I tubi sagomati, grazie alle loro forme in sezione trasversale non-standardizzate-e alle funzioni personalizzate, sono sempre più ampiamente utilizzati nelle apparecchiature di fascia alta-, nelle strutture edili, nell'industria automobilistica e negli impianti energetici. Rispetto ai tubi convenzionali rotondi o rettangolari, il loro processo di formatura è più complesso e richiede un equilibrio tra precisione geometrica, proprietà dei materiali ed efficienza produttiva. Una conoscenza approfondita dei principi e dei metodi di formatura dei tubi sagomati è un prerequisito per ottenere prodotti di alta-qualità e-affidabilità.
Il principio di base della formatura di tubi sagomati consiste nell'applicare una deformazione plastica continua a strisce o pezzi grezzi di metallo secondo un contorno preimpostato in sezione trasversale-, piegandoli e racchiudendoli in una cavità chiusa garantendo al contempo stabilità dimensionale e di forma. I percorsi di processo sono principalmente suddivisi in due categorie: formatura a freddo e formatura a caldo. La formatura a freddo è adatta per la maggior parte degli acciai a basso-carbonio e acciai a basso-legati e offre vantaggi quali elevata precisione dimensionale e finitura superficiale liscia. La formatura a caldo viene utilizzata per leghe ad alta-resistenza, materiali a-pareti spesse o difficili-da-deformare, riducendo le forze di formatura ed evitando la fragilità causata dall'incrudimento.
La saldatura è il percorso di processo più comune per i tubi sagomati. Questo processo include in genere lo srotolamento, il livellamento, il fissaggio della larghezza, la cesoiatura, la profilatura, la saldatura, la dimensionatura e il taglio. L'unità di profilatura è dotata di più set di rulli in base alla forma della sezione trasversale-, che pressano il nastro di acciaio nel contorno target un fotogramma alla volta. La giuntura longitudinale viene quindi collegata mediante saldatura a resistenza ad alta-frequenza, saldatura ad arco di argon o saldatura laser. La qualità della saldatura determina direttamente la resistenza complessiva e le prestazioni di tenuta del tubo. È necessario un controllo rigoroso della corrente di saldatura, della velocità e delle condizioni di raffreddamento nella zona interessata dal calore, insieme a test non distruttivi online o offline della saldatura per prevenire difetti come crepe, fusione incompleta e inclusioni di scorie.
Per alcune semplici sezioni trasversali-irregolari, come tubi ellittici ed esagonali, è possibile utilizzare la formatura senza giunture. Questo processo utilizza spesso come materie prime grezzi di forma irregolare, che formano direttamente una sezione trasversale chiusa-lungo lo stampo mediante estrusione a caldo o trafilatura a freddo. La formatura senza giunture elimina il rischio di concentrazione delle sollecitazioni associato alle saldature, con conseguente migliore durata alla fatica e resistenza alla pressione. Tuttavia, richiede una maggiore precisione dello stampo e capacità delle attrezzature, limitando la flessibilità della produzione.
La formatura di tubi complessi-a sezione irregolare richiede spesso una combinazione di più processi e l'intervento della tecnologia CNC. La piegatura CNC tridimensionale- può elaborare curve spaziali e sezioni trasversali non convenzionali-da tubi diritti pre-formati, soddisfacendo i requisiti di layout di precisione delle tubazioni aerospaziali e automobilistiche. Nel frattempo, le tecnologie di formatura incrementale e idroformatura sviluppate negli ultimi anni possono applicare una pressione idraulica multi-punto all'interno di una cavità chiusa, consentendo di formare piastre piane o parti pre-formate in tubi sagomati in un unico passaggio, riducendo i processi intermedi e migliorando l'utilizzo del materiale.
Anche il trattamento superficiale è una parte cruciale della catena del processo di formatura. Dopo la formatura, i tubi sagomati spesso richiedono raddrizzatura, taglio longitudinale e lavorazione finale e, a seconda dell'ambiente di servizio, vengono applicati zincatura, rivestimento in plastica o spruzzatura con strati anticorrosione per migliorare la resistenza alla corrosione e l'estetica.
Nel complesso, il processo di formatura dei tubi sagomati si basa sulla deformazione plastica dei materiali, combinata con varie tecniche come la formatura a rulli, la trafilatura senza giunzioni e la formatura CNC, formando un preciso percorso di trasformazione da pezzi grezzi piatti a sezioni trasversali chiuse complesse-. Con lo sviluppo della progettazione di stampi, del controllo automatico e delle tecnologie di monitoraggio online, la precisione e l'efficienza della formatura continuano a migliorare, ponendo solide basi per l'applicazione su larga-scala di tubi sagomati in campi-di fascia alta.
