Los tubos cuadrados laminados en caliente y en frío son procesos de conformado de acero o placas de acero. Estos influyen considerablemente en la organización y las propiedades del acero. El laminado del acero se realiza principalmente en caliente, mientras que el laminado en frío se utiliza únicamente para producir placas de acero pequeñas y delgadas.
Laminado en caliente
Ventajas: Permite destruir la estructura de fundición del lingote, refinar el grano del acero, eliminar defectos de organización, aumentar la densidad del acero y mejorar las propiedades mecánicas. Esta mejora se refleja principalmente en la dirección de laminado, de modo que el acero deja de ser isótropo hasta cierto punto. Bajo la acción de altas temperaturas y altas presiones, las burbujas, grietas y holguras formadas durante el proceso de vertido también pueden soldarse.
Desventajas:
1. Tras el laminado en caliente, las inclusiones no metálicas del acero (principalmente sulfuros, óxidos y silicatos) se presionan en placas delgadas, causando delaminación (capa intermedia). La delaminación daña gravemente las propiedades de tracción del acero a lo largo del espesor, y puede producirse un desgarro entre capas cuando la soldadura se contrae. La deformación local causada por la contracción de la soldadura suele alcanzar varias veces la deformación límite de fluencia, que es mucho mayor que la deformación causada por la carga.
2. Tensión residual causada por un enfriamiento irregular. Esta tensión residual es una tensión interna autoequilibrada que no se ve afectada por fuerzas externas. Diversos perfiles laminados en caliente presentan esta tensión residual. En general, cuanto mayor sea la sección transversal de la sección de acero, mayor será la tensión residual. Aunque la tensión residual es autoequilibrada, influye en el rendimiento del componente de acero bajo la acción de fuerzas externas. Por ejemplo, puede afectar negativamente a la deformación, la estabilidad y la resistencia a la fatiga.
3. La superficie del tubo cuadrado de chapa laminada en caliente es rugosa y no lisa, presenta una planitud deficiente y presenta un comportamiento a la flexión deficiente.
Laminación en frío
La laminación en frío se refiere al procesamiento en frío de placas o flejes de acero a temperatura ambiente mediante estirado, doblado y estirado en frío, entre otros procesos, para obtener diversos tipos de acero.
Ventajas: alta velocidad de conformado, alto rendimiento, ausencia de daños en el recubrimiento y posibilidad de fabricar diversas formas transversales para satisfacer las necesidades de las condiciones de uso. La laminación en frío puede provocar una gran deformación plástica del acero, aumentando así su límite elástico.
Desventajas:
1. Aunque no se produce compresión termoplástica durante el proceso de conformado, existe tensión residual en la sección transversal, lo que inevitablemente afecta las características de pandeo general y local del acero.
2. El acero laminado en frío es generalmente un acero abierto, con baja rigidez a la torsión. Presenta fácil torsión al doblarse, así como flexión y pandeo torsional al comprimirse, y su rendimiento torsional es deficiente.
3. El espesor de pared del acero laminado en frío es pequeño y no presenta engrosamiento en el ángulo de conexión de la placa, por lo que su capacidad para soportar cargas concentradas locales es limitada.
4. La superficie del tubo cuadrado de placa fría es lisa, negra y brillante. La placa fría es generalmente un tubo cuadrado recocido negro con buenas propiedades de flexión y tracción.
Las principales diferencias entre el laminado en caliente y el laminado en frío son:
1. La placa de acero laminada en frío permite el pandeo local de la sección, lo que permite aprovechar al máximo la capacidad portante tras el pandeo del componente; el acero laminado en caliente no lo permite.
2. Las causas de la generación de tensiones residuales en el acero laminado en caliente y en el acero laminado en frío son diferentes, por lo que su distribución también es muy distinta. La distribución de tensiones residuales en la sección transversal del acero de pared delgada doblado en frío es de tipo flexión, mientras que la distribución de tensiones residuales en la sección transversal del acero laminado en caliente o soldado es de tipo película.
3. La rigidez torsional libre del acero laminado en caliente es mayor que la del acero laminado en frío, por lo que su resistencia a la torsión es mejor que la del acero laminado en frío.
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