برخی تجهیزات
• ایجاد ارتباط میان اعضا

در نظر گرفته شوند.
مزیت ایجاد سوراخ‌ها در کارخانه این است که محل آنها می‌تواند از پیش براساس نقشه مشخص شود و نیازی به سوراخ‌کاری تصادفی در کارگاه نباشد. منابع SFIA نیز پانچ بازشوهای مربوط به مسیرهای تأسیساتی را به‌عنوان بخشی از فرآیند تولید CFS توضیح می‌دهند.
نکته مهم: ایجاد سوراخ جدید در یک عضو سازه‌ای پس از تولید نباید بدون بررسی فنی انجام شود، زیرا ممکن است ظرفیت عضو را تحت تأثیر قرار دهد.

۸. برش مقطع به طول موردنیاز
پس از شکل‌گیری مقطع، محصول پیوسته به طول‌های موردنیاز برش داده می‌شود.
در پروژه‌های معمولی ممکن است مقاطع در طول‌های مشخص تولید و سپس برای ساخت قاب مورد استفاده قرار گیرند.
در پروژه‌های پیشرفته‌تر و پیش‌ساخته، دستگاه می‌تواند مقاطع را مطابق فهرست قطعات و نقشه‌های ساخت در طول‌های مشخص برش دهد.
یکی از مزیت‌های Roll Forming این است که امکان تولید اعضا در طول‌های سفارشی وجود دارد.

۹. پانچ و ایجاد جزئیات تکمیلی
در برخی خطوط تولید، علاوه بر سوراخ‌های تأسیساتی، ممکن است محل‌هایی برای اتصال، مونتاژ، شماره‌گذاری یا سایر جزئیات نیز آماده شوند.
در پروژه‌های پانلی یا پیش‌ساخته، دقت این مرحله اهمیت زیادی پیدا می‌کند؛ زیرا محل هر سوراخ یا برش ممکن است مستقیماً با قطعه دیگری در زمان مونتاژ مرتبط باشد.

۱۰. شماره‌گذاری قطعات
در پروژه‌هایی که سیستم تولید بر اساس نقشه‌های دقیق و مدل دیجیتال انجام می‌شود، هر قطعه می‌تواند یک شناسه مشخص داشته باشد.
این شماره‌گذاری می‌تواند مشخص کند که قطعه:

• متعلق به کدام دیوار است
• در کدام طبقه قرار دارد
• در چه سمتی نصب می‌شود
• با چه قطعاتی مونتاژ می‌شود

این روش، خطاهای مونتاژ را کاهش داده و سرعت نصب را افزایش می‌دهد.

۱۱. کنترل ابعادی مقاطع
پس از شکل‌دهی و برش، ابعاد مقطع باید کنترل شوند.
بررسی‌هایی مانند:

• عمق مقطع
• عرض بال
• طول عضو
• ضخامت
• شکل لبه‌ها
• محل سوراخ‌ها
• انحراف و تابیدگی

از کنترل‌های مهم تولید هستند.
استانداردهای مربوط به تولید CFS برای ابعاد و تلرانس‌های ساخت الزاماتی دارند و تولیدکنندگان باید محصول را در محدوده مشخصات مربوطه تولید کنند.

۱۲. کنترل کیفیت فولاد و پوشش گالوانیزه
کنترل کیفیت فقط به شکل هندسی مقطع محدود نمی‌شود. کیفیت فولاد و پوشش محافظ آن نیز باید بررسی شود.
در سیستم‌های CFS، پوشش‌های روی یا گالوانیزه برای محافظت در برابر خوردگی مورد استفاده قرار می‌گیرند. با این حال، دوام محصول فقط به پوشش وابسته نیست و شرایط محیطی و جزئیات اجرای ساختمان نیز اهمیت دارند.
در برنامه‌های تأیید کیفیت SFIA، محصولاتی مانند استاد و Track از نظر خواص مکانیکی، پوشش، ابعاد و برچسب‌گذاری مورد ارزیابی قرار می‌گیرند.

۱۳. کنترل کیفیت نهایی محصول
پیش از بسته‌بندی، محصول نهایی باید بررسی شود تا مشخص شود با مشخصات فنی موردنظر مطابقت دارد.
این کنترل ممکن است شامل موارد زیر باشد:

کنترل ابعادی

  بررسی اندازه و شکل مقطع
کنترل ظاهری

 بررسی آسیب، له‌شدگی، تابیدگی یا نقص قابل مشاهده

کنترل پوشش

 بررسی وضعیت پوشش محافظ.

کنترل سوراخ‌ها
بررسی محل و ابعاد پانچ‌ها.

کنترل طول
اطمینان از اینکه طول قطعات مطابق نقشه یا سفارش است.

کنترل مشخصات فنی
تطبیق محصول با مشخصات موردنیاز پروژه.

۱۴. دسته‌بندی و بسته‌بندی مقاطع
پس از تأیید محصول، اعضا بر اساس نوع، اندازه، طول یا محل مصرف دسته‌بندی می‌شوند.
در پروژه‌های پیش‌ساخته، ممکن است مقاطع هر دیوار یا هر طبقه به‌صورت جداگانه بسته‌بندی شوند تا هنگام نصب، دسترسی به قطعات آسان باشد.
SFIA نیز فرآیند تولید محصولات CFS را پس از شکل‌دهی با مرحله بسته‌بندی محصول دنبال می‌کند.

۱۵. انتقال مقاطع به محل پروژه
پس از تکمیل بسته‌بندی، مقاطع برای استفاده در کارخانه، کارگاه مونتاژ یا مستقیماً در محل پروژه ارسال می‌شوند.
در پروژه‌های LSF ممکن است دو رویکرد وجود داشته باشد:

تولید مقاطع و مونتاژ در محل پروژه
یا
تولید مقاطع و ساخت پنل‌ها یا اجزای قاب در کارخانه و انتقال آنها به پروژه
پیش‌ساختگی می‌تواند باعث افزایش دقت و ساده‌تر شدن روند مونتاژ شود. در منابع صنعت CFS نیز استفاده از مقاطع برای ساخت پنل‌های دیوار و کف و همچنین خرپاهای سقف مطرح شده است.