Tubo de acero rectangular conformado en frío

Qué es un tubo de acero rectangular conformado en frío?

Un tubo de acero rectangular conformado en frío es un tubo hueco de acero que se fabrica doblando una tira o placa de acero en una sección transversal rectangular mediante una serie de matrices de laminación continua a temperatura ambiente (o por debajo de la temperatura de recristalización), y luego soldando las costuras mediante soldadura de alta frecuencia u otros métodos.

En pocas palabras, se trata de un tubo de acero rectangular laminado directamente en frío sin calentamiento. El proceso de fabricación del tubo rectangular incluye principalmente: preparación de la materia prima, laminación en frío a temperatura ambiente, soldadura, enderezado, corte y tratamiento superficial.

Características del tubo de acero rectangular conformado en frío:

Ventajas:

1. Alta precisión dimensional y excelente calidad superficial
Gracias al procesamiento en frío, las dimensiones del producto se controlan con precisión, la superficie es muy lisa y no se producen incrustaciones de óxido durante el laminado en caliente, lo que resulta en una mejor apariencia estética.

Rugosidad superficial Ra≤0,8 μm, lo que permite la galvanoplastia o pulverización directa, eliminando así la necesidad de pulido.

En comparación con la cascarilla de óxido en la superficie de los tubos laminados en caliente, la resistencia a la corrosión de los tubos laminados en frío se mejora en más del 50 % (datos de prueba ASTM A500).

2. Alta eficiencia y bajo coste: El proceso de producción continuo y altamente automatizado permite un alto aprovechamiento del material, lo que lo convierte en el método más económico para la fabricación de tubos de acero rectangulares. En comparación con los tubos laminados en caliente, el laminado en frío elimina la necesidad de calentamiento, lo que reduce el consumo de energía en aproximadamente un 40 % y permite la producción de tubos con paredes más delgadas.

3. Alta flexibilidad: La misma línea de producción puede producir diversas especificaciones de tubos rectangulares y cuadrados mediante el cambio de moldes, lo que permite una rápida respuesta a la demanda del mercado.
4. Propiedades de sección transversal optimizables: Al modificar el proceso de conformado, se pueden producir tubos con diferentes formas de esquinas (p. ej., esquinas redondeadas, ángulos rectos) y distribuciones de espesor de pared.

Desventajas y limitaciones:

1. Presencia de costura de soldadura: El cuerpo del tubo presenta una costura de soldadura longitudinal, lo cual constituye un punto débil potencial. Si bien la tecnología moderna de soldadura de alta frecuencia está consolidada, su fiabilidad aún es inferior a la de los tubos sin costura en condiciones de presión y fatiga extremadamente severas.
2. Tensión residual: El doblado en frío genera tensión residual en el material, lo que puede afectar el procesamiento posterior o el rendimiento en entornos específicos.
3. Limitaciones de espesor y tamaño de pared: Se utiliza típicamente para producir tubos de paredes delgadas a medianas. La producción de tubos con paredes extremadamente gruesas o secciones transversales ultragrandes es bastante difícil.
4. Rendimiento en esquinas: Debido a la intensa deformación en frío que se experimenta en las esquinas, su tenacidad puede ser ligeramente inferior a la de las áreas planas.

Normas comunes:
Europa: EN 10219 "Perfiles huecos estructurales soldados conformados en frío"
Estándar Americano.: ASTM A500 "Tubos estructurales de acero al carbono soldados y sin costura conformados en frío"
China: GB/T 6728 "Perfiles huecos conformados en frío para fines estructurales"

Principales aplicaciones de los tubos de acero rectangulares conformados en frío:

Los tubos de acero rectangulares conformados en frío son los más utilizados debido a su excelente relación calidad-precio y se encuentran en diversas industrias:

1. Estructuras de edificación: Las especificaciones medianas, como 80×40×2 mm, son las preferidas para viguetas de muro cortina, barandillas de escaleras, vigas y columnas de estructuras de acero de edificación, y cerchas y vigas de techo de grandes edificios públicos como estadios y aeropuertos. Tenga en cuenta que se recomiendan las versiones galvanizadas (recubrimiento de zinc ≥80 g/m²) para zonas costeras.

2. Fabricación de maquinaria: Carcasas, soportes, rieles guía y bastidores de transportadores para diversos equipos mecánicos. Se recomienda el uso de tubos laminados en frío de alta precisión (p. ej., 30×15×1 mm) en guías para equipos automatizados, con tolerancias que cumplen con la norma H7.
3. Industria de nuevas energías: Los soportes fotovoltaicos suelen utilizar especificaciones de 60×40×2,5 mm, que requieren una resistencia a la presión del viento ≥0,6 kN/㎡.

4. Vehículos y transporte: Bastidores de carrocería y componentes de chasis para automóviles, camiones, autobuses y metro.
5. Almacenamiento y logística: Estructuras de soporte para estanterías de alta resistencia y cobertizos de almacenamiento.

6. Infraestructura: Barandillas de puentes, postes de luz y torres de señalización.
7. Decoración del hogar: Estructuras de muebles, pasamanos de escaleras y expositores.

Comparación con tubos rectangulares conformados en caliente:

Tubos de acero rectangulares conformados en frío: Proceso de laminado en frío + soldadura.
Características: Alta precisión dimensional, buen acabado superficial, alta eficiencia de producción, menor costo, aptos para compras de gran volumen.
Norma típica: EN 10219

Tubos de acero rectangulares trabajados en caliente: Expansión en caliente tras laminado/extrusión o soldadura a alta temperatura.
Características: Generalmente, menor precisión dimensional, superficie más rugosa, pero mejor tenacidad y ductilidad, y menor tensión residual. Menor eficiencia de producción y mayor costo.
Norma típica: EN 10210

Conclusión: 

Los tubos de acero rectangulares conformados en frío son materiales estructurales eficientes y económicos, fabricados mediante procesos de laminado en frío y soldadura, y satisfacen más del 80% de la demanda del mercado de tubos rectangulares. Son la opción preferida cuando el proyecto es sensible a los costos, requiere una producción de gran volumen y se utiliza en estructuras de construcción y mecánicas convencionales. Solo cuando se enfrentan condiciones extremas, como temperaturas extremadamente bajas, alta fatiga, corrosión intensa o condiciones de presión especiales, se deben considerar tubos trabajados en caliente o sin costura, más costosos.

Más información: Guía de selección de tubos estructurales cuadrados conformados en caliente según EN 10210