Kątowniki to jedne z najpopularniejszych elementów konstrukcyjnych. Stosowane są niemal we wszystkich obszarach budownictwa i nie tylko. Trudno byłoby znaleźć osobę, która zupełnie nie potrafi ich sobie wyobrazić. Jednak pojęcie kątownik gorącowalcowany sprawia, że nie wszyscy wiedzą, z czym dokładnie mają do czynienia. Jeśli chcesz poznać jego cechy i następnym razem nie dać się zaskoczyć tej nazwie, to trafiłeś w dobre miejsce.
Czym jest kątownik?
Zacznijmy od podstaw. Najprościej mówiąc, kątownik jest rodzajem kształtownika o dwóch ramionach tworzących kąt prosty. Oznacza to, że w przekroju poprzecznym przypominają literę „L”. Jej krawędzie mogą mieć tę samą grubość. Często jednak jedna z nich jest odrobinę grubsza. Dzięki temu kątownik można łatwiej oprzeć o obrabianą powierzchnię. Ich budowa jest więc niezwykle prosta. Dzięki temu są bardzo wytrzymałe i mogą być wykorzystywane do wielu zadań.
Gdzie wykorzystuje się kątowniki?
Kątowniki są elementami konstrukcyjnymi, które znajdują zastosowanie w wielu dziedzinach, m.in. budownictwie, stolarstwie i ślusarstwie. Można je wykorzystać wyłącznie jako narzędzie pomiarowe podczas pracy lub w celu kontroli kątów w gotowych projektach. Czasem służą jako okucia mebli. Bywają także używane do budowy sklepowych regałów czy kratownic. Przydają się też do zachowania kątów prostych ścian czy stopni schodów. Ich przeznaczenie zależy głównie od materiału, z którego zostały wykonane.
Kątowniki – materiały wykonania
Różnorodność zastosowań wymaga użycia rozmaitych materiałów do ich produkcji. Niektóre sytuacje wymagają użycia kątowników drewnianych, inne z PCV lub nawet tektury. Ze względu na znaczną wytrzymałość i odporność na uszkodzenia mechaniczne najczęściej spotykane są jednak kątowniki metalowe. Wśród nich wymienić należy: kątowniki aluminiowe i kątowniki stalowe. U nas znajdziesz jedne i drugie. Szukaj odpowiednio w kategorii „Stal kwasoodporna” i „Aluminium”.
Kątowniki aluminiowe
Aluminium to materiał wykorzystywany na wielu polach. Nic w tym dziwnego, gdy weźmie się pod uwagę jego właściwości wytrzymałościowe w połączeniu z lekkością. Jego atutem jest także odporność na korozję. Dzięki temu może być bez przeszkód stosowane w warunkach zewnętrznych, nie zagraża mu bowiem wilgoć, zmienne warunki atmosferyczne czy promieniowanie ultrafioletowe. Te cechy aluminium sprawiły, że kątowniki aluminiowe stały się jednymi z popularniejszych kształtowników stosowanych w przemyśle lekkim, ciężkim czy w życiu codziennym. Wykonuje się z nich, m.in. elementy konstrukcyjne maszyn czy listwy schodowe. Bywają też wykorzystywane do budowy ogrodzeń czy ram przydrożnych tablic reklamowych.
Kątowniki stalowe
Kolejnym rodzajem metalowych kątowników są te wykonane ze stali. Zalet tego materiału chyba nie trzeba przedstawiać. Można by je wymieniać naprawdę długo. Wystarczy, więc jeśli napiszemy, że stal jest bardzo wytrzymała na rozciąganie i zginanie. Ponadto jest odporna na uszkodzenia mechaniczne i ma świetne parametry izolacyjne. Zwykła stal niestety nie jest odporna na korozję. Jednak można ją zapewnić wzbogacając stop o większą ilość chromu. W ten sposób powstaje stal nierdzewna. Dalsze ulepszenia mogą nadać jej kolejne pożądane cechy, np. kwasoodporność.
Do czego używa się kątowników stalowych? Między innymi do budowy licznych architektonicznych konstrukcji wsporczych, np. dźwigarów kratowych. Stosowane są także w produkcji maszyn i urządzeń przemysłowych, pojazdów czy dźwigów. Ogólnie mówiąc, wszędzie tam, gdzie wymagana jest trwałość oraz wysoka odporność na odkształcenia.
Jakimi metodami produkowane są kątowniki?
Najczęściej spotyka się kątowniki produkowane na dwa sposoby: zimnowalcowane i gorącowalcowane. Oczywiście, odmienny proces wytwórstwa przekłada się na ich różne właściwości. Na początek przyjrzyjmy się więc samemu procesowi walcowania.
Walcowanie metali – czym jest ten proces?
Walcowanie to jeden z rodzajów obróbki plastycznej metali. Jego celem jest nadanie obrabianym przedmiotom pożądanych kształtów i wymiarów oraz lepszych właściwości mechanicznych. Ten proces polega na przesuwaniu materiału między obracającymi się względem siebie rolkami, tarczami lub walcami walcarek, które powodują jego odkształcanie. Możliwości, jakie daje walcowanie, często wykorzystywane są do produkcji wielu elementów na potrzeby różnych gałęzi przemysłu. Umożliwia ono nadawanie kształtu blachom, prętom czy kształtownikom, np. ceownikom, teownikom czy kątownikom. Obróbkę tę można podzielić pod względem rozmaitych kryteriów. Jednym z podstawowych jest – temperatura walcowanego materiału. Wyróżnia się tu walcowanie na zimno, ciepło i gorąco. Przyjrzyjmy się dokładniej temu ostatniemu.
Walcowanie na gorąco – na czym polega?
Walcowanie na gorąco przeprowadza się w bardzo wysokiej temperaturze rzędu 1300°C. Dlaczego tak wysokiej? Ponieważ ten proces wymaga rekrystalizacji materiału. Dzięki temu możliwe jest nadanie mu nowego kształtu, pożądanych wymiarów i właściwości. Atutem tego rodzaju walcowania jest uzyskanie gęstej i mechanicznie wzmocnionej struktury surowców.
Poza tym do gorącowalcowania wykorzystuje się dość duże sztaby materiału, które, aby się uplastycznić, potrzebują dużo ciepła. Wyobraź sobie ile energii jest niezbędne, aby rozgrzać stal do białości. W każdym razie walcowanie na gorąco wymaga podjęcia konkretnych kroków. Po wstępnym podgrzaniu i przetworzeniu tworzywa należy utrzymywać jego wysoką temperaturę. Następnie wysyła się je do walcarki. Tam przechodzi przez serię rolek dociskowych, aby uzyskać właściwe wymiary. Można to porównać do wałkowania ciasta, ale z dodatkowymi efektami specjalnymi.
Następnie materiały układane są w zwoje i pozostawiane do wychłodzenia. W procesie stygnięcia zmniejsza się objętość surowca, przez co powstają drobne zniekształcenia metalu. Brak kontroli nad powstawaniem deformacji jest uznawane za główną wadę tego procesu. Między innymi z tego powodu część osób wybiera kątowniki zimnowalcowane zamiast gorącowalcowanych. Czy słusznie?
Kątownik gorącowalcowany a zimnowalcowany – różnice
Tak naprawdę walcowanie na zimno nie przebiega całkowicie „na zimno”. Produkcja kątowników gorącowalcowanych i zimnowalcowanych różni się drugim etapem. Nie będziemy wdawać się jednak w szczegóły. To, co Cię zainteresuje, to z pewnością właściwości, które wynikają z odmiennego typu wytwórstwa. Ta kwestia wydaje się istotniejsza z punktu widzenia możliwości zastosowania, prawda?
Za kątownikami gorącowalcowanymi przemawia łatwość obróbki i montażu. W stosunkowo prosty sposób poddają się cięciu, szlifowaniu czy spawaniu. Jednak jak wspomnieliśmy wyżej, ich wadą może być wygląd. Brak kontroli nad materiałem w czasie stygnięcia przejawia się w zauważalnych w wyglądzie deformacjach. Na powierzchni może pojawiać się też wyraźna zgorzelina. Oczywiście w późniejszych etapach są sposoby na ukrycie tych niedoskonałości, np. dzięki szlifowaniu i lakierowaniu. Jednak, jeśli kątownik ma być widocznym elementem konstrukcyjnym to często lepiej ułatwić sobie pracę i wybrać kątownik walcowany na zimno. Oczywiście, jeśli założenia projektu na to pozwalają.
Pewnie się domyślasz, że kątowniki gorącowalcowane nie są wybierane ze względu na urodę. W porównaniu do zimnogiętych odznaczają się o wiele lepszymi parametrami technicznymi. Technologia ich produkcji zapewnia im bowiem większą sztywność i wytrzymałość na zginanie, a co za tym idzie trwałość i dłuższą żywotność.
Charakterystyka kątowników gorącowalcowanych
Zanim przejdziemy do zalet i możliwości zastosowania kątowników gorącowalcowanych, uporządkujmy wiadomości. Na pewno już zauważyłeś, że te materiały w procesie walcowania na gorąco zyskują całkiem nowe cechy. Rozgrzane do bardzo wysokiej temperatury surowce, przechodząc przez rolki walcarki, zyskują pożądane wymiary i kształt.
Po ostygnięciu metal, z którego są wykonane, ulega skurczeniu. Dzięki temu zmniejszają się wolne przestrzenie między ich cząsteczkami. Struktura staje się bardziej upakowana, a przez to mechanicznie wzmocniona. Sprawia to, że materiał staje się jednorodny na całej powierzchni, a jego twardość stabilizuje się na jednym poziomie w całej rozciągłości kątownika. Walcowanie na gorąco eliminuje bowiem wady mikrostrukturalne.
Dodatkowo kątowniki gorącowalcowane poddaje się odprężaniu. W ten sposób usuwa się z nich napięcie wewnętrzne. Wszystkie te cechy czynią je wysoce odpornymi na odkształcenia. Bezpośrednio wpływa to na wytrzymałość, żywotność i bezpieczeństwo użytkowania konstrukcji z nich wykonanych.
Wymiary kątowników gorącowalcowanych
Kątowniki gorącowalcowane można znaleźć w dwóch typach. Oczywiście wszystkie w przekroju poprzecznym przypominają literę „L”. Jednak część z nich ma równe ramiona, a część nie. Stąd ich nazwy: kątowniki równoramienne i nierównoramienne. Stosowane są w zależności od potrzeb inwestycji, jednak oba rodzaje mają te same zalety.
Zalety kątowników gorącowalcowanych
Ich atutów jest naprawdę sporo. Część już wymieniliśmy – na przykład brak wad w mikrostrukturze surowca czy jego mechaniczne ulepszenie. Kątowniki gorącowalcowane charakteryzują się też dobrymi parametrami wytrzymałościowymi, trwałością i odpornością na czynniki zewnętrzne. Ponadto można łatwo dopasować ich rozmiar do własnych potrzeb. Ich montaż oraz łączenie też są ułatwione. Przekłada się to na szerokie możliwości zastosowania.
Zastosowanie
Ze względu na trwałość i wysoką odporność na odkształcenia kątowniki walcowane na gorąco są powszechnie wykorzystywanym materiałem w wielu dziedzinach. W dużej ilości projektów wymagających wysokich parametrów materiałowych sprawdzają się o wiele lepiej niż kątowniki zimnogięte. Dodatkowo na ich popularność wpływa możliwość dalszej obróbki pod wymogi konkretnych inwestycji. Zwykle łączone bywają za pomocą śrub, nitów lub są po prostu spawane. Z tego powodu można je dostrzec niemal wszędzie. Wystarczy przyjrzeć się konstrukcjom wsporczym w dużych halach targowych, magazynach lub sklepach wielkopowierzchniowych. Znajdziesz je jednak nie tylko w branży budowlanej, ale także w przemysłowej.
W branży budowlanej
Może kątowniki gorącowalcowane nie zachwycają designem i wspaniałymi walorami wizualnymi (choć na pewno znalazłoby się masę projektów, w których ich surowe, pierwotne formy zrobiłyby furorę), ale w końcu to nie ich główne zadanie. Zostały stworzone przede wszystkim po to, aby budować z nich trwałe konstrukcje i wzmocnienia. Z tego powodu na dobre wpisały się w realia branży budowlanej.
Kątowniki gorącowalcowane często wykorzystuje się do tworzenia złożonych układów konstrukcyjnych, np. kratownic, ram czy płyt mostowych. Oznacza to, że można je spotkać zarówno w budownictwie drogowym, jak i w mieszkaniowym lub przemysłowym. Stanowią popularny element wzmacniający stropy garaży czy dachy potężnych szklarni.
W branży przemysłowej
Przemysł również wymaga pewnych i sprawdzonych rozwiązań. Po tym, czego dowiedziałeś się o kątownikach walcowanych na gorąco, chyba nie zaprzeczysz, że nie spełniają one tych kryteriów.
Przez wzgląd na ich wysoką wytrzymałość na obciążenia i działające siły kątowniki gorącowalcowane znajdują zastosowanie między innymi w przemyśle kolejowym, czy maszynowym jako części pojazdów, maszyn i urządzeń rolniczych, wydobywczych lub górniczych, a także jako wsparcie konstrukcji zaawansowanych linii produkcyjnych. W przemyśle energetycznym z kolei wykorzystywane są do zakratowania potężnych słupów przesyłowych wysokiego napięcia.
Na co zwrócić uwagę kupując kątowniki?
Przede wszystkim na wymagania konstrukcyjne inwestycji. Wybór wymiarów i materiałów leży jednak w gestii konstruktora. Dopiero po sporządzeniu niezbędnych obliczeń można dokonać zakupu. Kątowniki mimo swej prostej budowy, decydują przecież o solidności wykonania projektu. Nie warto więc tu oszczędzać. Ceny kątowników i tak nie są wygórowane, biorąc pod uwagę fakt, iż na ich „barkach” spoczywa ogromny ciężar. Bezpieczeństwo nie powinno mieć ceny, choć niestety w dzisiejszym świecie bywa różnie. W każdym razie wybierając kątowniki, zawsze powinieneś kierować się jakością. A kątowniki gorącowalcowane doskonale wpasowują się w ten schemat. Od tej pory powinny kojarzyć Ci się z pojęciami: „trwałość”, „odporność na odkształcenia” i „wytrzymałość”.
