BR112021004322A2 - método de produção de tubo de aço e molde de prensagem - Google Patents

Abstract

MÉTODO DE PRODUÇÃO DE TUBO DE AÇO E MOLDE DE PRENSAGEM. Um método de produção de tubo de aço inclui executar dobramento três ou mais vezes em material de chapa ao longo de direção da largura, material de chapa sendo submetido ao dobramento de borda em ambas extremidades na direção da largura, para formar pré-forma apresentando seção transversal em forma de U; então prensar a pré-forma para formar tubo aberto apresentando uma porção de folga de costura em uma direção longitudinal; e consequentemente unir porção de folga de costura para formar tubo de aço. Quando largura do material de chapa antes do dobramento de borda é largura de chapa W, a pré-forma tem porção levemente dobrada que tem curvatura pequena em comparação com outras regiões ou uma porção não dobrada não sendo submetida ao dobramento, cujo centro é posicionado em ponto distante de extremidade da largura da chapa de W/4, e prensagem é executada para formar tubo aberto em uma forma tal que faixa de 20[%] ou mais da largura da chapa W cujo centro está posicionado em uma porção mais inferior da seção transversal em forma de U e faixa de 10[%] ou mais da largura da chapa W da extremidade da largura da chapa estão inscritas em arco com diâmetro igual ou substancialmente igual a diâmetro externo do tubo de aço.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTO- DO DE PRODUÇÃO DE TUBO DE AÇO E MOLDE DE PRENSA- GEM". Campo

[0001] A presente invenção refere-se a um método de produção de um tubo de aço e a um molde de prensagem para uso no método de produção de um tubo de aço. Antecedentes

[0002] As técnicas de conformação UOE são amplamente usadas para conformar tubos de aço. Nas técnicas de conformação UOE, uma chapa de aço é incialmente dobrada por prensagem em forma de U e então prensada na forma de O para formar um tubo aberto, que é um corpo tubular apresentando uma porção de folga de costura entre as extremidades da largura da chapa opostas entre si em uma direção circunferencial. A porção de folga de costura do tubo aberto é encos- tada e unida por soldagem para formar um tubo de aço, que é então expandido de modo que o diâmetro do tubo de aço seja aumentado. A técnica de conformação UOE, entretanto, exige uma alta força de prensagem no processo de prensagem de uma chapa de aço em for- ma de U ou em forma de O para formar um tubo aberto e inevitavel- mente exige o uso de uma máquina de prensagem de grande escala.

[0003] Então, na produção de um tubo de aço, há uma técnica pa- ra formar um tubo aberto com uma força de prensagem reduzida. Por exemplo, um processo de dobramento por prensagem está em uso prático, no qual as porções de borda na direção da largura de uma chapa de aço são dobradas para produzirem porções dobradas de borda, e posteriormente um dobramento por prensagem de três pontos é executado várias vezes com um punção apoiado em um suporte de punção e um molde para conformar a chapa de aço em uma forma aproximadamente circular. A quantidade aberta da porção de folga de costura do tubo aberto formado pelo processo de dobramento por prensagem é maior que a largura do suporte de punção. Se a quanti- dade aberta for muito grande, a força exigida para encostar as extre- midades da largura da chapa opostas entre si e fechar a porção de folga de costura é aumentada para soldar a porção de folga de costu- ra. Uma instalação maior é então exigida para fechar a porção de folga de costura. Em adição, após a porção de folga de costura com uma quantidade aberta excessivamente grande ser soldada, a porção sol- dada recebe uma força provocada por recuperação elástica para abrir a porção de folga de costura e tende a sofrer um defeito de soldagem. Se a força for muito grande, a porção soldada se quebra.

[0004] Técnicas para reduzir a quantidade aberta da porção de folga de costura de um tubo aberto após o dobramento por prensagem nas Literaturas de Patente 1 a 4. A Literatura de Patente 1 descreve uma técnica para reduzir a quantidade aberta da porção de folga de costura de um tubo aberto pelo fornecimento de uma porção de liga- ção articulável entre a extremidade frontal de punção e o suporte do punção para reduzir a largura do suporte de punção. A Literatura de Patente 2 descreve uma técnica para reduzir a quantidade aberta da porção de folga de costura de um tubo aberto pelo fornecimento de um dispositivo de retenção da folga para restringir a movimentação do ma- terial de chapa em uma direção ortogonal à direção de movimentação do punção, e aplicar uma grande pressão no dobramento final sem as porções das extremidades da largura da chapa entrarem em contato com o suporte de punção. A Literatura de Patente 3 descreve uma técnica para reduzir a quantidade aberta da porção de folga de costura de um tubo aberto pela medição do vão entre a extremidade da largura da chapa e o suporte do punção após o final do processo de prensa- gem final e minimizar o vão. A Literatura de Patente 4 descreve uma técnica para reduzir a quantidade aberta da porção de folga de costura de um tubo aberto independentemente da variação na forma produzida no processo de dobramento por prensagem, no qual a quantidade de pressão pelo punção na etapa final é determinada com base no mo- mento em que a distância entre as extremidades da largura da chapa se torna um valor predeterminado no momento da prensagem no pro- cesso de dobramento final.

[0005] Infelizmente, as técnicas descritas nas Literaturas de Pa- tente 1 a 4 falham em reduzir a quantidade aberta da porção de folga de costura de um tubo aberto para uma largura menor que a largura do suporte de punção. Então, as técnicas para reduzir a quantidade aberta da porção de folga de costura pelo processamento adicional do tubo aberto após o dobramento por prensagem estão descritos nas Literaturas de Patente 5 a 9. A Literatura de Patente 5 descreve uma técnica para conformar um tubo com uma carga menor pela prensa- gem a quente de um tubo de aço após o dobramento por prensagem. A Literatura de Patente 6 descreve uma técnica de prensagem, na qual um detector de distorção é disposto para detectar uma falha ou distorção de um elemento de prensagem ligado a uma corrediça, o elemento de prensagem é disposto de modo a ser capaz de inclinar ou transladar em resposta à detecção de uma falha ou distorção pelo de- tector de distorção, e quando o material bruto é prensado em forma de tubo, o elemento de prensagem é inclinado ou transladado pela quan- tidade de inclinação ou transladação do elemento de prensagem de modo a reduzir a quantidade de distorção. A Literatura de Patente 7 descreve uma técnica na qual um tubo fendido apresentando uma pré- forma não circular é conformado por moldagem ligeira, comparado a outras etapas de dobramento, em pelo menos uma etapa de dobra- mento que age na face interna de um material de chapa nos lados di- reito e esquerdo em relação ao centro definido pela linha do eixo longi- tudinal de uma ferramenta lateral superior que vai no material de cha-

pa conformado progressivamente, e o tubo fendido é então completa- do adicionando-se adequadamente em cada caso uma força de pren- sagem que age nas áreas previamente conformadas levemente em ambos os lados do centro para a pré-forma não circular por fora. A Li- teratura de Patente 8 descreve uma técnica na qual um material bruto apresentando uma porção plana entre porções dobradas em pelo me- nos duas curvaturas do tubo, é aplicada deformação plástica a pelo menos uma porção plana em uma curvatura predeterminada para for- mar um tubo com uma porção fendida fechada. A Literatura de Patente 9 descreve um método de conformar um tubo com uma porção fendida fechada. O método inclui fornecer uma porção levemente dobrada com uma curvatura mais leve que outras regiões ou fornecer uma porção não dobrada na qual o dobramento é omitido, para formar um corpo pré-conformado, e aplicar uma força de dobramento sem restringir a porção levemente dobrada ou a porção não dobrada, ao pressionar o corpo pré-conformado em um tubo aberto. Ao aplicar a força de do- bramento, é recomendado que o corpo pré-conformado seja mantido em um molde em uma postura em forma de U com sua porção aberta virada para cima, e seja apoiado em sua extremidade inferior.

[0006] As Literaturas de Patente 10 e 11 descrevem um método de produção de um tubo UOE apresentando um diâmetro de produto no qual o diâmetro externo do tubo de produto é diferente do diâmetro de uma superfície interna de um molde de prensagem em O. O molde descrito na Literatura de Patente 10 é conformado de modo que ape- nas uma parte da forma de elipse da superfície interna do molde supe- rior/inferior é entalhada. Nas FIG. 3(a) e FIG. 4(a) da Literatura de Pa- tente 10 que ilustram o efeito do molde, um tubo O está em contato com toda a superfície interna do molde de prensagem em O. A Litera- tura de Patente 11 descreve um método usando um molde que tem uma superfície interna apresentando um arco com um raio maior que o diâmetro externo do produto e tem uma superfície de extremidade reti- ficada previamente para fornecer um vão suficientemente grande. Após o material ser ajustado no molde e então submetido a uma com- pressão predeterminada, o tubo conformado é girado de cerca de 90[°] e a prensagem em O é executada novamente para formar uma forma circular. Na primeira etapa de prensagem em O, o tibo de aço está em contato íntimo com toda a superfície do molde. Lista de citações Literaturas de Patente

[0007] Literatura de Patente 1: Pedido de Patente Japonesa Aber- to à Inspeção Pública No. 2004-82219 Literatura de Patente 2: Pedido de Patente Japonesa Aber- to à Inspeção Pública No. 2011-56524 Literatura de Patente 3: WO2014/188468 Literatura de Patente 4: WO2014/192043 Literatura de Patente 5: Pedido de Patente Japonesa Aber- to à Inspeção Pública No. 2005-324255 Literatura de Patente 6: Pedido de Patente Japonesa Aber- to à Inspeção Pública No. 2005-21907 Literatura de Patente 7: Pedido de Patente Japonesa Aber- to à Inspeção Pública No. 2012-250285 Literatura de Patente 8: Patente dos Estados Unidos No. 4149399 Literatura de Patente 9: WO2016/084607 Literatura de Patente 10: Pedido de Patente Japonesa Aberto à Inspeção Pública No. 2003-39115 Literatura de Patente 11: Pedido de Patente Japonesa Aberto à Inspeção Pública No. 2002-178026 Sumário Problema técnico

[0008] Infelizmente, a técnica descrita na Literatura de Patente 5 incorre em um aumento significativo de custo se o consumo de energia térmica envolvido no aquecimento for incluído. Além disso, nessa téc- nica, se um material de chapa produzido através de um processamen- to termomecânico for usado para alcançar resistência, tenacidade e soldabilidade, as características do material podem ser prejudicadas. Nas técnicas descritas nas Literaturas de Patente 6 a 8, o material bru- to ou a pré-forma não circular é formada separadamente no lado direi- to e no lado esquerdo. Se a quantidade de deformação for diferente entre a direita e a esquerda, uma diferença de nível (desalinhamento) pode ser produzida na porção de folga da costura ou a porção fendida seve como porção soldada. Nessas técnicas, a deformação em uma forma desejada em uma única etapa provoca a concentração local de deformação, u que pode deteriorar a redondeza do tubo de aço. Por essa razão, a deformação em múltiplas etapas é inevitável e impõe um limite na conformação eficiente. Na técnica descrita na Literatura de Patente 9, uma vez que o raio do molde inferior é maior que o diâme- tro externo do tubo, a porção inferior do corpo pré-conformado em uma postura em forma de U é dobrado de volta, provocando uma deforma- ção que abre a porção de folga. Isto pode evitar a redução do vão da porção fendida. As técnicas descritas nas Literaturas de Patente 10 e 11 envolvem prensagem em um estado no qual o tubo O está em con- tato íntimo com toda a superfície do molde, e requer uma alta força de prensagem como descrito acima e ainda requer inevitavelmente uma máquina de prensagem de grande escala.

[0009] A presente invenção é feita apresentando em vista os pro- blemas acima. O objetivo da presente invenção é fornecer um método de produção de um tubo de aço para conformar eficientemente um tu- bo de aço com alta redondeza e um molde de prensagem. Solução para o problema

[0010] Para resolver o problema e alcançar o objetivo, um método de produção de um tubo de aço de acordo com a presente invenção inclui: executar dobramento três ou mais vezes em um material de chapa ao longo da direção da largura, o material de chapa sendo submetido ao dobramento de borda em ambas as extremidades na direção da largura, para formar uma pré-forma apresentando a seção transversal em forma de U; prensar a pré-forma para formar um tubo aberto, o tubo aberto sendo um corpo tubular apresentando uma por- ção de folga de costura na direção longitudinal; e unir a porção de fol- ga de costura para formar um tubo de aço, onde quando a largura do material de chapa antes do dobramento da borda é uma largura W, a pré-forma tem uma porção levemente dobrada ou uma porção não do- brada cujo centro está posicionado em um ponto fora de uma extremi- dade da largura da chapa em W/4, a porção levemente dobrada apre- sentando uma curvatura pequena comparada com outras regiões, a porção não dobrada não sendo submetida ao dobramento, e a pren- sagem é executada para conformar o tubo aberto em uma forma tal que uma faixa de 20[%] ou mais da largura da chapa W cujo centro está posicionado na porção inferior da seção transversal em forma de U e uma faixa de 10[%] ou mais da largura da chapa W a partir da ex- tremidade da largura da chapa estão inscritos em um arco com um di- âmetro igual a ou substancialmente igual a um diâmetro externo do tubo de aço.

[0011] Além disso, no método de produção de um tubo de aço de acordo com a presente invenção, onde A denota a faixa de 20[%] ou mais da largura da chapa W cujo centro está posicionado na porção inferior da seção transversal em forma de U inscrita em um arco com um diâmetro igual ou substancialmente igual ao diâmetro externo do tubo de aço, e B denota a faixa total de 10[%] ou mais da largura da chapa W a partir de amas as extremidades da largura da chapa inscri-

ta em um arco com um diâmetro igual a ou substancialmente igual apo diâmetro externo do tubo de aço, a Expressão (1) é satisfeita, 2|A-B|/(A+B) < 0,4 (1) onde |A-B| é o valor absoluto de A-B.

[0012] Além disso, no método de produção de um tubo de aço de acordo com a presente invenção, quando a pré-forma é colocada em um segundo molde de um par de moldes de modo que um primeiro molde do par de moldes seja oposto ao lado aberto em forma de U da pré-forma, e a pré-forma é prensada enquanto a pré-forma é retida en- tre o par de moldes, o segundo molde inclui uma superfície de prensa- gem de maneira que: em um estado no qual a pré-forma é colocada no segundo molde, a superfície de prensagem não está em contato com a pré-forma, excluindo a faixa formada em uma forma inscrita em um arco com um diâmetro igual ou substancialmente igual a um diâmetro externo da chapa de aço, em relação à porção mais inferior da seção transversal em forma de U; e em um estado no qual a prensagem é completada, uma parte do segundo molde não está em contato com o tubo aberto, e o primeiro molde inclui uma superfície de prensagem de maneira tal que: em um estado no qual a pré-forma é colocada no se- gundo molde, a superfície de prensagem não está em contato com a pré-forma; e em um estado em que a prensagem é completada, uma parte do primeiro molde não está em contato com o tubo aberto.

[0013] Além disso, no método de produção de um tubo de aço de acordo com a presente invenção, o dobramento por prensagem é exe- cutado usando-se um molde apresentando um raio de uma porção do arco dentro de uma faixa de ±3,5[%] em relação ao raio corresponden- te ao raio externo da chapa de aço.

[0014] Além disso, no método de produção de um tubo de aço de acordo com a presente invenção, na prensagem da pré-forma, um centro de um molde de prensagem para uso na prensagem da pré-

forma coincide com um centro na direção da largura da pré-forma.

[0015] Além disso, no método de produção de um tubo de aço de acordo com a presente invenção, a pré-forma é retida em uma postura em forma de U com um lado aberto em forma de U virado para cima.

[0016] Além disso, o molde de prensagem para uso no método de produção de um tubo de aço de acordo com a presente invenção, in- clui um par de moldes que são um par de corpos de prensagem para reter a pré-forma; e uma porção de arco formada em uma superfície de cada molde em contato com a pré-forma de modo que o centro do arco esteja localizado em uma posição coincidente com o centro de dobramento do molde, a porção de arco apresentando um raio dentro da faixa de ±3,5[%] em relação a um raio correspondente a um raio externo do tubo de aço, onde a porção de arco em cada molde tem um ângulo central de 70 graus ou mais, e o ângulo total dos ângulos cen- trais das porções de arco de ambos os moldes é menor que 360 graus.

[0017] Além disso, no molde de prensagem de acordo com a pre- sente invenção, os ângulos centrais das porções de arco de ambos os moldes são iguais entre si.

[0018] Além disso, no molde de prensagem de acordo com a pre- sente invenção, cada molde inclui porções lineares ou porções de arco de pequena curvatura apresentando uma curvatura menor que a por- ção de arco, as porções lineares ou as porções de arco de pequena curvatura sendo conectadas a ambas as extremidades da porção de arco na direção do arco.

[0019] Além disso, no método de produção de um tubo de aço de acordo com a presente invenção, o molde de prensagem de acordo com a presente invenção é usado. Efeitos vantajosos da invenção

[0020] O método de produção de um tubo de aço e molde de prensagem de acordo com a presente invenção alcança o efeito de conformar eficientemente um tubo de aço com alta redondeza. Breve descrição dos desenhos

[0021] A FIG. 1 é uma vista em perspectiva externa de um molde e um punção para uso na conformação de uma pré-forma apresentando uma seção transversal em forma de U através de um processo de do- bramento por prensagem de acordo com uma modalidade; a FIG. 2 é um diagrama ilustrando o procedimento para conformar uma pré-forma apresentando uma seção transversal em forma de U através de um processo de dobramento por prensagem; a FIG. 3 é uma vista de seção transversal da pré-forma apresentando uma seção transversal em forma de U; as FIGS. 4(a) a 4(c) são diagramas ilustrando esquemati- camente o processo de conformação de um tubo aberto pela execução de uma prensagem O na pré-forma; a FIG. 5 é uma ilustração de porções de arco, porções line- ares, e ângulos centrais de um molde superior e de um molde inferior; a FIG. 6 é um gráfico ilustrando a relação entre a quantida- de aberta da porção de folga de costura do tubo aberto e a faixa de restrição; as FIGS. 7(a) a 7(c) são diagramas ilustrando esquemati- camente o estado de deformação quando o tubo aberto é conformado usando-se o molde superior e o molde inferior com uma faixa de restri- ção de 0 grau; a FIG. 8 é um gráfico ilustrando a relação entre a faixa de restrição e a redondeza de um tubo de aço antes da expansão do tubo quando a porção de folga de costura do tubo aberto é fechada por sol- dagem; a FIG. 9 é um gráfico lustrando a relação entre a faixa de restrição e a carga de prensagem;

a FIG. 10 é um gráfico ilustrando o resultado da quantidade aberta da porção de folga de costura do tubo aberto quando as faixas de restrição individuais do molde superior e do molde inferior são mu- dados; a FIG. 11 é um gráfico ilustrando o resultado da redondeza de um tubo de aço antes da expansão do tubo que é formado pelo fe- chamento da porção de folga de costura do tubo aberto por soldagem quando as faixas de restrição individuais do molde superior e do molde inferior são mudadas; a FIG. 12 é um gráfico ilustrando o resultado da carga de prensagem quando as faixas de restrição individuais do molde superior e do molde inferior são mudadas; a FIG. 13 é um gráfico ilustrando o resultado da quantidade aberta da porção de folga de costura quando a faixa de restrição do molde superior e a faixa de restrição do molde inferior são as mesmas e o comprimento de uma porção levemente dobrada ou de uma porção não dobrada da pré-forma após o dobramento por prensagem ser mu- dado; a FIG. 14 é um gráfico ilustrando o resultado da redondeza de um tubo de aço antes da expansão do tubo quando a faixa de res- trição do molde superior e a faixa de restrição do molde inferior são as mesmas e o comprimento da porção levemente dobrada ou da porção não dobrada da pré-forma após o dobramento por prensagem ser mu- dado; a FIG. 15 é um gráfico ilustrando o resultado da carga de prensagem quando a faixa de restrição do molde superior e a faixa de restrição do molde inferior são as mesmas e o comprimento da porção levemente dobrada ou da porção não dobrada da pré-forma após o dobramento por prensagem ser mudado; a FIG. 16 é um gráfico ilustrando o resultado da quantidade aberta da porção de folga de costura do tubo aberto quando os raios da porção de arco do molde superior e do molde inferior são mudados; e a FIG. 17 é um gráfico ilustrando o resultado da carga de prensagem quando os raios da porção de arco do molde superior e do molde inferior são mudados. Descrição de modalidades

[0022] Uma modalidade de um método de produção de um tubo de aço e um molde de prensagem para uso no método de produção de um tubo de aço de acordo com a presente invenção será descrita abaixo. A FIG. 1 é uma vista externa em perspectiva de um molde 1 e de um punção 2 para uso na conformação de uma pré-forma apresen- tando uma seção transversal em forma de U através de um processo de dobramento por prensagem de acordo com a presente modalidade. O molde 1 é disposto em um caminho de transporte incluindo uma plu- ralidade de cilindros de transporte 3 para um material de chapa S e inclui um par de elementos esquerdo e direito 1a e 1b em forma de vara para apoiar o material de chapa S em dois pontos ao longo da direção de transporte do material de chapa. Uma distância e entre os elementos em forma de vara 1a e 1b na direção de transporte do ma- terial de chapa pode ser trocada de acordo com o tamanho de um tubo de aço acabado.

[0023] O punção 2 é móvel em uma direção mais próxima ou mais afastada do molde 1 e inclui uma extremidade frontal do punção se projetando para baixo 2a para prensar um material de chapa S e um suporte de punção 2b contínuo à superfície traseira (superfície de ex- tremidade superior) da extremidade frontal do punção 2a com a mes- ma largura para apoiar a extremidade frontal do punção 2a. O suporte de punção 2b tem uma extremidade superior acoplada a um meio de acionamento não ilustrado. O meio de acionamento aplica uma força de prensagem à extremidade frontal do punção 2a.

[0024] A FIG. 2 ilustra o procedimento para conformar uma pré- forma S1 apresentando uma seção transversal em forma de U através de um processo de dobramento por prensagem. Esse procedimento ilustra especificamente um exemplo no qual o material de chapa S submetido previamente ao dobramento de borda é dobrado e o mate- rial de chapa S é alimentado em ordem a partir do topo até a parte in- ferior na coluna esquerda da Fig. 2, então desde o topo até a parte in- ferior na coluna média na Fig. 2, e finalmente para a coluna direita na Fig. 2. As setas dadas ao punção 2 e ao material de chapa S na Fig. 2 indicam a direção na qual o punção 2 e o material de chapa S se mo- vem em cada estágio.

[0025] Para conformar um material de chapa S em uma forma tu- bular usando o material de chapa S como material de partida, inicial- mente é executado previamente o dobramento de borda no material de chapa S. Esse dobramento de borda é executado para uma porção de extremidade da largura da chapa, que é relativamente difícil de dobrar, comparado com o dobramento executado no material de chapa S usando o molde 1 e o punção 2. Quando porções de borda dobradas são fornecidas nas porções de extremidade da largura da chapa S pe- lo dobramento de bordas, uma chapa de aço com alta redondeza pode ser obtida facilmente, comparado com o caso em que nenhuma porção de borda dobrada é fornecida. A redondeza de um tubo de aço é um índice que representa quão próximo a um círculo é a forma da seção transversal do tubo de aço, e é um valor indicado pela razão obtida dividindo-se a diferença o máximo e o mínimo da quantidade de varia- ção a partir de um arco aproximado em toda a circunferência de um tubo de aço pelo diâmetro do tubo de aço. Por exemplo, um tubo de aço apresentando um diâmetro externo D é dividido em 8 partes iguais, 12 partes iguais, 16 partes iguais ou 24 partes iguais na direção circunferencial do tubo de qualquer comprimento de tubo dado, e os diâmetros externos em posições opostas são medidos. Quando o diâ- metro máximo e o diâmetro mínimo dos diâmetros externos medidos são Dmax e Dmin, respectivamente, a redondeza [%] é definida por {(Dmax-Dmin)/D}×100. À medida que a redondeza está próxima de zero, a forma da seção transversal do tubo de aço está mais próxima de um círculo perfeito.

[0026] O material de chapa S fornecido com porções de borda do- bradas é colocado no molde 1 ilustrado na FIG. 1. Enquanto o material de chapa S é transportado intermitentemente a uma quantidade de alimentação predeterminada, o dobramento é executado três ou mais vezes ao longo da direção da largura do material de chapa S através do procedimento ilustrado na Fig. 2 para formar uma pré-forma S1 apresentando uma seção transversal em forma de U como um todo.

[0027] A FIG. 3 é uma vista de seção transversal da pré-forma S1 apresentando uma seção transversal em forma de U. Como ilustrado na FIG. 3, quando a largura do material de chapa S antes do dobra- mento de borda é uma largura de chapa W, uma porção não dobrada P não submetida ao dobramento é fornecida a uma parte da pré-forma S1, em particular, de modo que o centro da porção não dobrada P es- teja posicionado a uma porção W/4 que é uma seção distante W/4 de cada extremidade da largura da chapa. Essa porção não dobrada P pode ser fornecida aumentando-se a quantidade de alimentação do material de chapa S e omitindo-se a prensagem pelo punção 2. Em uma parte da pré-forma S1, em particular, de modo que o centro seja posicionado na porção W/4 a partir de cada uma das extremidades da largura da chapa, uma porção levemente dobrada apresentando uma curvatura menor que outras porções (com uma curvatura leve compa- rada com outras porções) pode ser fornecida ao invés da porção não dobrada P. Nesse caso, na descrição a seguir, “porção não dobrada P”

pode ser lida como “porção levemente dobrada”, se necessário. A por- ção levemente dobrada pode ser fornecida aplicando-se uma quanti- dade menor de pressão pelo punção 2 que em outras porções.

[0028] O punção 2 ilustrado na Fig. 1 e na Fig. 2 tem uma forma I na qual a largura da extremidade frontal do punção 2a na direção de transporte do material de chapa é igual à largura do suporte de punção 2b na direção de transporte do material de chapa. Entretanto, a forma do punção 2 não é limitada a essa. Por exemplo, um punção 2 que te- nha aproximadamente a forma de um T invertido pode ser usado, no qual a largura da extremidade frontal do punção 2a na direção de transporte do material de chapa é maior que a largura do suporte de punção 2b na direção de transporte do material de chapa. Se a largura do suporte de punção 2b na direção de transporte do material de cha- pa for a mesma, o punção 2 apresentando aproximadamente a forma de um T invertido pode pressionar uma área maior do material de cha- pa S em uma única prensagem, comparado com o punção 2 apresen- tando uma forma I, reduzindo assim o número de prensagens.

[0029] Uma vez que o material de chapa S é dobrado por dobra- mento por prensagem para formar a pré-forma S1 apresentando uma seção transversal em forma de U, a prensagem O é executada para dobrar por prensagem a pré-forma S1 em uma forma de O usando-se um molde de prensagem que é um par de moldes incluindo um molde superior 4 e um molde inferior 5 como ilustrado na Fig. 4, formando assim um tubo aberto S2, que é um corpo tubular apresentando uma porção de folga de costura G entre as porções de extremidade de lar- gura da chapa opostas entre si na direção circunferencial.

[0030] O procedimento para executar a prensagem O na pré-forma S1 para formar o tubo aberto S2 será descrito agora em relação à Fig.

4. Antes de tudo, como ilustrado na Fig. 4(a), a pré-forma S1 é instala- da no molde inferior 5 de modo que o molde superior 4 e o lado aberto em forma de U da pré-forma S1 são opostos um ao outro (de modo que o lado aberto em forma de U da pré-forma S1 esteja virado para cima), e a pré-forma S1 é retida entre o molde superior 4 e o molde inferior 5. Na prensagem da pré-forma S1, o centro do dobramento do molde de prensagem é alinhado com o centro na direção da largura da pré- forma S1. As porções de extremidade da largura da chapa podem, as- sim, ser pressionadas regularmente à direita e à esquerda no lado aberto em forma de U da pré-forma S1.

[0031] Como ilustrado na Fig. 5, as superfícies do molde superior 4 e do molde inferior 5 que podem estar em contato com a pré-forma S1 têm porções de arco 4a e 5a, respectivamente, com um diâmetro igual ou substancialmente igual ao diâmetro externo do tubo de aço a ser formado com um ângulo central θ. Essa faixa é prensada em uma forma inscrita no arco com um diâmetro igual ou substancialmente igual ao diâmetro externo do tubo de aço. Por exemplo, o ângulo cen- tral θ de 360 graus corresponde a uma largura de chapa de 100[%] a ser prensada na forma inscrita. Daqui em diante, o ângulo central θ da porção de arco 4a, 5a é referido como a faixa de restrição, e o valor obtido dividindo-se esse ângulo por 360 graus é a faixa prensada na forma inscrita no arco com um diâmetro igual ou substancialmente igual ao diâmetro externo do tubo de aço. A porção de arco 4a tem um arco central em uma posição coincidente com o centro de dobramento Op4 do molde superior 4. A porção de arco 5a tem um centro de arco em uma posição coincidente com o centro de dobramento Op5 do mol- de inferior 5. O molde superior 4 tem porções lineares 4b1 e 4b2 conec- tadas às respectivas extremidades na direção do arco da porção de arco 4a. O molde inferior 5 tem porções lineares 5b1 e 5b2 conectadas às respectivas extremidades na direção do arco da porção de arco 5a. No lugar das porções lineares 4b1, 4b2, 5b1, e 5b2, o molde superior 4 e o molde inferior 5 podem ter porções de arco de pequena curvatura apresentando uma curvatura menor que a curvatura das porções de arco 4a e 5a. Na presente invenção, em vista do aumento da simetria do tubo de aço resultante, é preferível que as porções lineares 4b 1, 4b2, 5b1, e 5b2 ou as porções de arco de pequena curvatura conecta- das às porções de arco 4a e 5a são simétricas em relação aos centros de dobramento Op4 e Op5, isto é, os centros das porções de arco 4a e 5a. É preferível que a prensagem seja executada usando-se um molde apresentando um raio de uma porção de arco dentro de uma faixa de ±3,5[%] em relação a um raio correspondente ao raio externo do tubo de aço. A razão para isso será descrita mais adiante.

[0032] Subsequentemente, a pré-forma S1 retida entre o molde superior 4 e o molde inferior 5 é pressionada para baixo pelo molde superior 4 e submetida à prensagem O como ilustrado na Fig. 4(b). Aqui, as porções da pré-forma S1 que são opostas às porções de arco 4a e 5a do molde superior 4 e do molde inferior 5 são restringidas pelo molde superior 4 e pelo molde inferior 5, enquanto as porções não do- bradas P da pré-forma S1 não são restringidas pelo molde superior 4 e pelo molde inferior 5. Assim, o tubo aberto S2 como ilustrado na Fig. 4(c) pode ser formado com uma força de prensagem menor que a for- ça de prensagem exigida quando toa a circunferência da pré-forma S1 é restringida pelo molde superior 4 e pelo molde inferior 5.

[0033] No método de produção de um tubo de aço de acordo com a presente modalidade, usando o molde de prensagem incluindo o molde superior 4 e o molde inferior 5, a pré-forma S1 é prensada para formar o tubo aberto S2 em uma forma tal que a faixa de 20[%] ou mais da largura da chapa W (equivalente ao ângulo central θ de 70 graus ou maior) cujo centro está posicionado na porção inferior da seção trans- versal em forma de U e uma faixa de 10[%] ou mais (equivalente ao ângulo central θ de 35 graus ou maior) da largura da chapa W a partir da extremidade da largura da chapa são inscritos no arco com um di-

âmetro igual a ou substancialmente igual ao diâmetro externo do tubo de aço.

[0034] Na presente modalidade, em vista de melhorar a forma do tubo de aço resultante, é preferível que a faixa na qual o tubo aberto S2 é inscrito no molde seja substancialmente a mesma do lado do molde superior 4 e do molde inferior 5. Isto é, quando a faixa de 20[%] ou mais da largura da chapa W cujo centro está posicionado na porção mais inferior da seção transversal em forma de U inscrita no arco com um diâmetro igual ou substancialmente igual ao diâmetro externo do tubo de aço é denotada por A, e a faixa total de 10[%] ou mais da lar- gura da chapa W de ambas extremidades de largura da chapa inscri- tas no arco com um diâmetro igual ou substancialmente igual ao diâ- metro externo do tubo de aço é denotada por B, é preferível que a Ex- pressão (1) seja satisfeita: 2|A-B|/(A+B) < 0,4 (1) onde |A-B| é o valor absoluto de A-B. O significado da Expressão (1) será descrito em detalhes mais adiante.

[0035] No método de produção de um tubo de aço de acordo com a presente modalidade, para garantir que o tubo aberto S2 seja inscrito no molde em uma faixa predeterminada e para obter uma forma satis- fatória, como ilustrado na Fig. 5, é preferível que, na seção transversal em forma de U da pré-forma S1 antes da prensagem, os ângulos θ11 e θ12 entre uma tangente TL1 em uma porção W/2 que é uma porção central da largura da chapa e as tangentes TL21 e TL22 nas porções W/4 sejam de 35 graus ou maior e menor que 90 graus. Além disso, é preferível que, na pré-forma S1 antes da prensagem, os ângulos θ21 e θ22 entre as tangentes TL31 e TL32 nas porções de extremidade da lar- gura da chapa e as tangentes TL21 e TL22 nas porções W/4 sejam de 35 graus ou maior e menor que 90 graus. Para ajustar a mesma faixa inscrita no lado do molde superior 4 e no lado do molde inferior 5, é preferível que a soma dos ângulos θ11 e θ12 entre a tangente TL1 e as tangentes TL21 e TL22 seja substancialmente igual à soma dos ângulos θ21 e θ22 entre as tangentes TL31 e TL32 e as tangentes TL21 e TL22.

[0036] Esses ângulos precisam ser definidos em consideração de uma instalação para dobrar a pré-forma S1 em forma de U e a forma de um molde para dobrar a pré-forma S1 em forma de U no tubo aber- to S2, pelas razões a seguir. Se esses ângulos forem muito grandes, a distância entre as extremidades da largura da chapa é pequena. Se a distância for menor que a largura do suporte de punção 2b para dobrar na pré-forma S1 em forma de U, é impossível obter a pré-forma S1 em forma de U. Por outro lado, se esses ângulos forem muito pequenos, a distância entre as extremidades da largura da chapa da pré-forma S1 em forma de U é grande, de forma que quando a pré-forma S1 em for- ma de U é colocada no molde, a distância entre as extremidades da largura da chapa é maior que a abertura do molde superior 4 e a força de dobramento não pode ser aplicada. Em adição, a distância entre as porções não dobradas P na direita e na esquerda é excessivamente grande para evitar a colocação adequada no lado inferior 5.

[0037] Quando a pré-forma S1 é colocada no molde inferior 5 que é o segundo molde do par de moldes de modo que o molde superior 4 que é o primeiro molde do par esteja oposto ao lado aberto em forma de U da pré-forma S1, e a pré-forma S1 é prensada enquanto a pré- forma S1 é retida entre o molde superior 4 e o molde inferior 5, o molde superior 4 e o molde inferior 5 têm as superfícies de prensagem a se- guir. Isto é, o molde inferior 5 tem uma superfície de prensagem de maneira tal que a superfície de prensagem não esteja em contato com a pré-forma S1, excluindo a faixa de 20[%] ou mais (equivalente ao ân- gulo central θ de 70 graus ou maior) da largura da chapa W cujo cen- tro está posicionado na porção mais inferior da seção transversal em forma de U, em um estado no qual a pré-forma S1 é colocada no mol- de inferior 5, e que uma parte do molde inferior 5 não está em contato com o tubo aberto S2 em um estado no qual a prensagem é completa- da. O molde superior 4 tem uma superfície de prensagem de tal ma- neira que a superfície de prensagem não está em contato com a pré- forma S1 em um estado em que a pré-forma S1 é colocada no molde inferior 5, e que uma parte do molde superior 4 não está em contato com o tubo aberto S2 em um estado no qual a prensagem é completa- da.

[0038] Na presente modalidade, é preferível que, na prensagem da pré-forma S1, o centro do molde de prensagem para uso no dobra- mento por prensagem da pré-forma S1 coincida com o centro na dire- ção da largura da pré-forma S1. Isto se dá porque a aplicação de uma força simétrica ao centro na direção da largura da pré-forma S1 contri- bui para a melhoria na precisão da forma do tubo de aço resultante.

[0039] Na presente modalidade, é preferível que a pré-forma S1 seja retida em uma postura em forma de U com o lado de abertura da forma de U virada para cima. Isto é porque a prensagem nessa postu- ra facilita a operação. Outra razão é que se o lado de abertura em for- ma de U estiver virado para baixo, o peso da pré-forma S1 é exercido nas porções de extremidade da largura da chapa da pré-forma S1 e pode provocar arranhões nas porções de extremidade da largura da chapa ou no molde, e isso deve ser evitado.

[0040] Aqui, na presente modalidade, quando o tubo aberto S2 é conformado executando-se a prensagem O na pré-forma S1 usando-se o molde superior 4 e o molde inferior 5, a força de prensagem é apli- cada a uma parte distante W/4 do centro da porção não dobrada P na direção da porção de extremidade da largura na pré-forma S1. A razão para isso é como segue. Quando toda a pré-forma S1 é conformada em um círculo, o momento do dobramento é M = F∙r∙cosφ (F: força de prensagem, r: raio do círculo) em uma posição em que o ângulo cen- tral está distante da porção prensada por um ângulo φ, e é maior em uma posição distante da porção prensada por 90 graus, onde a defor- mação é também maior. A força de prensagem é então aplicada a uma posição distante do centro da porção não dobrada P por 90 graus, isto é, por 1/4 de toda a circunferência, com o que a porção não dobrada P é efetivamente deformada. Aqui, o momento do dobramento é maior em uma posição distante da posição que recebe a força de prensagem por 90 graus e diminui à medida que a distância dessa posição au- menta. Com base nisso, é preferível aplicar uma força de prensagem a uma seção distante do centro da porção não dobrada P na direção da porção de extremidade da largura da chapa por W/4±0,07W para pro- duzir deformação plástica suficiente na porção não dobrada P.

[0041] Na presente modalidade, o centro da porção não dobrada P é fornecido em uma seção incluindo a posição distante da extremidade da largura da chapa de W/4. A razão para isso é como segue. Embora seja preferível aplicar uma força de prensagem a uma seção distante do centro da porção não dobrada P na direção da porção de extremi- dade da largura da chapa por W/4 como descrito acima, a posição de contato entre o molde superior 4 e a pré-forma S1 muda, e a posição que recebe a força de prensagem também muda, porque a forma da pré-forma S1 muda em uma etapa de formação da pré-forma S1 no tu- bo aberto S2. Quando a porção não dobrada P é fornecida em uma seção que inclui a posição distante da extremidade da largura da cha- pa por W/4 na pré-forma S1, a porção que recebe a força de prensa- gem é sempre a porção da extremidade da largura da chapa da pré- forma S1 de modo que a posição não dobrada P é mais deformada. Fazendo-se assim, é possível aplicar deformação à porção não dobra- da P em uma prensagem única, sem mudar a posição prensada. Além disso, é preferível fornecer a porção não dobrada P em uma faixa de

W/4±0,07W a partir da posição que recebe a força de prensagem, isto é, a extremidade da largura da chapa da pré-forma S1.

[0042] Uma vez que as porções de extremidade da largura da chapa estão em contato com o molde superior 4 no estado inicial da prensagem como ilustrado na Fig. 4(a) e na Fig. 4(b), é preferível que a porção não dobrada P seja fornecida em uma seção incluindo uma seção distante da extremidade da largura da placa da pré-forma S1 por W/4.

[0043] A Fig. 6 é um gráfico ilustrando a relação entre a quantida- de aberta da porção de folga de costura G do tubo aberto S2 e a faixa de restrição. A relação entre a quantidade aberta e a faixa de restrição ilustrada na Fig. 6 é aquela obtida quando um tubo de aço com uma resistência à tração de 630 [Mpa], um diâmetro externo de 660,4 [mm], e uma espessura do tubo de 40,0 [mm] é formada soldando-se ambas as extremidades do tubo aberto S2 e posteriormente executando-se a correção da forma por expansão do tubo a uma razão de expansão do tubo de 1[%].

[0044] A pré-forma S1 após o dobramento por prensagem é provi- da com uma porção não dobrada P apresentando um comprimento de W/12 em uma porção W/4 a partir de cada uma das extremidades da largura da chapa em ambos os lados. O ângulo θ11, θ12 entre a tangen- te na porção central da largura da chapa e a porção W/4 que é uma seção distante da extremidade da largura da chapa por W/4 é de 75 graus, e o ângulo θ21, θ22 entre a tangente na porção da extremidade da largura da chapa e a tangente na porção W/4 é de 75 graus. Essa pré-forma S1 é retida entre o molde superior 4 e o molde inferior 5 apresentando a mesma faixa de restrição. A quantidade de prensagem é ajustada de modo que a distância entre as porções em W/2 do tubo aberto S2 seja igual ao diâmetro antes da expansão do tubo (a quanti- dade de prensagem para baixo na prensagem O é ajustada de modo que o diâmetro longitudinal coincida com o diâmetro antes da expan- são do tubo). Como pode ser visto da Fig. 6, quanto maior for a faixa de restrição, menor é a quantidade aberta da porção de folga de costu- ra G do tubo aberto S2.

[0045] As Figs. 7(a) a 7(c) são diagramas ilustrando esquemati- camente o estado de deformação quando o tubo aberto S2 é formado usando-se o molde superior 4 e o molde inferior 5 com uma faixa de restrição de 0 grau. Quando a faixa de restrição do molde superior 4 e do molde inferior 5 é 0 grau, as porções de arco 4a e 5a são arcos apresentando um diâmetro 1,16 vez maior que o diâmetro externo do tubo de aço de modo que o molde superior 4 esteja em contato ape- nas com ambas bordas da pré-forma S1 e o molde inferior 5 esteja em contato apenas com a porção central da largura da chapa da pré- forma S1. Como ilustrado na Fig. 7(a), o diâmetro da porção de arco 5a do molde inferior 5 é maior que o diâmetro do tubo de aço de modo que quando a seção transversal da pré-forma S1 é comparada a um relógio, só a porção correspondente às 6 horas está em contato com o molde inferior 5. Por causa disso, como ilustrado na Fig. 7(b), a porção das 6 horas da pré-forma S1 e sua vizinhança são dobradas para trás para estar conforme a porção de arco 5a do molde inferior 5 durante a prensagem O, e o raio de curvatura se torna maior que o diâmetro do tubo de aço. Como resultado, após a prensagem O, como ilustrado na Fig. 7(c), a quantidade aberta da porção de folga de costura G do tubo aberto S2 é grande, em combinação com a recuperação elástica na porção das 3 horas e na porção das 9 horas da pré-forma S1.

[0046] A Fig. 8 é um gráfico ilustrando a relação entre a faixa de restrição e a redondeza de um tubo de aço antes da expansão do tubo quando a porção de folga de costura G do tubo aberto S 2 é fechada por soldagem. Como pode ser entendido da Fig. 8, quando a faixa de restrição é de 60 graus, a redondeza é pior do que quando a faixa de restrição é de 0 grau. Entretanto, à medida que a faixa de restrição é aumentada, a redondeza melhora. Quando a faixa de restrição é de 70 graus ou maior, a redondeza é melhor do que quando a faixa de restri- ção é de 0 grau. Pode também ser entendido que a redondeza é me- lhorada mais quando a faixa de restrição é de 100 graus a 110 graus.

[0047] A Fig. 9 é um gráfico ilustrando a relação entre a faixa de restrição e a carga de prensagem. Como pode ser visto da Fig. 9, à medida que a faixa de restrição aumenta, a carga de prensagem au- menta. Aumentar a faixa de restrição diminui a quantidade aberta da porção de folga de costura G do tubo aberto S2, mas a carga de pren- sagem aumentada requer um tamanho maior da instalação de prensa- gem. É, portanto, preferível reduzir a faixa de restrição em uma faixa na qual a quantidade aberta desejada seja obtida. Por exemplo, a faixa de restrição é ajustada para 150 graus ou menos para ajustar a carga de prensagem para 90[%] ou menos da carga de prensagem exigida quando as faixas de restrição individuais do molde superior 4 e do molde inferior 5 para restringir toda a circunferência da pré-forma S1 com o molde superior 4 e o molde inferior 5 são 180 graus.

[0048] A Fig. 10 é um gráfico ilustrando o resultado da quantidade aberta da porção de folga de costura G do tubo aberto S2 quando as faixas de restrição individuais do molde superior 4 e do molde inferior 5 são mudadas. A Fig. 11 é um gráfico ilustrando o resultado da redon- deza do tubo de aço antes da expansão do tubo que é formado pelo fechamento da porção de folga de costura G do tubo aberto S2 por soldagem quando as faixas de restrição individuais do molde superior 4 e do molde inferior 5 são mudadas. A Fig. 12 é um gráfico ilustrando o resultado da carga de prensagem quando as faixas de restrição indi- viduais do molde superior 4 e do molde inferior 5 são mudadas. Na Fig. 10 a Fig. 12, o tubo de aço alvo tem uma resistência à tração de 630 [Mpa], um diâmetro externo de 660,4 [mm], e uma espessura de tubo de 40,0 [mm], que são as mesmas que aquelas das Fig. 6, Fig. 8 e Fig. 9. O eixo horizontal representa o valor médio das faixas de res- trição do molde superior 4 e do molde inferior 5, e diferentes faixas de restrição no molde inferior 5 são representadas por símbolos diferen- tes. Na figura, por exemplo, “menos de 60 graus” significa que a faixa de restrição no molde inferior 5 é de 60 graus.

[0049] Como pode ser entendido da Fig. 10, independentemente das faixas de restrição individuais do molde superior 4 e do molde infe- rior 5, à medida que o valor médio das faixas de restrição do molde superior 4 e do molde inferior 5 aumenta, a quantidade aberta da por- ção de folga de costura G do tubo aberto S2 diminui. Como pode ser entendido da Fig. 11, quando a faixa de restrição de um entre o molde superior 4 e o molde inferior 5 é menor que 60 graus, a redondeza do tubo de aço é pior. Consequentemente, embora as faixas de restrição individuais do molde superior 4 e do molde inferior 5 possam não ne- cessariamente ser iguais entre o molde superior 4 e o molde inferior 5, é desejável que as faixas de restrição do molde superior 4 e do molde inferior 5 ambas excedam 60 graus para obter uma forma com uma redondeza satisfatória de um tubo de aço. Pode também ser entendido da Fig. 12 que quanto maior for o valor médio das faixas de restrição do molde superior 4 e do molde inferior 5, maior é a carga de prensa- gem. Portanto, quando o limite superior da carga de prensagem per- missível é ajustado, a faixa do valor médio das faixas de restrição apli- cáveis do molde superior 4 e do molde inferior 5 pode ser determinada de acordo com o valor limite superior da carga de prensagem.

[0050] Na Fig. 11, quando a diferença entre as faixas de restrição superior e inferior é de 30 graus e a diferença é de 29[%] do valor mé- dio das faixas de restrição superior e inferior, isto é, superior 90 graus/inferior 120 graus, superior 120 graus/inferior 90 graus, a redon- deza antes da expansão do tubo após a soldagem é excelente, da or-

dem de 1,5[%] ou menos. Por outro lado, quando a diferença entre as faixas de restrição superior e inferior é 30 graus, mas a diferença é grande, da ordem de 40[%] do valor médio das faixas de restrição su- perior e inferior, isto é, superior 90 graus/inferior 60 graus, a redonde- za antes da expansão do tubo após a soldagem é levemente insufici- ente, 2,0[%]. Dessa forma, reduzir a diferença entre as faixas de restri- ção superior e inferior pode fornecer uma forma satisfatória. Isto é, na presente invenção, é também preferível que a diferença entre as faixas de restrição superior e inferior seja ajustada para menos de 40[%] do valor médio das faixas de restrição superior e inferior, mais preferivel- mente 30[%] ou menos. É preferível que a diferença entre as faixas de restrição superior e inferior seja menor que 30 graus. A relação da di- ferença entre as faixas de restrição superior e inferior e o valor médio das faixas de restrição superior e inferior pode ser dita ser como a se- guir. Quando a faixa de 20[%] ou mais da largura da chapa W cujo centro está posicionado na porção mais inferior da seção transversal em forma de U inscrita no arco com um diâmetro igual ou substancial- mente igual ao diâmetro externo do tubo de aço é denotada por A, e a faixa total de 10[%] ou mais da largura da chapa W a partir de ambas as extremidades da largura da chapa inscrita no arco com um diâmetro igual ou substancialmente igual ao diâmetro externo do tubo de aço é denotada por B, é preferível que a Expressão (1) seja satisfeita: 2|A-B|/(A+B) < 0,4 (1) onde |A-B| é o valor absoluto de A-B.

[0051] A FIG. 13 é um gráfico ilustrando o resultado da quantidade aberta da porção de folga de costura G quando a faixa de restrição do molde superior 4 e a faixa de restrição do molde inferior 5 são a mes- ma e o comprimento L da porção não dobrada P da pré-forma S1 após o dobramento por prensagem é mudado. A Fig. 14 é um gráfico ilus- trando o resultado da redondeza do tubo de aço antes da expansão do tubo quando a faixa de restrição do molde superior 4 e a faixa de res- trição do molde inferior 5 são a mesma e o comprimento L da porção não dobrada P da pré-forma S1 após o dobramento por prensagem é mudado. A Fig. 15 é um gráfico ilustrando o resultado da carga de prensagem quando a faixa de restrição do molde superior 4 e a faixa de restrição do molde inferior 5 são a mesma e o comprimento L da porção não dobrada P da pré-forma S1 após o dobramento por pren- sagem é mudado. Nas Fig. 13 a Fig. 15, quando o ângulo entre a tan- gente na porção central da largura da chapa e a tangente na porção W/4 que é uma seção distante da extremidade da largura da chapa em W/4 é θ11, θ12, e o ângulo entre a tangente na porção de extremidade da chapa e a tangente na porção W/4 é θ21, θ22, todos esses ângulos são ajustados para um valor igual e mudados de acordo com a largura da porção não dobrada P. O eixo horizontal representa o valor médio da faixa de restrição do molde superior 4 e da faixa de restrição do molde inferior 5.

[0052] Como pode ser entendido da Fig. 13, independentemente do comprimento L da porção não dobrada P da pré-forma S1 e dos ân- gulos θ11, θ12, θ21, e θ22 das tangentes, à medida que o valor médio da faixa de restrição do molde superior 4 e da faixa de restrição do molde inferior 5 aumenta, a quantidade aberta da porção de folga de costura G diminui. É também entendido que quando o valor médio da faixa de restrição do molde superior 4 e da faixa de restrição do molde inferior 5 é o mesmo, quanto maior for o comprimento L e menores são os ân- gulos θ11, θ12, θ21, e θ22 das tangentes, menor é a quantidade aberta. Como pode ser entendido da Fig. 14 e da Fig. 15, quando o valor mé- dio da faixa de restrição do molde superior 4 e da faixa de restrição do molde inferior 5 é o mesmo, não há diferença significativa na redonde- za e na carga de prensagem do tubo de aço devido ao comprimento L da porção não dobrada P da pré-forma S1 e aos ângulos θ11, θ12, θ21, e θ22 das tangentes. Dessa forma, quando o valor médio da faixa de res- trição do molde superior 4 e da faixa de restrição do molde inferior 5 é o mesmo, a quantidade aberta da porção de folga de costura G do tu- bo aberto S2 pode ser reduzida pelo aumento do comprimento L da porção não dobrada P da pré-forma S1 e redução dos ângulos θ11, θ12, θ21, e θ22 das tangentes, sem provocar uma diferença na redondeza ou na carga de prensagem do tubo de aço devido ao comprimento L.

[0053] A FIG. 16 é um gráfico ilustrando o resultado da quantidade aberta da porção de folga de costura G do tubo aberto S2 quando os raios das porções de arco do molde superior 4 e do molde inferior 5 são mudados. A Fig. 17 é um gráfico ilustrando o resultado da carga de prensagem quando os raios das porções de arco do molde superior 4 e do molde inferior 5 são mudados. Na Fig. 16 e na Fig. 17, os ângu- los centrais das porções de arco 4a e 5a do molde superior 4 e do molde inferior 5 são 45 graus, e enquanto os raios das porções de ar- co, que são os raios das porções de arco 4a e 5a, são mudados, um tubo de aço apresentando uma resistência à tração de 630 MPa, um diâmetro externo de 660,4 [mm], e uma espessura de 40,0 [mm] é pressionado para baixo por prensagem O de modo que o diâmetro longitudinal coincida com o diâmetro antes da expansão do tubo. Na Fig. 16 e na Fig. 17, o eixo horizontal representa a razão entre ao raio da porção de arco e o raio externo do tubo de aço (raio corresponden- te ao diâmetro externo do tubo de aço). Quando o raio da porção de arco é maior que o raio externo do tubo de aço, a razão é maior que 1,0, e quando o raio da porção de arco é menor que o raio externo do tubo de aço, a razão é menor que 1,0.

[0054] Como ilustrado na Fig. 16, quando o raio da porção de arco do molde superior 4 e do molde inferior 5 é igual ao raio externo do tubo de aço (o eixo horizontal é 1,0 na Fig. 16), a quantidade aberta da porção de folga de costura G é menor. Por outro lado, quando o raio da porção de arco do molde superior 4 e do molde inferior 5 é maior que o raio externo do tubo de aço, ocorre a deformação por dobramen- to para trás na porção das 6 horas da pré-forma S1 e na sua vizinhan- ça como ilustrado na Fig. 7, de modo que a quantidade aberta da por- ção de folga de costura G aumenta à medida que o raio da porção de arco do molde superior 4 e do molde inferior 5 aumenta. Quando o raio da porção de arco do molde superior 4 e do molde inferior 5 é menor que o raio externo do tubo de aço, a deformação por dobramento para trás ocorre em porções em que as porções de arco 4a e 5a do molde superior 4 e do molde inferior 5 terminam, de modo que a quantidade aberta da porção de folga de costura G aumenta à medida que o raio da porção de arco diminui. Dessa forma, embora seja mais preferível que o raio da porção de arco do molde superior 4 e do molde inferior 5 seja igual ao raio externo do tubo de aço, a quantidade aberta da por- ção de folga de costura G é mantida em 40 [mm] ou menos quando o raio da porção de arco do molde superior 4 e do molde inferior 5 é um raio equivalente ao raio externo do tubo de aço ±3,5[%].

[0055] Entretanto, como pode ser entendido da Fig. 17, a carga de prensagem aumenta à medida que o raio da porção de arco diminui. Em particular, quando o raio da porção de arco é pequeno, é necessá- rio determinar o raio considerando a carga da máquina de prensagem. Exemplo 1

[0056] Uma chapa de aço fornecida com um sulco usando um es- pelho de borda e conformada para ter uma largura de chapa W de 1928 [mm] com um comprimento de 1000 [mm], uma espessura de chapa de 40 [mm], e uma resistência à tração de 635 [MPa] foi subme- tida ao dobramento de borda, seguido de dobramento por prensagem para preparar uma pré-forma S1. Subsequentemente, a prensagem O foi executada nessa pré-forma S1 com uma máquina de prensagem de 30 [MN] usando o molde superior 4 e o molde inferior 5 com várias fai-

xas de restrição para formar as pré-formas A e B. A Tabela 1 e a Ta- bela 2 mostram as formas das pré-formas A e B. Nas Tabela 1 e Tabe- la 2, as letras iniciais A e B na coluna “Nº” indicam as formas das pré- formas (pré-formas A e B), e os numerais que seguem as letras A, B e C indicam uma combinação das faixas de restrição do molde superior 4 e do molde inferior 5.

[0057] A Tabela 1 mostra uma pré-forma A sob a Condição A na qual uma porção não dobrada foi fornecida com uma largura de 160 [mm] (W/12) cujo centro está posicionado em juma porção W/4 a partir da extremidade da largura da chapa, e o ângulo θ21, θ22 entre a tan- gente na porção de extremidade da largura da chapa e a tangente na porção W/4 era de 65 graus, e o ângulo θ11, θ12 entre a tangente na porção central da largura da chapa e a tangente na porção W/4 era de 73 graus. A Tabela 2 mostra uma pré-forma B sob a Condição B na qual uma porção não dobrada foi fornecida com uma largura de 321 [mm] (W/6) (a largura duas vezes aquela da Condição A) cujo centro está posicionado na porção W/4 a partir da extremidade da largura da chapa, o ângulo θ21, θ22 entre a tangente na posição de extremidade da largura da chapa e a tangente na porção W/4 era de 59 graus, e o ângulo θ11, θ12 entre a tangente na porção central da largura da chapa e a tangente na porção W/4 era de 61 graus. As pré-formas A e B são, cada uma, simétricas em relação a uma linha reta que conecta o cen- tro da porção de extremidade da largura da chapa e 1/2 largura da chapa, e a Tabela 1 e Tabela 2 mostram o valor da porção em 1/2 lar- gura da chapa. A quantidade de pressão para baixo na prensagem O foi ajustada de modo que a distância entre o lado da superfície externa da porção W/2 e o lado da superfície externa da porção de extremida- de da largura da chapa fosse 654 [mm].

[0058] Após a quantidade aberta do tubo aberto S2 após a prensa- gem O das pré-formas A e B ser medida, a porção de folga de costura

G do tubo aberto S2 foi soldada para formar um tubo de aço apresen- tando um diâmetro externo de 654 [mm]. Posteriormente, o diâmetro do tubo de aço foi medido em oito pontos a um passo de 22,5 graus na direção circunferencial, e a diferença entre o diâmetro máximo e o di- âmetro mínimo foi obtida. A Tabela 1 e a Tabela 2 também mostram a forma do molde (faixa de restrição), carga de prensagem, quantidade aberta, e redondeza. Aqui, a redondeza é um numeral obtido dividindo- se a diferença entre o máximo e o mínimo pelo diâmetro externo do tubo de aço (o valor médio de todos os valores medidos do diâmetro).

[0059] A máquina de soldagem usada nesse exemplo falhou em fechar a abertura do tubo apresentando uma quantidade aberta que excedeu 40 [mm] após a prensagem O. Nesse caso, ambas as extre- midades e o centro na direção axial do tubo foram soldadas temporari- amente com a abertura sendo fechada usando-se outra máquina de prensagem, e posteriormente todo o comprimento da porção de folga de costura G foi normalmente soldado. Uma redondeza de 2,5[%] an- tes da expansão do tubo foi considerada aceitável. Isto é porque se a redondeza for igual a ou menor que 2,5[%] antes da expansão do tubo, a redondeza após a expansão do tubo é satisfatória, da ordem de 1,0[%] ou menos.

[0060] Tabela 1 Forma da pré-forma após o dobramento por prensagem Forma do molde Resultado

Nº Carga de Nota Ângulo de tangente Quantidade Redondeza Largura da chapa [mm] Faixa de restrição [graus] prensagem [graus] aberta [mm] [%] [MN/m]

Porção Porção Porção Porção dobrada dobrada no Porção dobrada no dobrada no lado Média Molde Molde lado da não lado central da no lado central superior e superior inferior borda da dobrada largura da da borda da inferior chapa chapa da chapa largura da chapa

A1 150 150 150 28 5 1,5 Exemplo

A2 120 120 120 26 8 1,3 Exemplo

A3 110 110 110 24 15 0,9 Exemplo

A4 100 100 100 19 20 0,9 Exemplo

A5 90 90 90 15 28 1 Exemplo

A6 80 90 85 14 31 1,2 Exemplo

A7 70 90 80 12 34 1,6 Exemplo

Exemplo A8 60 90 75 10 37 3,1 Comparativo

A9 402 160 402 65 73 80 80 80 12 35 1,5 Exemplo

A10 70 70 70 9 38 2,4 Exemplo

Exemplo A11 90 60 75 10 36 3,0 Comparativo

Exemplo A12 60 60 60 6 40 3,5 Comparativo

Exemplo A13 0 90 45 6 45 3,3 Comparativo

Exemplo A14 90 0 45 6 50 2,4 Comparativo

Exemplo A15 60 0 30 5 52 * Comparativo

Exemplo A16 0 0 0 5 60 * Comparativo

[0061] Tabela 2 Forma da pré-forma após o dobramento por prensagem Forma do molde Resultado Nota Largura da chapa [mm] Ângulo de tangente [graus] Faixa de restrição [graus] Re- Nº Porção Porção Porção Carga de Quantidade don- dobrada no Porção dobrada no Porção dobrada dobrada no Média prensagem [MN/m] aberta [mm] deza Molde lado da não lado central no lado da lado central Molde superior superior e [%] inferior borda da dobrada da largura borda da chapa da largura inferior chapa da chapa da chapa B1 150 150 150 28 1 1,5 Exemplo B2 120 120 120 26 4 1,4 Exemplo B3 110 110 110 24 11 1,0 Exemplo B4 100 100 100 19 16 0,9 Exemplo B5 90 90 90 15 24 0,9 Exemplo B6 80 90 85 14 27 1,1 Exemplo B7 70 90 80 12 30 1,6 Exemplo Exemplo B8 60 90 75 10 33 3,0 Comparativo B9 321 321 321 59 61 80 80 80 12 31 1,5 Exemplo B10 70 70 70 9 34 2,4 Exemplo Exemplo B11 90 60 75 10 32 3,0 Comparativo Exemplo B12 60 60 60 6 36 3,5 Comparativo Exemplo B13 0 90 45 6 41 3,3 Comparativo Exemplo B14 90 0 45 6 46 2,4 Comparativo Exemplo B15 60 0 30 5 48 2,5 Comparativo Exemplo B16 0 0 0 5 56 * Comparativo

[0062] Nos Nos A1 a A7, A9 e A10 na Tabela 1 e nos N os B1 a B7, B9 e B10 na Tabela 2, que estão em uma faixa da exemplos da pre- sente invenção, a quantidade aberta é pequena, e a redondeza é tam- bém satisfatória. Em particular, os produtos com uma faixa de restrição de 90 graus a 110 graus têm uma redondeza de 1,0[%] ou menos mesmo sem expansão de tubo. Quanto menor for o valor médio da faixa de restrição, menor é a carga de prensagem.

[0063] Em contraste, nos Nos A8 e A11 na Tabela 1 e nos Nos B8 e B11 na Tabela 2, nos quais as faixas de restrição do molde superior 4 e do molde inferior 5 são uma combinação de 60 graus e 90 graus, a quantidade aberta é pequena, mas a redondeza é ruim. Nos Nos A12 a

A16 na Tabela 1 e nos Nos B12 a B16 na Tabela 2, nos quais o valor médio das faixas de restrição é de 60 graus ou menos, a quantidade aberta é grande. Em particular, nos Nos A15 e A16 na Tabela 1 e no Nº B16 na Tabela 2, foi impossível medir a redondeza, porque a porção soldada foi quebrada após a porção de folga de costura G ter sido sol- dada.

[0064] Em um produto conformado usando-se a pré-forma B apre- sentando uma porção não dobrada mais larga que a da pré-forma A, comparado com o produto formado usando-se a pré-forma A, a carga de prensagem e a redondeza são quase as mesmas, mas a quantida- de aberta é pequena.

[0065] Embora modalidades às quais a presente invenção é apli- cada tenham sido descritas acima, a presente invenção não é suposta ser limitada pela descrição e pelos desenhos que são uma parte da descrição da presente invenção de acordo com as modalidades. Em outras palavras, todas as outras modalidades, exemplos, técnicas de operação, e similares executados por aqueles versados na técnica com base nas modalidades estão englobados no escopo da presente invenção. Exemplo 2

[0066] Uma chapa de aço fornecida com um sulco usando um es- pelho de borda e conformada para ter uma largura de 1639 [mm] com um comprimento de 1000 [mm], uma espessura de 31,8 [mm], e uma resistência à tração de 779 [MPa] foi submetida ao dobramento de borda, seguido de dobramento por prensagem, para preparar uma pré- forma S1. Subsequentemente, a prensagem O foi executada nessa pré-forma S1 usando o molde superior 4 e o molde inferior 5 com vá- rias faixas de restrição com uma máquina de prensagem de 30 [MN] para formar as pré-formas A e B. A Tabela 3 e a Tabela 4 mostram as formas das pré-formas A e B. Na Tabela 3 e na Tabela 4, as letras ini-

ciais A e B na coluna Nº indicam as formas das pré-formas(pré-formas A e B) e os numerais que seguem as letras A e B indicam, cada um, uma combinação das faixas de restrição do molde superior 4 e do molde inferior 5.

[0067] A Tabela 3 mostra uma pré-forma A sob a Condição A na qual uma porção não dobrada foi fornecida com uma largura de 137 [mm] (W/12) cujo centro está posicionado na porção W/4 a partir da extremidade da largura da chapa, o ângulo θ21, θ22 entre a tangente na porção da extremidade da largura da chapa e a tangente na porção W/4 era de 65 graus, e o ângulo θ11, θ12 entre a tangente na porção central da largura da chapa e a tangente na porção W4 era de 72 graus. A Tabela 4 mostra uma pré-forma B sob a Condição B na qual uma porção não dobrada foi produzida com uma largura de 273 [mm] (W/6) (uma largura duas vezes a largura da Condição A) cujo centro está posicionado em W/4 a partir da extremidade da largura da chapa, o ângulo θ21, θ22 entre a tangente na porção de extremidade da largura da chapa e a tangente na porção W/4 era de 59 graus, e o ângulo θ11, θ12 entre a tangente no centro da largura da chapa e a tangente na porção W/4 era de 61 graus. As pré-formas A e B são, cada uma, si- métricas em relação a uma linha reta que conecta o centro da porção de extremidade da largura da chapa e a 1/2 largura da chapa. A Tabe- la 3 e a Tabela 4 mostram os valores da porção na 1/2 largura da cha- pa. A quantidade de pressão para baixo na prensagem O foi ajustada de modo que a distância entre o lado da superfície externa da porção W/2 e o lado da superfície externa da porção de extremidade da largu- ra da chapa era de 553 [mm].

[0068] Então, após a quantidade aberta do tubo aberto S2 após a prensagem O das pré-formas A e B ter sido medida, a porção de folga de costura G do tubo aberto S2 foi soldada para formar um tubo de aço apresentando um diâmetro externo de 553 [mm]. Posteriormente, o diâmetro do tubo de aço foi medido em oito pontos a um passo de 22,5 graus na direção circunferencial, e a diferença entre o diâmetro máxi- mo e o diâmetro mínimo foi obtida. A Tabela 3 e a Tabela 4 também mostram a forma do molde (faixa de restrição), a carga de prensagem, a quantidade aberta e a redondeza. Aqui, a redondeza é um numeral obtido dividindo-se a diferença entre o máximo e o mínimo pelo diâme- tro externo do tubo de aço.

[0069] A máquina de soldagem usada nesse exemplo falhou para fechar a abertura do tubo apresentando uma quantidade aberta exce- dendo 40 [mm] após a prensagem O. Nesse caso, ambas as extremi- dades e o centro na direção axial do tubo foram soldadas temporaria- mente com a abertura fechada usando-se outra máquina de prensa- gem, e posteriormente todo o comprimento da porção de folga de cos- tura G foi normalmente soldado. A redondeza de 2,5[%] antes da ex- pansão do tubo, que se torna 1,0[%] ou menos através da expansão do tubo, foi considerada aceitável.

[0070] Tabela 3 Forma da pré-forma após o dobramento por prensagem Forma do molde Resultado Carga de Nota Quantidade Largura da chapa [mm] Ângulo de tangente [graus] Faixa de restrição [graus] prensagem Redondeza [%] aberta [mm] [MN/m] Nº Porção Porção Porção Porção dobrada no dobrada no dobrada no Média Porção não dobrada no Molde lado da borda da lado central da lado central da Molde inferior superior e dobrada lado da borda superior chapa largura da largura da inferior da chapa chapa chapa A1 150 150 150 27 3 1,5 Exemplo A2 120 120 120 26 6 1,3 Exemplo A3 110 110 110 23 13 0,9 Exemplo A4 100 100 100 20 19 0,9 Exemplo A5 90 90 90 14 25 1 Exemplo A6 80 90 85 13 28 1,2 Exemplo 341 137 341 65 72 A7 70 90 80 11 32 1,6 Exemplo A8 60 90 75 10 35 3,1 Exemplo Comparativo A9 80 80 80 11 33 1,5 Exemplo A10 70 70 70 9 36 2,4 Exemplo A11 90 60 75 10 34 3,0 Exemplo Comparativo

A12 60 60 60 6 38 3,5 Exemplo Comparativo A13 0 90 45 5 43 3,3 Exemplo Comparativo A14 90 0 45 5 50 2,4 Exemplo Comparativo A15 60 0 30 4 54 * Exemplo Comparativo A16 0 0 0 4 60 * Exemplo Comparativo

[0071] Tabela 4 Forma da pré-forma após o dobramento por prensagem Forma do molde Resultado Ângulo de tangente Largura da chapa [mm] Faixa de restrição [graus] [graus] Nº Porção Porção Carga de Nota Porção Porção Quantidade Redondeza dobrada dobrada Média prensagem dobrada no Porção dobrada no aberta [mm] [%] no lado no lado Molde superior [MN/m] lado da não lado central Molde superior central da da borda inferior e borda da dobrada da largura largura da inferior chapa da chapa da chapa chapa B1 150 150 150 27 0 1,5 Exemplo B2 120 120 120 26 3 1,4 Exemplo B3 110 110 110 23 9 1,0 Exemplo B4 100 100 100 20 13 0,9 Exemplo B5 90 90 90 14 22 0,9 Exemplo B6 80 90 85 13 25 1,1 Exemplo B7 70 90 80 11 28 1,6 Exemplo Exemplo B8 60 90 75 10 30 3,0 Comparativo B9 273 273 273 59 61 80 80 80 11 29 1,5 Exemplo B10 70 70 70 9 32 2,4 Exemplo Exemplo B11 90 60 75 10 30 3,0 Comparativo Exemplo B12 60 60 60 6 34 3,5 Comparativo Exemplo B13 0 90 45 5 40 3,3 Comparativo Exemplo B14 90 0 45 5 44 2,4 Comparativo Exemplo B15 60 0 30 4 46 2,5 Comparativo Exemplo B16 0 0 0 4 53 * Comparativo

[0072] Nos Nos A1 a A7, A9 e A10 na Tabela 3 e nos Nos B1 a B7, B9 e B10 na Tabela 4, que estão em uma faixa de exemplos da pre- sente invenção, a quantidade aberta é pequena, e a redondeza é tam- bém satisfatória. Em particular, os produtos com uma faixa de restrição de 90 graus a 110 graus têm uma redondeza de 1,0[%] ou menos mesmo sem a expansão do tubo. Quanto menor for o valor médio das faixas de restrição, menor é a carga de prensagem.

[0073] Em contraste, nos Nos A8 e A11 na Tabela 3 e nos Nos B8 e B11 na Tabela 4, nos quais as faixas de restrição do molde superior 4 e do molde inferior 5 são uma combinação de 60 graus e 90 graus, a quantidade aberta é pequena, mas a redondeza é ruim. Nos Nos A12 a A16 na Tabela 3 e nos Nos B12 a B16 na Tabela 4, nos quais o valor médio das faixas de restrição é de 60 graus ou menos, a quantidade aberta é grande. Em particular, nos Nos A15 e A16 na Tabela 3 e no Nº B16 na Tabela 4, foi impossível medir a redondeza, porque a porção soldada foi quebrada após a porção de folga se costura G ter sido sol- dada.

[0074] Em um produto formado usando a pré-forma B apresentan- do uma porção não dobrada mais larga que a da pré-forma A, compa- rado com um produto formado usando-se a pré-forma A, a carga de prensagem e a redondeza são quase a mesma, mas a quantidade aberta é pequena. Exemplo 3

[0075] Uma chapa de aço fornecida com um sulco usando um es- pelho de borda e conformada para ter uma largura de chapa de 2687 [mm] com um comprimento de 1000 [mm], uma espessura de chapa de 50,8 [mm], e uma resistência à tração de 779 [MPa] foi submetida ao dobramento de borda, seguido de dobramento por prensagem, para preparar uma pré-forma S1. Subsequentemente, a prensagem O foi executada nessa pré-forma S1 usando-se o molde superior 4 e o molde inferior 5 com várias faixas de restrição com uma máquina de prensa- gem de 30 [MN] para formar pré-formas A e B. A Tabela 5 e a Tabela 6 mostram as formas das pré-formas A e B. Na Tabela 5 e na Tabela 6, as letras iniciais A e B na coluna “Nº” indicam as formas das pré- formas (pré-formas A e B) , e os numerais que seguem as letras A e B indicam uma combinação das faixas de restrição do molde superior 4 e do molde inferior 5.

[0076] A Tabela 5 mostra uma pré-forma A sob a Condição A na qual a porção não dobrada foi fornecida com uma largura de 224 [mm] (W/12) cujo centro está posicionado na porção W/4 a partir da extre- midade da largura da chapa, o ângulo θ21, θ22 entre a tangente na por- ção de extremidade da largura da chapa e a tangente na porção W/4 era de 73 graus, e o ângulo θ11, θ12 entre a tangente na porção central da largura da chapa e a tangente na porção W/4 era de 72 graus. A Tabela 6 mostra uma pré-forma B sob a condição B na qual uma por- ção não dobrada foi fornecida com uma largura de 448 [mm] (W/6) (duas vezes a largura na Condição A) cujo centro está posicionado a W/4 a partir da extremidade da largura da chapa, o ângulo θ21, θ22 en- tre a tangente na porção de extremidade da largura da chapa e a por- ção W/4 era de 58 graus, e o ângulo θ11, θ12 entre a tangente na por- ção central da largura da chapa e a tangente na porção W/4 era de 59 graus . As pré-formas A e B são, cada uma, simétricas em relação a uma linha reta que conecta o centro da porção de extremidade da lar- gura da chapa e a 1/2 largura da chapa, e a Tabela 5 e a Tabela 6 mostram o valor da porção na 1/2 largura da chapa. A quantidade de pressão para baixo na prensagem O foi ajustada de maneira que a dis- tância entre o lado da superfície externa da porção W/2 e o lado da superfície externa da porção de extremidade da largura da chapa seja de 905 [mm].

[0077] Após a quantidade aberta do tubo aberto S2 após a prensa- gem O das pré-formas A e B ser medida, a porção de folga de costura G do tubo aberto S2 foi soldada para formar um tubo de aço apresen- tando um diâmetro externo de 905 [mm]. Posteriormente, o diâmetro do tubo de aço foi medido em oito pontos a um passo de 22,5 graus na direção circunferencial, e a diferença entre o diâmetro máximo e o di- âmetro mínimo foi obtida. A Tabela 5 e a Tabela 6 também mostram a forma do molde (faixa de restrição), a carga de prensagem, a quanti- dade aberta, e a redondeza. Aqui, a redondeza é um numeral obtido dividindo-se a diferença entre o máximo e o mínimo pelo diâmetro ex- terno do tubo de aço.

[0078] A máquina de soldagem usada nesse exemplo falhou em fechar a abertura do tubo apresentando uma quantidade aberta exce- dendo 40 [mm] após a prensagem O. Nesse caso, ambas extremida- des e o centro na direção axial do tubo foram temporariamente solda- das com a abertura fechada usando-se outra máquina de prensagem, e posteriormente todo o comprimento da porção de folga da costura G foi normalmente soldado. A redondeza de 2,5[%] antes da expansão do tubo, que se torna 1,0[%] ou menos através da expansão do tubo, foi considerada aceitável.

[0079] Tabela 5 Forma da pré-forma após o dobramento por prensagem Forma do molde Resultado Largura da chapa [mm] Ângulo de tangente [graus] Faixa de restrição [graus] Porção Nº Carga de Nota Porção dobrada Quantidade Redon- Porção prensagem dobrada no Porção no lado Porção dobrada no Média aberta [mm] deza [%] dobrada no Molde [MN/m] lado da não central lado central da Molde superior superior lado da borda inferior borda da dobrada da largura da chapa e inferior da chapa chapa largura da chapa A1 150 150 150 29 7 1,4 Exemplo A2 120 120 120 27 10 1,3 Exemplo A3 110 110 110 25 17 1,0 Exemplo A4 100 100 100 20 21 1,0 Exemplo A5 90 90 90 26 29 0,9 Exemplo A6 80 90 85 14 33 1,0 Exemplo A7 70 90 80 12 35 1,4 Exemplo Exemplo A8 60 90 75 10 39 3,2 Comparativo A9 560 224 560 73 72 80 80 80 12 36 1,4 Exemplo A10 70 70 70 10 39 2,3 Exemplo Exemplo A11 90 60 75 11 36 3,1 Comparativo Exemplo A12 60 60 60 6 40 3,4 Comparativo Exemplo A13 0 90 45 6 45 3,3 Comparativo

Exemplo A14 90 0 45 6 50 2,4 Comparativo Exemplo A15 60 0 30 5 52 * Comparativo Exemplo A16 0 0 0 5 60 * Comparativo

[0080] Tabela 6 Forma da pré-forma após o dobramento por prensagem Forma do molde Resultado Largura da chapa [mm] Ângulo de tangente [graus] Faixa de restrição [graus] Nº Carga de Nota Porção Porção Porção Porção prensa- Quantidade dobrada no Porção dobrada no dobrada no dobrada no Média Redondeza [%] Molde Molde gem aberta [mm] lado da não lado central lado da lado central da superior e [MN/m] superior inferior borda da dobrada da largura borda da largura da inferior chapa da chapa chapa chapa B1 150 150 150 29 3 1,5 Exemplo B2 120 120 120 27 6 1,4 Exemplo B3 110 110 110 25 13 1,0 Exemplo B4 100 100 100 20 17 0,9 Exemplo B5 90 90 90 26 24 1,0 Exemplo B6 80 90 85 14 27 1,1 Exemplo B7 70 90 80 12 31 1,5 Exemplo Exemplo B8 60 90 75 10 35 3,0 Comparativo B9 448 448 448 58 59 80 80 80 12 32 1,4 Exemplo B10 70 70 70 10 35 2,4 Exemplo Exemplo B11 90 60 75 11 32 3,0 Comparativo Exemplo B12 60 60 60 6 36 3,5 Comparativo Exemplo B13 0 90 45 6 41 3,3 Comparativo Exemplo B14 90 0 45 6 46 2,4 Comparativo Exemplo B15 60 0 30 5 48 2,5 Comparativo Exemplo B16 0 0 0 5 56 * Comparativo

[0081] Nos Nos A1 a A7, A9, e A10 na Tabela 5 e nos Nos B1 a B7, B9, e B10 na Tabela 6, que estão em uma faixa de exemplos da pre- sente invenção, a quantidade aberta é pequena, e a redondeza é tam- bém satisfatória. Em particular, os produtos com uma faixa de restrição de 90 graus a 110 graus têm uma redondeza de 1,0[%] ou menos mesmo sem a expansão do tubo. Quanto menor for o valor médio da faixa de restrição, menor é a carga de prensagem.

[0082] Em contraste, nos Nos A8 e A11 na Tabela 5 e nos Nos B8 e

B11 na Tabela 6, nos quais as faixas de restrição do molde superior 4 e do molde inferior 5 são uma combinação de 60 graus e 90 graus, a quantidade aberta é pequena, mas a redondeza é ruim. Nos Nos A12 a A16 na Tabela 5 e nos Nos B12 a B16 na Tabela 6, nos quais o valor médio das faixas de restrição é de 60 graus ou menos, a quantidade aberta é grande. Em particular, nos Nos A15 e A16 na Tabela 5 e no Nº B16 na Tabela 6, foi impossível medir a redondeza, porque a porção soldada foi quebrada após a porção de folga de costura G ter sido sol- dada.

[0083] Em um produto conformado usando-se a pré-forma B apre- sentando uma porção não dobrada mais larga que a da pré-forma A, comparado com um produto conformado usando-se a pré-forma A, a carga de prensagem e a redondeza são quase as mesmas, mas a quantidade aberta é pequena. Exemplo 4

[0084] Para produzir um tubo de aço com um diâmetro externo al- vo de 621 [mm] a 687 [mm], uma chapa de aço fornecida com um sul- co usando um espelho de borda e conformada para ter uma largura da chapa de 1826 a 2032 [mm]com um comprimento de 1000 [mm], uma espessura da chapa de 40 [mm], e uma resistência à tração de 635 [MPa] foi submetida ao dobramento de borda, seguido de dobramento por prensagem, para preparar uma pré-forma S1. Subsequentemente, a prensagem O foi executada nessa pré-forma S1 usando-se uma vari- edade dos moldes superiores 4 e dos moldes inferiores 5 com um raio de porção de arco de 327 mm e uma faixa de restrição de 45 graus, com uma máquina de prensagem de 30 [MN] para conformar pré-formas D1 a D11. A Tabela 7 mostra as condições de dobramento das pré-formas D1 a D11. Nas pré-formas D1 a D11, uma porção não dobrada foi fornecida com uma largura de W/12 cujo centro é posicio- nado na porção W/4 a partir da extremidade da largura da chapa, de acordo com a largura inicial da chapa W, o ângulo θ21, θ22 entre a tan- gente na porção de extremidade da largura da chapa e a tangente na porção W/4 era de 75 graus, e o ângulo θ11, θ12 entre a tangente na porção central da largura da chapa e a tangente na porção W/4 era de 75 graus. Na prensagem O, a pressão para baixo foi executada de maneira que a distância entre o lado da superfície externa da porção W/2 e o lado da superfície externa da extremidade da largura da chapa atingiu um valor correspondente à largura inicial da chapa W como mostrado na Tabela 7. A Tabela 7 também mostra o diâmetro externo do tubo de aço após a pressão para baixo com a prensagem O.

[0085] A quantidade aberta do tubo aberto S2 após a prensagem O das pré-formas D1 a D11 foi medida. A Tabela 7 também mostra a carga de prensagem e a quantidade aberta como resultados.

[0086] Tabela 7 Diâmetro externo [mm] Diâmetro externo Largura da chapa Nº Forma da pré-forma após o dobramento por prensagem Forma do molde após a pressão Resultados alvo [mm] [mm] para baixo por prensagem O Largura da chapa [mm] Ângulo de tangente [graus] Raio da porção Carga de Raio da porção de arco/raio Quantidade Porção prensagem Porção dobrada Porção dobrada do Porção dobrada do de arco [mm] externo do tubo aberta [mm] Porção não dobrada do [MN/m] do lado da borda lado central da lado central da de aço dobrada lado da borda da chapa largura da chapa largura da chapa da chapa D1 621 1826 380 152 380 0,95 621 17 51 D2 628 1847 385 154 385 0,96 628 16 40 D3 634 1867 389 156 389 0,97 634 16 35 D4 641 1888 393 157 393 0,98 641 15 31 D5 647 1908 398 159 398 0,99 647 15 28 D6 654 1929 402 161 402 75 75 327 1,00 654 15 25 D7 661 1949 406 162 406 1,01 661 15 27 D8 667 1970 410 164 410 1,02 667 14 30 D9 674 1991 415 166 415 1,03 674 14 35 D10 680 2011 419 168 419 1,04 680 13 40 D11 687 2032 423 169 423 1,05 687 12 53

[0087] No Nº D6 na Tabela 7 no qual a razão entre o raio da por- ção de arco e o raio externo do tubo de aço é 1,00, a quantidade aber- ta é a menor, e à medida que o raio externo do tubo de aço aumenta ou diminui, a quantidade aberta aumenta. A quantidade aberta de 40 [mm] ou menos, que pode ser fechada por uma máquina de soldagem usada no Exemplo 1, foi alcançada nos Nos D2 a D10 na Tabela 7, e a razão entre o raio da porção de arco e o raio externo do tubo de aço é de 0,96 a 1,04. A quantidade aberta de 50 [mm], que não provocou quebra da porção soldada no Exemplo 1, foi alcançada nos Nos D2 a D10 da Tabela 7, e a razão entre o raio da porção de arco e o raio ex- terno do tubo de aço é de 0,96 a 1,04.

[0088] Embora a quantidade aberta que pode ser fechada por sol- dagem da porção de folga de costura G e a quantidade aberta que não provoca quebra da porção soldada variem dependendo do equipamen- to de soldagem e do método de soldagem, a diretriz dos raios da por- ção de arco do molde superior 4 e do molde inferior 5 é de 0,96 a 1,04 do raio externo do tubo de aço.

[0089] De acordo com a presente invenção, um método de produ- ção de um tubo de aço para conformar eficientemente um tubo de aço com alta redondeza e um molde de prensagem podem ser fornecidos. Lista de sinais de referência 1 molde 1a elemento em forma de vara 1b elemento em forma de vara 2 punção 2a extremidade frontal do punção 2b suporte do punção 3 cilindro de transporte 4 molde superior 4a porção de arco 4b1 porção linear ou porção de arco com pequena curvatura 4b2 porção linear ou porção de arco com pequena curvatura 5 molde inferior

5a porção de arco 5b1 porção linear ou porção de arco com pequena curvatura 5b2 porção linear ou porção de arco com pequena curvatura

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTO- DO DE PRODUÇÃO DE TUBO DE AÇO E MOLDE DE PRENSA- GEM". Campo

[0001] A presente invenção refere-se a um método de produção de um tubo de aço e a um molde de prensagem para uso no método de produção de um tubo de aço. Antecedentes

[0002] As técnicas de conformação UOE são amplamente usadas para conformar tubos de aço. Nas técnicas de conformação UOE, uma chapa de aço é incialmente dobrada por prensagem em forma de U e então prensada na forma de O para formar um tubo aberto, que é um corpo tubular apresentando uma porção de folga de costura entre as extremidades da largura da chapa opostas entre si em uma direção circunferencial. A porção de folga de costura do tubo aberto é encos- tada e unida por soldagem para formar um tubo de aço, que é então expandido de modo que o diâmetro do tubo de aço seja aumentado. A técnica de conformação UOE, entretanto, exige uma alta força de prensagem no processo de prensagem de uma chapa de aço em for- ma de U ou em forma de O para formar um tubo aberto e inevitavel- mente exige o uso de uma máquina de prensagem de grande escala.

[0003] Então, na produção de um tubo de aço, há uma técnica pa- ra formar um tubo aberto com uma força de prensagem reduzida. Por exemplo, um processo de dobramento por prensagem está em uso prático, no qual as porções de borda na direção da largura de uma chapa de aço são dobradas para produzirem porções dobradas de borda, e posteriormente um dobramento por prensagem de três pontos é executado várias vezes com um punção apoiado em um suporte de punção e um molde para conformar a chapa de aço em uma forma aproximadamente circular. A quantidade aberta da porção de folga de costura do tubo aberto formado pelo processo de dobramento por prensagem é maior que a largura do suporte de punção. Se a quanti- dade aberta for muito grande, a força exigida para encostar as extre- midades da largura da chapa opostas entre si e fechar a porção de folga de costura é aumentada para soldar a porção de folga de costu- ra. Uma instalação maior é então exigida para fechar a porção de folga de costura. Em adição, após a porção de folga de costura com uma quantidade aberta excessivamente grande ser soldada, a porção sol- dada recebe uma força provocada por recuperação elástica para abrir a porção de folga de costura e tende a sofrer um defeito de soldagem. Se a força for muito grande, a porção soldada se quebra.

[0004] Técnicas para reduzir a quantidade aberta da porção de folga de costura de um tubo aberto após o dobramento por prensagem nas Literaturas de Patente 1 a 4. A Literatura de Patente 1 descreve uma técnica para reduzir a quantidade aberta da porção de folga de costura de um tubo aberto pelo fornecimento de uma porção de liga- ção articulável entre a extremidade frontal de punção e o suporte do punção para reduzir a largura do suporte de punção. A Literatura de Patente 2 descreve uma técnica para reduzir a quantidade aberta da porção de folga de costura de um tubo aberto pelo fornecimento de um dispositivo de retenção da folga para restringir a movimentação do ma- terial de chapa em uma direção ortogonal à direção de movimentação do punção, e aplicar uma grande pressão no dobramento final sem as porções das extremidades da largura da chapa entrarem em contato com o suporte de punção. A Literatura de Patente 3 descreve uma técnica para reduzir a quantidade aberta da porção de folga de costura de um tubo aberto pela medição do vão entre a extremidade da largura da chapa e o suporte do punção após o final do processo de prensa- gem final e minimizar o vão. A Literatura de Patente 4 descreve uma técnica para reduzir a quantidade aberta da porção de folga de costura de um tubo aberto independentemente da variação na forma produzida no processo de dobramento por prensagem, no qual a quantidade de pressão pelo punção na etapa final é determinada com base no mo- mento em que a distância entre as extremidades da largura da chapa se torna um valor predeterminado no momento da prensagem no pro- cesso de dobramento final.

[0005] Infelizmente, as técnicas descritas nas Literaturas de Pa- tente 1 a 4 falham em reduzir a quantidade aberta da porção de folga de costura de um tubo aberto para uma largura menor que a largura do suporte de punção. Então, as técnicas para reduzir a quantidade aberta da porção de folga de costura pelo processamento adicional do tubo aberto após o dobramento por prensagem estão descritos nas Literaturas de Patente 5 a 9. A Literatura de Patente 5 descreve uma técnica para conformar um tubo com uma carga menor pela prensa- gem a quente de um tubo de aço após o dobramento por prensagem. A Literatura de Patente 6 descreve uma técnica de prensagem, na qual um detector de distorção é disposto para detectar uma falha ou distorção de um elemento de prensagem ligado a uma corrediça, o elemento de prensagem é disposto de modo a ser capaz de inclinar ou transladar em resposta à detecção de uma falha ou distorção pelo de- tector de distorção, e quando o material bruto é prensado em forma de tubo, o elemento de prensagem é inclinado ou transladado pela quan- tidade de inclinação ou transladação do elemento de prensagem de modo a reduzir a quantidade de distorção. A Literatura de Patente 7 descreve uma técnica na qual um tubo fendido apresentando uma pré- forma não circular é conformado por moldagem ligeira, comparado a outras etapas de dobramento, em pelo menos uma etapa de dobra- mento que age na face interna de um material de chapa nos lados di- reito e esquerdo em relação ao centro definido pela linha do eixo longi- tudinal de uma ferramenta lateral superior que vai no material de cha-

pa conformado progressivamente, e o tubo fendido é então completa- do adicionando-se adequadamente em cada caso uma força de pren- sagem que age nas áreas previamente conformadas levemente em ambos os lados do centro para a pré-forma não circular por fora. A Li- teratura de Patente 8 descreve uma técnica na qual um material bruto apresentando uma porção plana entre porções dobradas em pelo me- nos duas curvaturas do tubo, é aplicada deformação plástica a pelo menos uma porção plana em uma curvatura predeterminada para for- mar um tubo com uma porção fendida fechada. A Literatura de Patente 9 descreve um método de conformar um tubo com uma porção fendida fechada. O método inclui fornecer uma porção levemente dobrada com uma curvatura mais leve que outras regiões ou fornecer uma porção não dobrada na qual o dobramento é omitido, para formar um corpo pré-conformado, e aplicar uma força de dobramento sem restringir a porção levemente dobrada ou a porção não dobrada, ao pressionar o corpo pré-conformado em um tubo aberto. Ao aplicar a força de do- bramento, é recomendado que o corpo pré-conformado seja mantido em um molde em uma postura em forma de U com sua porção aberta virada para cima, e seja apoiado em sua extremidade inferior.

[0006] As Literaturas de Patente 10 e 11 descrevem um método de produção de um tubo UOE apresentando um diâmetro de produto no qual o diâmetro externo do tubo de produto é diferente do diâmetro de uma superfície interna de um molde de prensagem em O. O molde descrito na Literatura de Patente 10 é conformado de modo que ape- nas uma parte da forma de elipse da superfície interna do molde supe- rior/inferior é entalhada. Nas FIG. 3(a) e FIG. 4(a) da Literatura de Pa- tente 10 que ilustram o efeito do molde, um tubo O está em contato com toda a superfície interna do molde de prensagem em O. A Litera- tura de Patente 11 descreve um método usando um molde que tem uma superfície interna apresentando um arco com um raio maior que o diâmetro externo do produto e tem uma superfície de extremidade reti- ficada previamente para fornecer um vão suficientemente grande. Após o material ser ajustado no molde e então submetido a uma com- pressão predeterminada, o tubo conformado é girado de cerca de 90[°] e a prensagem em O é executada novamente para formar uma forma circular. Na primeira etapa de prensagem em O, o tibo de aço está em contato íntimo com toda a superfície do molde. Lista de citações Literaturas de Patente

[0007] Literatura de Patente 1: Pedido de Patente Japonesa Aber- to à Inspeção Pública No. 2004-82219 Literatura de Patente 2: Pedido de Patente Japonesa Aber- to à Inspeção Pública No. 2011-56524 Literatura de Patente 3: WO2014/188468 Literatura de Patente 4: WO2014/192043 Literatura de Patente 5: Pedido de Patente Japonesa Aber- to à Inspeção Pública No. 2005-324255 Literatura de Patente 6: Pedido de Patente Japonesa Aber- to à Inspeção Pública No. 2005-21907 Literatura de Patente 7: Pedido de Patente Japonesa Aber- to à Inspeção Pública No. 2012-250285 Literatura de Patente 8: Patente dos Estados Unidos No. 4149399 Literatura de Patente 9: WO2016/084607 Literatura de Patente 10: Pedido de Patente Japonesa Aberto à Inspeção Pública No. 2003-39115 Literatura de Patente 11: Pedido de Patente Japonesa Aberto à Inspeção Pública No. 2002-178026 Sumário Problema técnico

[0008] Infelizmente, a técnica descrita na Literatura de Patente 5 incorre em um aumento significativo de custo se o consumo de energia térmica envolvido no aquecimento for incluído. Além disso, nessa téc- nica, se um material de chapa produzido através de um processamen- to termomecânico for usado para alcançar resistência, tenacidade e soldabilidade, as características do material podem ser prejudicadas. Nas técnicas descritas nas Literaturas de Patente 6 a 8, o material bru- to ou a pré-forma não circular é formada separadamente no lado direi- to e no lado esquerdo. Se a quantidade de deformação for diferente entre a direita e a esquerda, uma diferença de nível (desalinhamento) pode ser produzida na porção de folga da costura ou a porção fendida seve como porção soldada. Nessas técnicas, a deformação em uma forma desejada em uma única etapa provoca a concentração local de deformação, u que pode deteriorar a redondeza do tubo de aço. Por essa razão, a deformação em múltiplas etapas é inevitável e impõe um limite na conformação eficiente. Na técnica descrita na Literatura de Patente 9, uma vez que o raio do molde inferior é maior que o diâme- tro externo do tubo, a porção inferior do corpo pré-conformado em uma postura em forma de U é dobrado de volta, provocando uma deforma- ção que abre a porção de folga. Isto pode evitar a redução do vão da porção fendida. As técnicas descritas nas Literaturas de Patente 10 e 11 envolvem prensagem em um estado no qual o tubo O está em con- tato íntimo com toda a superfície do molde, e requer uma alta força de prensagem como descrito acima e ainda requer inevitavelmente uma máquina de prensagem de grande escala.

[0009] A presente invenção é feita apresentando em vista os pro- blemas acima. O objetivo da presente invenção é fornecer um método de produção de um tubo de aço para conformar eficientemente um tu- bo de aço com alta redondeza e um molde de prensagem. Solução para o problema

[0010] Para resolver o problema e alcançar o objetivo, um método de produção de um tubo de aço de acordo com a presente invenção inclui: executar dobramento três ou mais vezes em um material de chapa ao longo da direção da largura, o material de chapa sendo submetido ao dobramento de borda em ambas as extremidades na direção da largura, para formar uma pré-forma apresentando a seção transversal em forma de U; prensar a pré-forma para formar um tubo aberto, o tubo aberto sendo um corpo tubular apresentando uma por- ção de folga de costura na direção longitudinal; e unir a porção de fol- ga de costura para formar um tubo de aço, onde quando a largura do material de chapa antes do dobramento da borda é uma largura W, a pré-forma tem uma porção levemente dobrada ou uma porção não do- brada cujo centro está posicionado em um ponto fora de uma extremi- dade da largura da chapa em W/4, a porção levemente dobrada apre- sentando uma curvatura pequena comparada com outras regiões, a porção não dobrada não sendo submetida ao dobramento, e a pren- sagem é executada para conformar o tubo aberto em uma forma tal que uma faixa de 20[%] ou mais da largura da chapa W cujo centro está posicionado na porção inferior da seção transversal em forma de U e uma faixa de 10[%] ou mais da largura da chapa W a partir da ex- tremidade da largura da chapa estão inscritos em um arco com um di- âmetro igual a ou substancialmente igual a um diâmetro externo do tubo de aço.

[0011] Além disso, no método de produção de um tubo de aço de acordo com a presente invenção, onde A denota a faixa de 20[%] ou mais da largura da chapa W cujo centro está posicionado na porção inferior da seção transversal em forma de U inscrita em um arco com um diâmetro igual ou substancialmente igual ao diâmetro externo do tubo de aço, e B denota a faixa total de 10[%] ou mais da largura da chapa W a partir de amas as extremidades da largura da chapa inscri-

ta em um arco com um diâmetro igual a ou substancialmente igual apo diâmetro externo do tubo de aço, a Expressão (1) é satisfeita, 2|A-B|/(A+B) < 0,4 (1) onde |A-B| é o valor absoluto de A-B.

[0012] Além disso, no método de produção de um tubo de aço de acordo com a presente invenção, quando a pré-forma é colocada em um segundo molde de um par de moldes de modo que um primeiro molde do par de moldes seja oposto ao lado aberto em forma de U da pré-forma, e a pré-forma é prensada enquanto a pré-forma é retida en- tre o par de moldes, o segundo molde inclui uma superfície de prensa- gem de maneira que: em um estado no qual a pré-forma é colocada no segundo molde, a superfície de prensagem não está em contato com a pré-forma, excluindo a faixa formada em uma forma inscrita em um arco com um diâmetro igual ou substancialmente igual a um diâmetro externo da chapa de aço, em relação à porção mais inferior da seção transversal em forma de U; e em um estado no qual a prensagem é completada, uma parte do segundo molde não está em contato com o tubo aberto, e o primeiro molde inclui uma superfície de prensagem de maneira tal que: em um estado no qual a pré-forma é colocada no se- gundo molde, a superfície de prensagem não está em contato com a pré-forma; e em um estado em que a prensagem é completada, uma parte do primeiro molde não está em contato com o tubo aberto.

[0013] Além disso, no método de produção de um tubo de aço de acordo com a presente invenção, o dobramento por prensagem é exe- cutado usando-se um molde apresentando um raio de uma porção do arco dentro de uma faixa de ±3,5[%] em relação ao raio corresponden- te ao raio externo da chapa de aço.

[0014] Além disso, no método de produção de um tubo de aço de acordo com a presente invenção, na prensagem da pré-forma, um centro de um molde de prensagem para uso na prensagem da pré-

forma coincide com um centro na direção da largura da pré-forma.

[0015] Além disso, no método de produção de um tubo de aço de acordo com a presente invenção, a pré-forma é retida em uma postura em forma de U com um lado aberto em forma de U virado para cima.

[0016] Além disso, o molde de prensagem para uso no método de produção de um tubo de aço de acordo com a presente invenção, in- clui um par de moldes que são um par de corpos de prensagem para reter a pré-forma; e uma porção de arco formada em uma superfície de cada molde em contato com a pré-forma de modo que o centro do arco esteja localizado em uma posição coincidente com o centro de dobramento do molde, a porção de arco apresentando um raio dentro da faixa de ±3,5[%] em relação a um raio correspondente a um raio externo do tubo de aço, onde a porção de arco em cada molde tem um ângulo central de 70 graus ou mais, e o ângulo total dos ângulos cen- trais das porções de arco de ambos os moldes é menor que 360 graus.

[0017] Além disso, no molde de prensagem de acordo com a pre- sente invenção, os ângulos centrais das porções de arco de ambos os moldes são iguais entre si.

[0018] Além disso, no molde de prensagem de acordo com a pre- sente invenção, cada molde inclui porções lineares ou porções de arco de pequena curvatura apresentando uma curvatura menor que a por- ção de arco, as porções lineares ou as porções de arco de pequena curvatura sendo conectadas a ambas as extremidades da porção de arco na direção do arco.

[0019] Além disso, no método de produção de um tubo de aço de acordo com a presente invenção, o molde de prensagem de acordo com a presente invenção é usado. Efeitos vantajosos da invenção

[0020] O método de produção de um tubo de aço e molde de prensagem de acordo com a presente invenção alcança o efeito de conformar eficientemente um tubo de aço com alta redondeza. Breve descrição dos desenhos

[0021] A FIG. 1 é uma vista em perspectiva externa de um molde e um punção para uso na conformação de uma pré-forma apresentando uma seção transversal em forma de U através de um processo de do- bramento por prensagem de acordo com uma modalidade; a FIG. 2 é um diagrama ilustrando o procedimento para conformar uma pré-forma apresentando uma seção transversal em forma de U através de um processo de dobramento por prensagem; a FIG. 3 é uma vista de seção transversal da pré-forma apresentando uma seção transversal em forma de U; as FIGS. 4(a) a 4(c) são diagramas ilustrando esquemati- camente o processo de conformação de um tubo aberto pela execução de uma prensagem O na pré-forma; a FIG. 5 é uma ilustração de porções de arco, porções line- ares, e ângulos centrais de um molde superior e de um molde inferior; a FIG. 6 é um gráfico ilustrando a relação entre a quantida- de aberta da porção de folga de costura do tubo aberto e a faixa de restrição, em conjunto com a carga de prensagem; as FIGS. 7(a) a 7(c) são diagramas ilustrando esquemati- camente o estado de deformação quando o tubo aberto é conformado usando-se o molde superior e o molde inferior com uma faixa de restri- ção de 0 grau; a FIG. 8 é um gráfico ilustrando a relação entre a faixa de restrição e a redondeza de um tubo de aço antes da expansão do tubo quando a porção de folga de costura do tubo aberto é fechada por sol- dagem; a FIG. 9 é um gráfico lustrando a relação entre a faixa de restrição e a carga de prensagem;

a FIG. 10 é um gráfico ilustrando o resultado da quantidade aberta da porção de folga de costura do tubo aberto quando as faixas de restrição individuais do molde superior e do molde inferior são mu- dados; a FIG. 11 é um gráfico ilustrando o resultado da redondeza de um tubo de aço antes da expansão do tubo que é formado pelo fe- chamento da porção de folga de costura do tubo aberto por soldagem quando as faixas de restrição individuais do molde superior e do molde inferior são mudadas; a FIG. 12 é um gráfico ilustrando o resultado da carga de prensagem quando as faixas de restrição individuais do molde superior e do molde inferior são mudadas; a FIG. 13 é um gráfico ilustrando o resultado da quantidade aberta da porção de folga de costura quando a faixa de restrição do molde superior e a faixa de restrição do molde inferior são as mesmas e o comprimento de uma porção levemente dobrada ou de uma porção não dobrada da pré-forma após o dobramento por prensagem ser mu- dado; a FIG. 14 é um gráfico ilustrando o resultado da redondeza de um tubo de aço antes da expansão do tubo quando a faixa de res- trição do molde superior e a faixa de restrição do molde inferior são as mesmas e o comprimento da porção levemente dobrada ou da porção não dobrada da pré-forma após o dobramento por prensagem ser mu- dado; a FIG. 15 é um gráfico ilustrando o resultado da carga de prensagem quando a faixa de restrição do molde superior e a faixa de restrição do molde inferior são as mesmas e o comprimento da porção levemente dobrada ou da porção não dobrada da pré-forma após o dobramento por prensagem ser mudado; a FIG. 16 é um gráfico ilustrando o resultado da quantidade aberta da porção de folga de costura do tubo aberto quando os raios da porção de arco do molde superior e do molde inferior são mudados; e a FIG. 17 é um gráfico ilustrando o resultado da carga de prensagem quando os raios da porção de arco do molde superior e do molde inferior são mudados. Descrição de modalidades

[0022] Uma modalidade de um método de produção de um tubo de aço e um molde de prensagem para uso no método de produção de um tubo de aço de acordo com a presente invenção será descrita abaixo. A FIG. 1 é uma vista externa em perspectiva de um molde 1 e de um punção 2 para uso na conformação de uma pré-forma apresen- tando uma seção transversal em forma de U através de um processo de dobramento por prensagem de acordo com a presente modalidade. O molde 1 é disposto em um caminho de transporte incluindo uma plu- ralidade de cilindros de transporte 3 para um material de chapa S e inclui um par de elementos esquerdo e direito 1a e 1b em forma de vara para apoiar o material de chapa S em dois pontos ao longo da direção de transporte do material de chapa. Uma distância e entre os elementos em forma de vara 1a e 1b na direção de transporte do ma- terial de chapa pode ser trocada de acordo com o tamanho de um tubo de aço acabado.

[0023] O punção 2 é móvel em uma direção mais próxima ou mais afastada do molde 1 e inclui uma extremidade frontal do punção se projetando para baixo 2a para prensar um material de chapa S e um suporte de punção 2b contínuo à superfície traseira (superfície de ex- tremidade superior) da extremidade frontal do punção 2a com a mes- ma largura para apoiar a extremidade frontal do punção 2a. O suporte de punção 2b tem uma extremidade superior acoplada a um meio de acionamento não ilustrado. O meio de acionamento aplica uma força de prensagem à extremidade frontal do punção 2a.

[0024] A FIG. 2 ilustra o procedimento para conformar uma pré- forma S1 apresentando uma seção transversal em forma de U através de um processo de dobramento por prensagem. Esse procedimento ilustra especificamente um exemplo no qual o material de chapa S submetido previamente ao dobramento de borda é dobrado e o mate- rial de chapa S é alimentado em ordem a partir do topo até a parte in- ferior na coluna esquerda da Fig. 2, então desde o topo até a parte in- ferior na coluna média na Fig. 2, e finalmente para a coluna direita na Fig. 2. As setas dadas ao punção 2 e ao material de chapa S na Fig. 2 indicam a direção na qual o punção 2 e o material de chapa S se mo- vem em cada estágio.

[0025] Para conformar um material de chapa S em uma forma tu- bular usando o material de chapa S como material de partida, inicial- mente é executado previamente o dobramento de borda no material de chapa S. Esse dobramento de borda é executado para uma porção de extremidade da largura da chapa, que é relativamente difícil de dobrar, comparado com o dobramento executado no material de chapa S usando o molde 1 e o punção 2. Quando porções de borda dobradas são fornecidas nas porções de extremidade da largura da chapa S pe- lo dobramento de bordas, uma chapa de aço com alta redondeza pode ser obtida facilmente, comparado com o caso em que nenhuma porção de borda dobrada é fornecida. A redondeza de um tubo de aço é um índice que representa quão próximo a um círculo é a forma da seção transversal do tubo de aço, e é um valor indicado pela razão obtida dividindo-se a diferença o máximo e o mínimo da quantidade de varia- ção a partir de um arco aproximado em toda a circunferência de um tubo de aço pelo diâmetro do tubo de aço. Por exemplo, um tubo de aço apresentando um diâmetro externo D é dividido em 8 partes iguais, 12 partes iguais, 16 partes iguais ou 24 partes iguais na direção circunferencial do tubo de qualquer comprimento de tubo dado, e os diâmetros externos em posições opostas são medidos. Quando o diâ- metro máximo e o diâmetro mínimo dos diâmetros externos medidos são Dmax e Dmin, respectivamente, a redondeza [%] é definida por {(Dmax-Dmin)/D}×100. À medida que a redondeza está próxima de zero, a forma da seção transversal do tubo de aço está mais próxima de um círculo perfeito.

[0026] O material de chapa S fornecido com porções de borda dobradas é colocado no molde 1 ilustrado na FIG. 1. Enquanto o mate- rial de chapa S é transportado intermitentemente a uma quantidade de alimentação predeterminada, o dobramento é executado três ou mais vezes ao longo da direção da largura do material de chapa S através do procedimento ilustrado na Fig. 2 para formar uma pré-forma S1 apresentando uma seção transversal em forma de U como um todo.

[0027] A FIG. 3 é uma vista de seção transversal da pré-forma S1 apresentando uma seção transversal em forma de U. Como ilustrado na FIG. 3, quando a largura do material de chapa S antes do dobra- mento de borda é uma largura de chapa W, uma porção não dobrada P não submetida ao dobramento é fornecida a uma parte da pré-forma S1, em particular, de modo que o centro da porção não dobrada P es- teja posicionado a uma porção W/4 que é uma seção distante W/4 de cada extremidade da largura da chapa. Essa porção não dobrada P pode ser fornecida aumentando-se a quantidade de alimentação do material de chapa S e omitindo-se a prensagem pelo punção 2. Em uma parte da pré-forma S1, em particular, de modo que o centro seja posicionado na porção W/4 a partir de cada uma das extremidades da largura da chapa, uma porção levemente dobrada apresentando uma curvatura menor que outras porções (com uma curvatura leve compa- rada com outras porções) pode ser fornecida ao invés da porção não dobrada P. Nesse caso, na descrição a seguir, “porção não dobrada P”

pode ser lida como “porção levemente dobrada”, se necessário. A por- ção levemente dobrada pode ser fornecida aplicando-se uma quanti- dade menor de pressão pelo punção 2 que em outras porções.

[0028] O punção 2 ilustrado na Fig. 1 e na Fig. 2 tem uma forma I na qual a largura da extremidade frontal do punção 2a na direção de transporte do material de chapa é igual à largura do suporte de punção 2b na direção de transporte do material de chapa. Entretanto, a forma do punção 2 não é limitada a essa. Por exemplo, um punção 2 que te- nha aproximadamente a forma de um T invertido pode ser usado, no qual a largura da extremidade frontal do punção 2a na direção de transporte do material de chapa é maior que a largura do suporte de punção 2b na direção de transporte do material de chapa. Se a largura do suporte de punção 2b na direção de transporte do material de cha- pa for a mesma, o punção 2 apresentando aproximadamente a forma de um T invertido pode pressionar uma área maior do material de cha- pa S em uma única prensagem, comparado com o punção 2 apresen- tando uma forma I, reduzindo assim o número de prensagens.

[0029] Uma vez que o material de chapa S é dobrado por dobra- mento por prensagem para formar a pré-forma S1 apresentando uma seção transversal em forma de U, a prensagem O é executada para dobrar por prensagem a pré-forma S1 em uma forma de O usando-se um molde de prensagem que é um par de moldes incluindo um molde superior 4 e um molde inferior 5 como ilustrado na Fig. 4, formando assim um tubo aberto S2, que é um corpo tubular apresentando uma porção de folga de costura G entre as porções de extremidade de lar- gura da chapa opostas entre si na direção circunferencial.

[0030] O procedimento para executar a prensagem O na pré-forma S1 para formar o tubo aberto S2 será descrito agora em relação à Fig.

4. Antes de tudo, como ilustrado na Fig. 4(a), a pré-forma S1 é instala- da no molde inferior 5 de modo que o molde superior 4 e o lado aberto em forma de U da pré-forma S1 são opostos um ao outro (de modo que o lado aberto em forma de U da pré-forma S1 esteja virado para cima), e a pré-forma S1 é retida entre o molde superior 4 e o molde inferior 5. Na prensagem da pré-forma S1, o centro do dobramento do molde de prensagem é alinhado com o centro na direção da largura da pré- forma S1. As porções de extremidade da largura da chapa podem, as- sim, ser pressionadas regularmente à direita e à esquerda no lado aberto em forma de U da pré-forma S1.

[0031] Como ilustrado na Fig. 5, as superfícies do molde superior 4 e do molde inferior 5 que podem estar em contato com a pré-forma S1 têm porções de arco 4a e 5a, respectivamente, com um diâmetro igual ou substancialmente igual ao diâmetro externo do tubo de aço a ser formado com um ângulo central θ. Essa faixa é prensada em uma forma inscrita no arco com um diâmetro igual ou substancialmente igual ao diâmetro externo do tubo de aço. Por exemplo, o ângulo cen- tral θ de 360 graus corresponde a uma largura de chapa de 100[%] a ser prensada na forma inscrita. Daqui em diante, o ângulo central θ da porção de arco 4a, 5a é referido como a faixa de restrição, e o valor obtido dividindo-se esse ângulo por 360 graus é a faixa prensada na forma inscrita no arco com um diâmetro igual ou substancialmente igual ao diâmetro externo do tubo de aço. A porção de arco 4a tem um arco central em uma posição coincidente com o centro de dobramento Op4 do molde superior 4. A porção de arco 5a tem um centro de arco em uma posição coincidente com o centro de dobramento Op5 do mol- de inferior 5. O molde superior 4 tem porções lineares 4b1 e 4b2 conec- tadas às respectivas extremidades na direção do arco da porção de arco 4a. O molde inferior 5 tem porções lineares 5b1 e 5b2 conectadas às respectivas extremidades na direção do arco da porção de arco 5a. No lugar das porções lineares 4b1, 4b2, 5b1, e 5b2, o molde superior 4 e o molde inferior 5 podem ter porções de arco de pequena curvatura apresentando uma curvatura menor que a curvatura das porções de arco 4a e 5a. Na presente invenção, em vista do aumento da simetria do tubo de aço resultante, é preferível que as porções lineares 4b 1, 4b2, 5b1, e 5b2 ou as porções de arco de pequena curvatura conecta- das às porções de arco 4a e 5a são simétricas em relação aos centros de dobramento Op4 e Op5, isto é, os centros das porções de arco 4a e 5a. É preferível que a prensagem seja executada usando-se um molde apresentando um raio de uma porção de arco dentro de uma faixa de ±3,5[%] em relação a um raio correspondente ao raio externo do tubo de aço. A razão para isso será descrita mais adiante.

[0032] Subsequentemente, a pré-forma S1 retida entre o molde superior 4 e o molde inferior 5 é pressionada para baixo pelo molde superior 4 e submetida à prensagem O como ilustrado na Fig. 4(b). Aqui, as porções da pré-forma S1 que são opostas às porções de arco 4a e 5a do molde superior 4 e do molde inferior 5 são restringidas pelo molde superior 4 e pelo molde inferior 5, enquanto as porções não do- bradas P da pré-forma S1 não são restringidas pelo molde superior 4 e pelo molde inferior 5. Assim, o tubo aberto S2 como ilustrado na Fig. 4(c) pode ser formado com uma força de prensagem menor que a for- ça de prensagem exigida quando toa a circunferência da pré-forma S1 é restringida pelo molde superior 4 e pelo molde inferior 5.

[0033] No método de produção de um tubo de aço de acordo com a presente modalidade, usando o molde de prensagem incluindo o molde superior 4 e o molde inferior 5, a pré-forma S1 é prensada para formar o tubo aberto S2 em uma forma tal que a faixa de 20[%] ou mais da largura da chapa W (equivalente ao ângulo central θ de 70 graus ou maior) cujo centro está posicionado na porção inferior da seção trans- versal em forma de U e uma faixa de 10[%] ou mais (equivalente ao ângulo central θ de 35 graus ou maior) da largura da chapa W a partir da extremidade da largura da chapa são inscritos no arco com um di-

âmetro igual a ou substancialmente igual ao diâmetro externo do tubo de aço.

[0034] Na presente modalidade, em vista de melhorar a forma do tubo de aço resultante, é preferível que a faixa na qual o tubo aberto S2 é inscrito no molde seja substancialmente a mesma do lado do molde superior 4 e do molde inferior 5. Isto é, quando a faixa de 20[%] ou mais da largura da chapa W cujo centro está posicionado na porção mais inferior da seção transversal em forma de U inscrita no arco com um diâmetro igual ou substancialmente igual ao diâmetro externo do tubo de aço é denotada por A, e a faixa total de 10[%] ou mais da lar- gura da chapa W de ambas extremidades de largura da chapa inscri- tas no arco com um diâmetro igual ou substancialmente igual ao diâ- metro externo do tubo de aço é denotada por B, é preferível que a Ex- pressão (1) seja satisfeita: 2|A-B|/(A+B) < 0,4 (1) onde |A-B| é o valor absoluto de A-B. O significado da Expressão (1) será descrito em detalhes mais adiante.

[0035] No método de produção de um tubo de aço de acordo com a presente modalidade, para garantir que o tubo aberto S2 seja inscrito no molde em uma faixa predeterminada e para obter uma forma satis- fatória, como ilustrado na Fig. 5, é preferível que, na seção transversal em forma de U da pré-forma S1 antes da prensagem, os ângulos θ11 e θ12 entre uma tangente TL1 em uma porção W/2 que é uma porção central da largura da chapa e as tangentes TL21 e TL22 nas porções W/4 sejam de 35 graus ou maior e menor que 90 graus. Além disso, é preferível que, na pré-forma S1 antes da prensagem, os ângulos θ21 e θ22 entre as tangentes TL31 e TL32 nas porções de extremidade da lar- gura da chapa e as tangentes TL21 e TL22 nas porções W/4 sejam de 35 graus ou maior e menor que 90 graus. Para ajustar a mesma faixa inscrita no lado do molde superior 4 e no lado do molde inferior 5, é preferível que a soma dos ângulos θ11 e θ12 entre a tangente TL1 e as tangentes TL21 e TL22 seja substancialmente igual à soma dos ângulos θ21 e θ22 entre as tangentes TL31 e TL32 e as tangentes TL21 e TL22.

[0036] Esses ângulos precisam ser definidos em consideração de uma instalação para dobrar a pré-forma S1 em forma de U e a forma de um molde para dobrar a pré-forma S1 em forma de U no tubo aber- to S2, pelas razões a seguir. Se esses ângulos forem muito grandes, a distância entre as extremidades da largura da chapa é pequena. Se a distância for menor que a largura do suporte de punção 2b para dobrar na pré-forma S1 em forma de U, é impossível obter a pré-forma S1 em forma de U. Por outro lado, se esses ângulos forem muito pequenos, a distância entre as extremidades da largura da chapa da pré-forma S1 em forma de U é grande, de forma que quando a pré-forma S1 em for- ma de U é colocada no molde, as extremidades da largura da chapa são maiores que a abertura do molde superior 4 e a força de dobra- mento não pode ser aplicada. Em adição, a distância entre as porções não dobradas P na direita e na esquerda é excessivamente grande para evitar a colocação adequada no lado inferior 5.

[0037] Quando a pré-forma S1 é colocada no molde inferior 5 que é o segundo molde do par de moldes de modo que o molde superior 4 que é o primeiro molde do par esteja oposto ao lado aberto em forma de U da pré-forma S1, e a pré-forma S1 é prensada enquanto a pré- forma S1 é retida entre o molde superior 4 e o molde inferior 5, o molde superior 4 e o molde inferior 5 têm as superfícies de prensagem a se- guir. Isto é, o molde inferior 5 tem uma superfície de prensagem de maneira tal que a superfície de prensagem não esteja em contato com a pré-forma S1, excluindo a faixa de 20[%] ou mais (equivalente ao ân- gulo central θ de 70 graus ou maior) da largura da chapa W cujo cen- tro está posicionado na porção mais inferior da seção transversal em forma de U, em um estado no qual a pré-forma S1 é colocada no mol- de inferior 5, e que uma parte do molde inferior 5 não está em contato com o tubo aberto S2 em um estado no qual a prensagem é completa- da. O molde superior 4 tem uma superfície de prensagem de tal ma- neira que a superfície de prensagem não está em contato com a pré- forma S1 em um estado em que a pré-forma S1 é colocada no molde inferior 5, e que uma parte do molde superior 4 não está em contato com o tubo aberto S2 em um estado no qual a prensagem é completa- da.

[0038] Na presente modalidade, é preferível que, na prensagem da pré-forma S1, o centro do molde de prensagem para uso no dobra- mento por prensagem da pré-forma S1 coincida com o centro na dire- ção da largura da pré-forma S1. Isto se dá porque a aplicação de uma força simétrica ao centro na direção da largura da pré-forma S1 contri- bui para a melhoria na precisão da forma do tubo de aço resultante.

[0039] Na presente modalidade, é preferível que a pré-forma S1 seja retida em uma postura em forma de U com o lado de abertura da forma de U virada para cima. Isto é porque a prensagem nessa postu- ra facilita a operação. Outra razão é que se o lado de abertura em for- ma de U estiver virado para baixo, o peso da pré-forma S1 é exercido nas porções de extremidade da largura da chapa da pré-forma S1 e pode provocar arranhões nas porções de extremidade da largura da chapa ou no molde, e isso deve ser evitado.

[0040] Aqui, na presente modalidade, quando o tubo aberto S2 é conformado executando-se a prensagem O na pré-forma S1 usando-se o molde superior 4 e o molde inferior 5, a força de prensagem é apli- cada a uma parte distante W/4 do centro da porção não dobrada P na direção da porção de extremidade da largura na pré-forma S1. A razão para isso é como segue. Quando toda a pré-forma S1 é conformada em um círculo, o momento do dobramento é M = F∙r∙cosφ (F: força de prensagem, r: raio do círculo) em uma posição em que o ângulo cen- tral está distante da porção prensada por um ângulo φ, e é maior em uma posição distante da porção prensada por 90 graus, onde a defor- mação é também maior. A força de prensagem é então aplicada a uma posição distante do centro da porção não dobrada P por 90 graus, isto é, por 1/4 de toda a circunferência, com o que a porção não dobrada P é efetivamente deformada. Aqui, o momento do dobramento é maior em uma posição distante da posição que recebe a força de prensagem por 90 graus e diminui à medida que a distância dessa posição au- menta. Com base nisso, é preferível aplicar uma força de prensagem a uma seção distante do centro da porção não dobrada P na direção da porção de extremidade da largura da chapa por W/4±0,07W para pro- duzir deformação plástica suficiente na porção não dobrada P.

[0041] Na presente modalidade, o centro da porção não dobrada P é fornecido em uma seção incluindo a posição distante da extremidade da largura da chapa de W/4. A razão para isso é como segue. Embora seja preferível aplicar uma força de prensagem a uma seção distante do centro da porção não dobrada P na direção da porção de extremi- dade da largura da chapa por W/4 como descrito acima, a posição de contato entre o molde superior 4 e a pré-forma S1 muda, e a posição que recebe a força de prensagem também muda, porque a forma da pré-forma S1 muda em uma etapa de formação da pré-forma S1 no tu- bo aberto S2. Quando a porção não dobrada P é fornecida em uma seção que inclui a posição distante da extremidade da largura da cha- pa por W/4 na pré-forma S1, a porção que recebe a força de prensa- gem é sempre a porção da extremidade da largura da chapa da pré- forma S1 de modo que a posição não dobrada P é mais deformada. Fazendo-se assim, é possível aplicar deformação à porção não dobra- da P em uma prensagem única, sem mudar a posição prensada. Além disso, é preferível fornecer a porção não dobrada P em uma faixa de

W/4±0,07W a partir da posição que recebe a força de prensagem, isto é, a extremidade da largura da chapa da pré-forma S1.

[0042] Uma vez que as porções de extremidade da largura da chapa estão em contato com o molde superior 4 no estado inicial da prensagem como ilustrado na Fig. 4(a) e na Fig. 4(b), é preferível que a porção não dobrada P seja fornecida em uma seção incluindo uma seção distante da extremidade da largura da placa da pré-forma S1 por W/4.

[0043] A Fig. 6 é um gráfico ilustrando a relação entre a quantida- de aberta da porção de folga de costura G do tubo aberto S2 e a faixa de restrição, em conjunto com a carga de prensagem. A relação entre a quantidade aberta e a faixa de restrição ilustrada na Fig. 6 e a carga de prensagem são aquelas obtidas quando um tubo de aço com uma resistência à tração de 630 [Mpa], um diâmetro externo de 660,4 [mm], e uma espessura do tubo de 40,0 [mm] é formada soldando-se ambas as extremidades do tubo aberto S2 e posteriormente executando-se a correção da forma por expansão do tubo a uma razão de expansão do tubo de 1[%].

[0044] A pré-forma S1 após o dobramento por prensagem é provi- da com uma porção não dobrada P apresentando um comprimento de W/12 em uma porção W/4 a partir de cada uma das extremidades da largura da chapa em ambos os lados. O ângulo θ11, θ12 entre a tangen- te na porção central da largura da chapa e a porção W/4 que é uma seção distante da extremidade da largura da chapa por W/4 é de 75 graus, e o ângulo θ21, θ22 entre a tangente na porção da extremidade da largura da chapa e a tangente na porção W/4 é de 75 graus. Essa pré-forma S1 é retida entre o molde superior 4 e o molde inferior 5 apresentando a mesma faixa de restrição. A quantidade de prensagem é ajustada de modo que a distância entre as porções em W/2 do tubo aberto S2 seja igual ao diâmetro antes da expansão do tubo (a quanti-

dade de prensagem para baixo na prensagem O é ajustada de modo que o diâmetro longitudinal coincida com o diâmetro antes da expan- são do tubo). Como pode ser visto da Fig. 6, quanto maior for a faixa de restrição, menor é a quantidade aberta da porção de folga de costu- ra G do tubo aberto S2.

[0045] As Figs. 7(a) a 7(c) são diagramas ilustrando esquemati- camente o estado de deformação quando o tubo aberto S2 é formado usando-se o molde superior 4 e o molde inferior 5 com uma faixa de restrição de 0 grau. Quando a faixa de restrição do molde superior 4 e do molde inferior 5 é 0 grau, as porções de arco 4a e 5a são arcos apresentando um diâmetro 1,16 vez maior que o diâmetro externo do tubo de aço de modo que o molde superior 4 esteja em contato ape- nas com ambas bordas da pré-forma S1 e o molde inferior 5 esteja em contato apenas com a porção central da largura da chapa da pré- forma S1. Como ilustrado na Fig. 7(a), o diâmetro da porção de arco 5a do molde inferior 5 é maior que o diâmetro do tubo de aço de modo que quando a seção transversal da pré-forma S1 é comparada a um relógio, só a porção correspondente às 6 horas está em contato com o molde inferior 5. Por causa disso, como ilustrado na Fig. 7(b), a porção das 6 horas da pré-forma S1 e sua vizinhança são dobradas para trás para estar conforme a porção de arco 5a do molde inferior 5 durante a prensagem O, e o raio de curvatura se torna maior que o diâmetro do tubo de aço. Como resultado, após a prensagem O, como ilustrado na Fig. 7(c), a quantidade aberta da porção de folga de costura G do tubo aberto S2 é grande, em combinação com a recuperação elástica na porção das 3 horas e na porção das 9 horas da pré-forma S1.

[0046] A Fig. 8 é um gráfico ilustrando a relação entre a faixa de restrição e a redondeza de um tubo de aço antes da expansão do tubo quando a porção de folga de costura G do tubo aberto S 2 é fechada por soldagem. Como pode ser entendido da Fig. 8, quando a faixa de restrição é de 60 graus, a redondeza é pior do que quando a faixa de restrição é de 0 grau. Entretanto, à medida que a faixa de restrição é aumentada, a redondeza melhora. Quando a faixa de restrição é de 70 graus ou maior, a redondeza é melhor do que quando a faixa de restri- ção é de 0 grau. Pode também ser entendido que a redondeza é me- lhorada mais quando a faixa de restrição é de 100 graus a 110 graus.

[0047] A Fig. 9 é um gráfico ilustrando a relação entre a faixa de restrição e a carga de prensagem. Como pode ser visto da Fig. 9, à medida que a faixa de restrição aumenta, a carga de prensagem au- menta. Aumentar a faixa de restrição diminui a quantidade aberta da porção de folga de costura G do tubo aberto S2, mas a carga de pren- sagem aumentada requer um tamanho maior da instalação de prensa- gem. É, portanto, preferível reduzir a faixa de restrição em uma faixa na qual a quantidade aberta desejada seja obtida. Por exemplo, a faixa de restrição é ajustada para 150 graus ou menos para ajustar a carga de prensagem para 90[%] ou menos da carga de prensagem exigida quando as faixas de restrição individuais do molde superior 4 e do molde inferior 5 para restringir toda a circunferência da pré-forma S1 com o molde superior 4 e o molde inferior 5 são 180 graus.

[0048] A Fig. 10 é um gráfico ilustrando o resultado da quantidade aberta da porção de folga de costura G do tubo aberto S2 quando as faixas de restrição individuais do molde superior 4 e do molde inferior 5 são mudadas. A Fig. 11 é um gráfico ilustrando o resultado da redon- deza do tubo de aço antes da expansão do tubo que é formado pelo fechamento da porção de folga de costura G do tubo aberto S2 por soldagem quando as faixas de restrição individuais do molde superior 4 e do molde inferior 5 são mudadas. A Fig. 12 é um gráfico ilustrando o resultado da carga de prensagem quando as faixas de restrição indi- viduais do molde superior 4 e do molde inferior 5 são mudadas. Na Fig. 10 a Fig. 12, o tubo de aço alvo tem uma resistência à tração de

630 [Mpa], um diâmetro externo de 660,4 [mm], e uma espessura de tubo de 40,0 [mm], que são as mesmas que aquelas das Fig. 6, Fig. 8 e Fig. 9. O eixo horizontal representa o valor médio das faixas de res- trição do molde superior 4 e do molde inferior 5, e diferentes faixas de restrição no molde inferior 5 são representadas por símbolos diferen- tes. Na figura, por exemplo, “menos de 60 graus” significa que a faixa de restrição no molde inferior 5 é de 60 graus.

[0049] Como pode ser entendido da Fig. 10, independentemente das faixas de restrição individuais do molde superior 4 e do molde infe- rior 5, à medida que o valor médio das faixas de restrição do molde superior 4 e do molde inferior 5 aumenta, a quantidade aberta da por- ção de folga de costura G do tubo aberto S2 diminui. Como pode ser entendido da Fig. 11, quando a faixa de restrição de um entre o molde superior 4 e o molde inferior 5 é menor que 60 graus, a redondeza do tubo de aço é pior. Consequentemente, embora as faixas de restrição individuais do molde superior 4 e do molde inferior 5 possam não ne- cessariamente ser iguais entre o molde superior 4 e o molde inferior 5, é desejável que as faixas de restrição do molde superior 4 e do molde inferior 5 ambas excedam 60 graus para obter uma forma com uma redondeza satisfatória de um tubo de aço. Pode também ser entendido da Fig. 12 que quanto maior for o valor médio das faixas de restrição do molde superior 4 e do molde inferior 5, maior é a carga de prensa- gem. Portanto, quando o limite superior da carga de prensagem per- missível é ajustado, a faixa do valor médio das faixas de restrição apli- cáveis do molde superior 4 e do molde inferior 5 pode ser determinada de acordo com o valor limite superior da carga de prensagem.

[0050] Na Fig. 11, quando a diferença entre as faixas de restrição superior e inferior é de 30 graus e a diferença é de 29[%] do valor mé- dio das faixas de restrição superior e inferior, isto é, superior 90 graus/inferior 90 graus, superior 90 graus/inferior 120 graus, superior

120 graus/inferior 90 graus, a redondeza antes da expansão do tubo após a soldagem é excelente, da ordem de 1,5[%] ou menos. Por ou- tro lado, quando a diferença entre as faixas de restrição superior e in- ferior é 30 graus, mas a diferença é grande, da ordem de 40[%] do va- lor médio das faixas de restrição superior e inferior, isto é, superior 90 graus/inferior 60 graus, a redondeza antes da expansão do tubo após a soldagem é levemente insuficiente, 2,0[%]. Dessa forma, reduzir a diferença entre as faixas de restrição superior e inferior pode fornecer uma forma satisfatória. Isto é, na presente invenção, é também prefe- rível que a diferença entre as faixas de restrição superior e inferior seja ajustada para menos de 40[%] do valor médio das faixas de restrição superior e inferior, mais preferivelmente 30[%] ou menos. É preferível que a diferença entre as faixas de restrição superior e inferior seja me- nor que 30 graus. A relação da diferença entre as faixas de restrição superior e inferior e o valor médio das faixas de restrição superior e inferior pode ser dita ser como a seguir. Quando a faixa de 20[%] ou mais da largura da chapa W cujo centro está posicionado na porção mais inferior da seção transversal em forma de U inscrita no arco com um diâmetro igual ou substancialmente igual ao diâmetro externo do tubo de aço é denotada por A, e a faixa total de 10[%] ou mais da lar- gura da chapa W a partir de ambas as extremidades da largura da chapa inscrita no arco com um diâmetro igual ou substancialmente igual ao diâmetro externo do tubo de aço é denotada por B, é preferí- vel que a Expressão (1) seja satisfeita: 2|A-B|/(A+B) < 0,4 (1) onde |A-B| é o valor absoluto de A-B.

[0051] A FIG. 13 é um gráfico ilustrando o resultado da quantidade aberta da porção de folga de costura G quando a faixa de restrição do molde superior 4 e a faixa de restrição do molde inferior 5 são a mes- ma e o comprimento L da porção não dobrada P da pré-forma S1 após o dobramento por prensagem é mudado. A Fig. 14 é um gráfico ilus- trando o resultado da redondeza do tubo de aço antes da expansão do tubo quando a faixa de restrição do molde superior 4 e a faixa de res- trição do molde inferior 5 são a mesma e o comprimento L da porção não dobrada P da pré-forma S1 após o dobramento por prensagem é mudado. A Fig. 15 é um gráfico ilustrando o resultado da carga de prensagem quando a faixa de restrição do molde superior 4 e a faixa de restrição do molde inferior 5 são a mesma e o comprimento L da porção não dobrada P da pré-forma S1 após o dobramento por pren- sagem é mudado. Nas Fig. 13 a Fig. 15, quando o ângulo entre a tan- gente na porção central da largura da chapa e a tangente na porção W/4 que é uma seção distante da extremidade da largura da chapa em W/4 é θ11, θ12, e o ângulo entre a tangente na porção de extremidade da chapa e a tangente na porção W/4 é θ21, θ22, todos esses ângulos são ajustados para um valor igual e mudados de acordo com a largura da porção não dobrada P. O eixo horizontal representa o valor médio da faixa de restrição do molde superior 4 e da faixa de restrição do molde inferior 5.

[0052] Como pode ser entendido da Fig. 13, independentemente do comprimento L da porção não dobrada P da pré-forma S1 e dos ân- gulos θ11, θ12, θ21, e θ22 das tangentes, à medida que o valor médio da faixa de restrição do molde superior 4 e da faixa de restrição do molde inferior 5 aumenta, a quantidade aberta da porção de folga de costura G diminui. É também entendido que quando o valor médio da faixa de restrição do molde superior 4 e da faixa de restrição do molde inferior 5 é o mesmo, quanto maior for o comprimento L e menores são os ân- gulos θ11, θ12, θ21, e θ22 das tangentes, menor é a quantidade aberta. Como pode ser entendido da Fig. 14 e da Fig. 15, quando o valor mé- dio da faixa de restrição do molde superior 4 e da faixa de restrição do molde inferior 5 é o mesmo, não há diferença significativa na redonde-

za e na carga de prensagem do tubo de aço devido ao comprimento L da porção não dobrada P da pré-forma S1 e aos ângulos θ11, θ12, θ21, e θ22 das tangentes. Dessa forma, quando o valor médio da faixa de res- trição do molde superior 4 e da faixa de restrição do molde inferior 5 é o mesmo, a quantidade aberta da porção de folga de costura G do tu- bo aberto S2 pode ser reduzida pelo aumento do comprimento L da porção não dobrada P da pré-forma S1 e redução dos ângulos θ11, θ12, θ21, e θ22 das tangentes, sem provocar uma diferença na redondeza ou na carga de prensagem do tubo de aço devido ao comprimento L.

[0053] A FIG. 16 é um gráfico ilustrando o resultado da quantidade aberta da porção de folga de costura G do tubo aberto S2 quando os raios das porções de arco do molde superior 4 e do molde inferior 5 são mudados. A Fig. 17 é um gráfico ilustrando o resultado da carga de prensagem quando os raios das porções de arco do molde superior 4 e do molde inferior 5 são mudados. Na Fig. 16 e na Fig. 17, os ângu- los centrais das porções de arco 4a e 5a do molde superior 4 e do molde inferior 5 são 45 graus, e enquanto os raios das porções de ar- co, que são os raios das porções de arco 4a e 5a, são mudados, um tubo de aço apresentando uma resistência à tração de 630 MPa, um diâmetro externo de 660,4 [mm], e uma espessura de 40,0 [mm] é pressionado para baixo por prensagem O de modo que o diâmetro longitudinal coincida com o diâmetro antes da expansão do tubo. Na Fig. 16 e na Fig. 17, o eixo horizontal representa a razão entre ao raio da porção de arco e o raio externo do tubo de aço (raio corresponden- te ao diâmetro externo do tubo de aço). Quando o raio da porção de arco é maior que o raio externo do tubo de aço, a razão é maior que 1,0, e quando o raio da porção de arco é menor que o raio externo do tubo de aço, a razão é menor que 1,0.

[0054] Como ilustrado na Fig. 16, quando o raio da porção de arco do molde superior 4 e do molde inferior 5 é igual ao raio externo do tubo de aço (o eixo horizontal é 1,0 na Fig. 16), a quantidade aberta da porção de folga de costura G é menor. Por outro lado, quando o raio da porção de arco do molde superior 4 e do molde inferior 5 é maior que o raio externo do tubo de aço, ocorre a deformação por dobramen- to para trás na porção das 6 horas da pré-forma S1 e na sua vizinhan- ça como ilustrado na Fig. 7, de modo que a quantidade aberta da por- ção de folga de costura G aumenta à medida que o raio da porção de arco do molde superior 4 e do molde inferior 5 aumenta. Quando o raio da porção de arco do molde superior 4 e do molde inferior 5 é menor que o raio externo do tubo de aço, a deformação por dobramento para trás ocorre em porções em que as porções de arco 4a e 5a do molde superior 4 e do molde inferior 5 terminam, de modo que a quantidade aberta da porção de folga de costura G aumenta à medida que o raio da porção de arco diminui. Dessa forma, embora seja mais preferível que o raio da porção de arco do molde superior 4 e do molde inferior 5 seja igual ao raio externo do tubo de aço, a quantidade aberta da por- ção de folga de costura G é mantida em 40 [mm] ou menos quando o raio da porção de arco do molde superior 4 e do molde inferior 5 é um raio equivalente ao raio externo do tubo de aço ±3,5[%].

[0055] Entretanto, como pode ser entendido da Fig. 17, a carga de prensagem aumenta à medida que o raio da porção de arco diminui. Em particular, quando o raio da porção de arco é pequeno, é necessá- rio determinar o raio considerando a carga da máquina de prensagem. Exemplo 1

[0056] Uma chapa de aço fornecida com um sulco usando um es- pelho de borda e conformada para ter uma largura de chapa W de 1928 [mm] com um comprimento de 1000 [mm], uma espessura de chapa de 40 [mm], e uma resistência à tração de 635 [MPa] foi subme- tida ao dobramento de borda, seguido de dobramento por prensagem para preparar uma pré-forma S1. Subsequentemente, a prensagem O foi executada nessa pré-forma S1 com uma máquina de prensagem de 30 [MN] usando o molde superior 4 e o molde inferior 5 com várias fai- xas de restrição para formar as pré-formas A e B. A Tabela 1 e a Ta- bela 2 mostram as formas das pré-formas A e B. Nas Tabela 1 e Tabe- la 2, as letras iniciais A e B na coluna “Nº indicam as formas das pré- formas (pré-formas A e B), e os numerais que seguem as letras A, B e C indicam uma combinação das faixas de restrição do molde superior 4 e do molde inferior 5.

[0057] A Tabela 1 mostra uma pré-forma A sob a Condição A na qual uma porção não dobrada foi fornecida com uma largura de 160 [mm] (W/12) cujo centro está posicionado em juma porção W/4 a partir da extremidade da largura da chapa, e o ângulo θ21, θ22 entre a tan- gente na porção de extremidade da largura da chapa e a tangente na porção W/4 era de 65 graus, e o ângulo θ11, θ12 entre a tangente na porção central da largura da chapa e a tangente na porção W/4 era de 73 graus. A Tabela 2 mostra uma pré-forma B sob a Condição B na qual uma porção não dobrada foi fornecida com uma largura de 321 [mm] (W/6) (a largura duas vezes aquela da Condição A) cujo centro está posicionado na porção W/4 a partir da extremidade da largura da chapa, o ângulo θ21, θ22 entre a tangente na posição de extremidade da largura da chapa e a tangente na porção W/4 era de 59 graus, e o ângulo θ11, θ12 entre a tangente na porção central da largura da chapa e a tangente na porção W/4 era de 61 graus. As pré-formas A e B são, cada uma, simétricas em relação a uma linha reta que conecta o cen- tro da porção de extremidade da largura da chapa e 1/2 largura da chapa, e a Tabela 1 e Tabela 2 mostram o valor da porção em 1/2 lar- gura da chapa. A quantidade de pressão para baixo na prensagem O foi ajustada de modo que a distância entre o lado da superfície externa da porção W/2 e o lado da superfície externa da porção de extremida- de da largura da chapa fosse 654 [mm].

[0058] Após a quantidade aberta do tubo aberto S2 após a prensa- gem O das pré-formas A e B ser medida, a porção de folga de costura G do tubo aberto S2 foi soldada para formar um tubo de aço apresen- tando um diâmetro externo de 654 [mm]. Posteriormente, o diâmetro do tubo de aço foi medido em oito pontos a um passo de 22,5 graus na direção circunferencial, e a diferença entre o diâmetro máximo e o di- âmetro mínimo foi obtida. A Tabela 1 e a Tabela 2 também mostram a forma do molde (faixa de restrição), carga de prensagem, quantidade aberta, e redondeza. Aqui, a redondeza é um numeral obtido dividindo- se a diferença entre o máximo e o mínimo pelo diâmetro externo do tubo de aço (o valor médio de todos os valores medidos do diâmetro).

[0059] A máquina de soldagem usada nesse exemplo falhou em fechar a abertura do tubo apresentando uma quantidade aberta que excedeu 40 [mm] após a prensagem O. Nesse caso, ambas as extre- midades e o centro na direção axial do tubo foram soldadas temporari- amente com a abertura sendo fechada usando-se outra máquina de prensagem, e posteriormente todo o comprimento da porção de folga de costura G foi normalmente soldado. Uma redondeza de 2,5[%] an- tes da expansão do tubo foi considerada aceitável. Isto é porque se a redondeza for igual a ou menor que 2,5[%] antes da expansão do tubo, a redondeza após a expansão do tubo é satisfatória, da ordem de 1,0[%] ou menos.

[0060] Tabela 1

Forma da pré-forma após o dobramento por prensagem Forma do molde Resultado

Nº Nota

Carga de Ângulo de tangente Quantidade aberta Redondeza Largura da chapa [mm] Faixa de restrição [graus] prensagem [graus] [mm] [%] [MN/m]

Porção Porção Porção Porção dobrada dobrada dobrada no dobrada no lado Média Porção não no lado Molde Molde lado da no lado central superior e dobrada central da superior inferior borda da da borda da inferior largura da chapa da chapa largura chapa da chapa

A1 150 150 150 28 5 1,5 Exemplo

A2 120 120 120 26 8 1,3 Exemplo

A3 110 110 110 24 15 0,9 Exemplo

A4 100 100 100 19 20 0,9 Exemplo

A5 90 90 90 15 28 1 Exemplo

A6 80 90 85 14 31 1,2 Exemplo

A7 70 90 80 12 34 1,6 Exemplo

Exemplo Compar- A8 60 90 75 10 37 3,1 ativo

A9 80 80 80 12 35 1,5 Exemplo

A10 70 70 70 9 38 2,4 Exemplo

402 160 402 65 73 Exemplo Compar- A11 90 60 75 10 36 3,0 ativo

Exemplo Compar- A12 60 60 60 6 40 3,5 ativo

Exemplo Compa- A13 0 90 45 6 45 3,3 rativo

Exemplo Compa- A14 90 0 45 6 50 2,4 rativo

Exemplo Compa- A15 60 0 30 5 52 * rativo

Exemplo Compa- A16 0 0 0 5 60 * rativo

[0061] Tabela 2 Forma da pré-forma após o dobramento por prensagem Forma do molde Resultado Nota Largura da chapa [mm] Ângulo de tangente [graus] Faixa de restrição [graus] Nº Carga de Quantidade Redondeza Porção Porção Porção prensagem aberta [mm] [%] dobrada Porção dobrada no dobrada Porção dobrada no [MN/m] Média superior no lado não lado central no lado lado central da Molde superior Molde inferior e inferior da borda dobrada da largura da borda largura da chapa da chapa da chapa da chapa B1 150 150 150 28 1 1,5 Exemplo B2 120 120 120 26 4 1,4 Exemplo B3 110 110 110 24 11 1,0 Exemplo B4 100 100 100 19 16 0,9 Exemplo B5 90 90 90 15 24 0,9 Exemplo B6 80 90 85 14 27 1,1 Exemplo B7 70 90 80 12 30 1,6 Exemplo Exemplo B8 60 90 75 10 33 3,0 Comparativo B9 80 80 80 12 31 1,5 Exemplo B10 70 70 70 9 34 2,4 Exemplo 321 321 321 59 61 Exemplo B11 90 60 75 10 32 3,0 Comparativo Exemplo B12 60 60 60 6 36 3,5 Comparativo Exemplo B13 0 90 45 6 41 3,3 Comparativo Exemplo B14 90 0 45 6 46 2,4 Comparativo Exemplo B15 60 0 30 5 48 2,5 Comparativo Exemplo B16 0 0 0 5 56 * Comparativo

[0062] Nos Nos A1 a A7, A9 e A10 na Tabela 1 e nos Nos B1 a B7, B9 e B10 na Tabela 2, que estão em uma faixa da exemplos da pre- sente invenção, a quantidade aberta é pequena, e a redondeza é tam- bém satisfatória. Em particular, os produtos com uma faixa de restrição de 90 graus a 110 graus têm uma redondeza de 1,0[%] ou menos mesmo sem expansão de tubo. Quanto menor for o valor médio da faixa de restrição, menor é a carga de prensagem.

[0063] Em contraste, nos Nos A8 e A11 na Tabela 1 e nos Nos B8 e B11 na Tabela 2, nos quais as faixas de restrição do molde superior 4 e do molde inferior 5 são uma combinação de 60 graus e 90 graus, a quantidade aberta é pequena, mas a redondeza é ruim. Nos Nos A12 a A16 na Tabela 1 e nos Nos B12 a B16 na Tabela 2, nos quais o valor médio das faixas de restrição é de 60 graus ou menos, a quantidade aberta é grande. Em particular, nos Nos A15 e A16 na Tabela 1 e no Nº B16 na Tabela 2, foi impossível medir a redondeza, porque a porção soldada foi quebrada após a porção de folga de costura G ter sido sol- dada.

[0064] Em um produto conformado usando-se a pré-forma B apre- sentando uma porção não dobrada mais larga que a da pré-forma A, comparado com o produto formado usando-se a pré-forma A, a carga de prensagem e a redondeza são quase as mesmas, mas a quantida- de aberta é pequena.

[0065] Embora modalidades às quais a presente invenção é apli- cada tenham sido descritas acima, a presente invenção não é suposta ser limitada pela descrição e pelos desenhos que são uma parte da descrição da presente invenção de acordo com as modalidades. Em outras palavras, todas as outras modalidades, exemplos, técnicas de operação, e similares executados por aqueles versados na técnica com base nas modalidades estão englobados no escopo da presente invenção. Exemplo 2

[0066] Uma chapa de aço fornecida com um sulco usando um es- pelho de borda e conformada para ter uma largura de 1639 [mm] com um comprimento de 1000 [mm], uma espessura de 31,8 [mm], e uma resistência à tração de 779 [MPa] foi submetida ao dobramento de borda, seguido de dobramento por prensagem, para preparar uma pré- forma S1. Subsequentemente, a prensagem O foi executada nessa pré-forma S1 usando o molde superior 4 e o molde inferior 5 com vá- rias faixas de restrição com uma máquina de prensagem de 30 [MN] para formar as pré-formas A e B. A Tabela 3 e a Tabela 4 mostram as formas das pré-formas A e B. Na Tabela 3 e na Tabela 4, as letras ini- ciais A e B na coluna Nº indicam as formas das pré-formas(pré- formasA e B) e os numerais que seguem as letras A e B indicam, cada um, uma combinação das faixas de restrição do molde superior 4 e do molde inferior 5.

[0067] A Tabela 3 mostra uma pré-forma A sob a Condição A na qual uma porção não dobrada foi fornecida com uma largura de 137 [mm] (W/12) cujo centro está posicionado na porção W/4 a partir da extremidade da largura da chapa, o ângulo θ21, θ22 entre a tangente na porção da extremidade da largura da chapa e a tangente na porção W/4 era de 65 graus, e o ângulo θ11, θ12 entre a tangente na porção central da largura da chapa e a tangente na porção W4 era de 72 graus. A Tabela 4 mostra uma pré-forma B sob a Condição B na qual uma porção não dobrada foi produzida com uma largura de 273 [mm] (W/6) (uma largura duas vezes a largura da Condição A) cujo centro está posicionado em W/4 a partir da extremidade da largura da chapa, o ângulo θ21, θ22 entre a tangente na porção de extremidade da largura da chapa e a tangente na porção W/4 era de 59 graus, e o ângulo θ11, θ12 entre a tangente no centro da largura da chapa e a tangente na porção W/4 era de 61 graus. As pré-formas A e B são, cada uma, si- métricas em relação a uma linha reta que conecta o centro da porção de extremidade da largura da chapa e a 1/2 largura da chapa. A Tabe- la 3 e a Tabela 4 mostram os valores da porção na 1/2 largura da cha- pa. A quantidade de pressão para baixo na prensagem O foi ajustada de modo que a distância entre o lado da superfície externa da porção W/2 e o lado da superfície externa da porção de extremidade da largu- ra da chapa era de 553 [mm].

[0068] Então, após a quantidade aberta do tubo aberto S2 após a prensagem O das pré-formas A e B ter sido medida, a porção de folga de costura G do tubo aberto S2 foi soldada para formar um tubo de aço apresentando um diâmetro externo de 553 [mm]. Posteriormente, o diâmetro do tubo de aço foi medido em oito pontos a um passo de 22,5 graus na direção circunferencial, e a diferença entre o diâmetro máxi- mo e o diâmetro mínimo foi obtida. A Tabela 3 e a Tabela 4 também mostram a forma do molde (faixa de restrição), a carga de prensagem, a quantidade aberta e a redondeza. Aqui, a redondeza é um numeral obtido dividindo-se a diferença entre o máximo e o mínimo pelo diâme- tro externo do tubo de aço.

[0069] A máquina de soldagem usada nesse exemplo falhou para fechar a abertura do tubo apresentando uma quantidade aberta exce- dendo 40 [mm] após a prensagem O. Nesse caso, ambas as extremi- dades e o centro na direção axial do tubo foram soldadas temporaria- mente com a abertura fechada usando-se outra máquina de prensa- gem, e posteriormente todo o comprimento da porção de folga de cos- tura G foi normalmente soldado. A redondeza de 2,5[%] antes da ex- pansão do tubo, que se torna 1,0[%] ou menos através da expansão do tubo, foi considerada aceitável.

[0070] Tabela 3 Forma da pré-forma após o dobramento por prensagem Forma do molde Resultado Nota

Carga de Quantidade Redondeza Largura da chapa [mm] Ângulo de tangente [graus] Faixa de restrição [graus] prensagem aberta [%] [MN/m] [mm] Nº

Porção Porção Porção Porção dobrada no dobrada no dobrada no Média Porção não dobrada no Molde Molde lado da lado central da lado central da superior e dobrada lado da borda superior inferior borda da largura da largura da inferior da chapa chapa chapa chapa

A1 150 150 150 27 3 1,5 Exemplo

A2 120 120 120 26 6 1,3 Exemplo

A3 110 110 110 23 13 0,9 Exemplo

A4 100 100 100 20 19 0,9 Exemplo

A5 90 90 90 14 25 1 Exemplo

A6 80 90 85 13 28 1,2 Exemplo

A7 70 90 80 11 32 1,6 Exemplo

Exemplo A8 60 90 75 10 35 3,1 Comparativo

A9 80 80 80 11 33 1,5 Exemplo

A10 70 70 70 9 36 2,4 Exemplo

341 137 341 65 72 Exemplo A11 90 60 75 10 34 3,0 Comparativo

Exemplo A12 60 60 60 6 38 3,5 Comparativo

Exemplo A13 0 90 45 5 43 3,3 Comparativo

Exemplo A14 90 0 45 5 50 2,4 Comparativo

Exemplo A15 60 0 30 4 54 * Comparativo

Exemplo A16 0 0 0 4 60 * Comparativo

[0071] Tabela 4 Forma da pré-forma após o dobramento por prensagem Forma do molde Resultado Largura da chapa [mm] Ângulo de tangente [graus] Faixa de restrição [graus] Carga de Quan- Nº Nota Porção Porção prensa- tidade Redon- Porção dobrada no dobrada no Porção dobrada no Média gem aberta deza [%] dobrada no Porção não Molde lado central da lado da lado central da Molde superior superior e [MN/m] [mm] lado da borda dobrada inferior largura da borda da largura da chapa inferior da chapa chapa chapa B1 150 150 150 27 0 1,5 Exemplo B2 120 120 120 26 3 1,4 Exemplo B3 110 110 110 23 9 1,0 Exemplo B4 100 100 100 20 13 0,9 Exemplo B5 90 90 90 14 22 0,9 Exemplo B6 80 90 85 13 25 1,1 Exemplo B7 70 90 80 11 28 1,6 Exemplo Exemplo B8 60 90 75 10 30 3,0 Comparativo B9 273 273 273 59 61 80 80 80 11 29 1,5 Exemplo B10 70 70 70 9 32 2,4 Exemplo Exemplo B11 90 60 75 10 30 3,0 Comparativo Exemplo B12 60 60 60 6 34 3,5 Comparativo Exemplo B13 0 90 45 5 40 3,3 Comparativo Exemplo B14 90 0 45 5 44 2,4 Comparativo Exemplo B15 60 0 30 4 46 2,5 Comparativo Exemplo B16 0 0 0 4 53 * Comparativo

[0072] Nos Nos A1 a A7, A9 e A10 na Tabela 3 e nos Nos B1 a B7, B9 e B10 na Tabela 4, que estão em uma faixa de exemplos da pre- sente invenção, a quantidade aberta é pequena, e a redondeza é tam- bém satisfatória. Em particular, os produtos com uma faixa de restrição de 90 graus a 110 graus têm uma redondeza de 1,0[%] ou menos mesmo sem a expansão do tubo. Quanto menor for o valor médio das faixas de restrição, menor é a carga de prensagem.

[0073] Em contraste, nos Nos A8 e A11 na Tabela 3 e nos Nos B8 e B11 na Tabela 4, nos quais as faixas de restrição do molde superior 4 e do molde inferior 5 são uma combinação de 60 graus e 90 graus, a quantidade aberta é pequena, mas a redondeza é ruim. Nos Nos A12 a A16 na Tabela 3 e nos Nos B12 a B16 na Tabela 4, nos quais o valor médio das faixas de restrição é de 60 graus ou menos, a quantidade aberta é grande. Em particular, nos Nos A15 e A16 na Tabela 3 e no Nº B16 na Tabela 4, foi impossível medir a redondeza, porque a porção soldada foi quebrada após a porção de folga se costura G ter sido sol- dada.

[0074] Em um produto formado usando a pré-forma B apresentan- do uma porção não dobrada mais larga que a da pré-forma A, compa- rado com um produto formado usando-se a pré-forma A, a carga de prensagem e a redondeza são quase a mesma, mas a quantidade aberta é pequena. Exemplo 3

[0075] Uma chapa de aço fornecida com um sulco usando um es- pelho de borda e conformada para ter uma largura de chapa de 2687 [mm] com um comprimento de 1000 [mm], uma espessura de chapa de 50,8 [mm], e uma resistência à tração de 779 [MPa] foi submetida ao dobramento de borda, seguido de dobramento por prensagem, para preparar uma pré-forma S1. Subsequentemente, a prensagem O foi executada nessa pré-forma S1 usando-se o molde superior 4 e o molde inferior 5 com várias faixas de restrição com uma máquina de prensa- gem de 30 [MN] para formar pré-formas A e B. A Tabela 5 e a Tabela 6 mostram as formas das pré-formas A e B. Na Tabela 5 e na Tabela 6, as letras iniciais A e B na coluna “Nº” indicam as formas das pré- formas (pré-formas A e B) , e os numerais que seguem as letras A e B indicam uma combinação das faixas de restrição do molde superior 4 e do molde inferior 5.

[0076] A Tabela 5 mostra uma pré-forma A sob a Condição A na qual a porção não dobrada foi fornecida com uma largura de 224 [mm] (W/12) cujo centro está posicionado na porção W/4 a partir da extre-

midade da largura da chapa, o ângulo θ21, θ22 entre a tangente na por- ção de extremidade da largura da chapa e a tangente na porção W/4 era de 73 graus, e o ângulo θ11, θ12 entre a tangente na porção central da largura da chapa e a tangente na porção W/4 era de 72 graus. A Tabela 6 mostra uma pré-forma B sob a condição B na qual uma por- ção não dobrada foi fornecida com uma largura de 448 [mm] (W/6) (duas vezes a largura na Condição A) cujo centro está posicionado a W/4 a partir da extremidade da largura da chapa, o ângulo θ21, θ22 en- tre a tangente na porção de extremidade da largura da chapa e a por- ção W/4 era de 58 graus, e o ângulo θ11, θ12 entre a tangente na por- ção central da largura da chapa e a tangente na porção W/4 era de 59 graus . As pré-formas A e B são, cada uma, simétricas em relação a uma linha reta que conecta o centro da porção de extremidade da lar- gura da chapa e a 1/2 largura da chapa, e a Tabela 5 e a Tabela 6 mostram o valor da porção na 1/2 largura da chapa. A quantidade de pressão para baixo na prensagem O foi ajustada de maneira que a dis- tância entre o lado da superfície externa da porção W/2 e o lado da superfície externa da porção de extremidade da largura da chapa seja de 905 [mm].

[0077] Após a quantidade aberta do tubo aberto S2 após a prensa- gem O das pré-formas A e B ser medida, a porção de folga de costura G do tubo aberto S2 foi soldada para formar um tubo de aço apresen- tando um diâmetro externo de 905 [mm]. Posteriormente, o diâmetro do tubo de aço foi medido em oito pontos a um passo de 22,5 graus na direção circunferencial, e a diferença entre o diâmetro máximo e o di- âmetro mínimo foi obtida. A Tabela 5 e a Tabela 6 também mostram a forma do molde (faixa de restrição), a carga de prensagem, a quanti- dade aberta, e a redondeza. Aqui, a redondeza é um numeral obtido dividindo-se a diferença entre o máximo e o mínimo pelo diâmetro ex- terno do tubo de aço.

[0078] A máquina de soldagem usada nesse exemplo falhou em fechar a abertura do tubo apresentando uma quantidade aberta exce- dendo 40 [mm] após a prensagem O. Nesse caso, ambas extremida- des e o centro na direção axial do tubo foram temporariamente solda- das com a abertura fechada usando-se outra máquina de prensagem, e posteriormente todo o comprimento da porção de folga da costura G foi normalmente soldado. A redondeza de 2,5[%] antes da expansão do tubo, que se torna 1,0[%] ou menos através da expansão do tubo, foi considerada aceitável.

[0079] Tabela 5 Forma da pré-forma após o dobramento por prensagem Forma do molde Resultado Ângulo de tangente Largura da chapa [mm] Faixa de restrição [graus] [graus] Porção Nº Carga de Nota Porção dobrada Porção Porção Quantidade Redondeza Porção dobrada no no lado dobrada no Média prensagem dobrada no Molde Molde aberta [mm] [%] não lado central da lado central superior e [MN/m] lado da borda superior inferior dobrada da largura da borda da largura inferior da chapa chapa da da chapa chapa A1 150 150 150 29 7 1,4 Exemplo A2 120 120 120 27 10 1,3 Exemplo A3 110 110 110 25 17 1,0 Exemplo A4 100 100 100 20 21 1,0 Exemplo A5 90 90 90 26 29 0,9 Exemplo A6 80 90 85 14 33 1,0 Exemplo A7 70 90 80 12 35 1,4 Exemplo Exemplo A8 60 90 75 10 39 3,2 Comparativo A9 560 224 560 73 72 80 80 80 12 36 1,4 Exemplo A10 70 70 70 10 39 2,3 Exemplo Exemplo A11 90 60 75 11 36 3,1 Comparativo Exemplo A12 60 60 60 6 40 3,4 Comparativo Exemplo A13 0 90 45 6 45 3,3 Comparativo Exemplo A14 90 0 45 6 50 2,4 Comparativo Exemplo A15 60 0 30 5 52 * Comparativo Exemplo A16 0 0 0 5 60 * Comparativo

[0080] Tabela 6 Forma da pré-forma após o dobramento por prensagem Forma do molde Resultado Largura da chapa [mm] Ângulo de tangente [graus] Faixa de restrição [graus] Nº Carga de Nota Porção Porção Porção Quantidade Redondeza Porção prensagem Porção dobrada no dobrada dobrada no Média aberta [mm] [%] dobrada no Molde Molde [MN/m] não lado central no lado da lado central superior e lado da borda superior inferior dobrada da largura borda da da largura da inferior da chapa da chapa chapa chapa B1 150 150 150 29 3 1,5 Exemplo B2 120 120 120 27 6 1,4 Exemplo B3 110 110 110 25 13 1,0 Exemplo B4 100 100 100 20 17 0,9 Exemplo B5 90 90 90 26 24 1,0 Exemplo B6 80 90 85 14 27 1,1 Exemplo B7 70 90 80 12 31 1,5 Exemplo Exemplo Compar- B8 60 90 75 10 35 3,0 ativo B9 448 448 448 58 59 80 80 80 12 32 1,4 Exemplo B10 70 70 70 10 35 2,4 Exemplo Exemplo Compar- B11 90 60 75 11 32 3,0 ativo Exemplo Compar- B12 60 60 60 6 36 3,5 ativo Exemplo Compa- B13 0 90 45 6 41 3,3 rativo Exemplo Compa- B14 90 0 45 6 46 2,4 rativo Exemplo Compa- B15 60 0 30 5 48 2,5 rativo Exemplo Compa- B16 0 0 0 5 56 * rativo os os

[0081] Nos N A1 a A7, A9, e A10 na Tabela 5 e nos N B1 a B7, B9, e B10 na Tabela 6, que estão em uma faixa de exemplos da pre- sente invenção, a quantidade aberta é pequena, e a redondeza é tam- bém satisfatória. Em particular, os produtos com uma faixa de restrição de 90 graus a 110 graus têm uma redondeza de 1,0[%] ou menos mesmo sem a expansão do tubo. Quanto menor for o valor médio da faixa de restrição, menor é a carga de prensagem.

[0082] Em contraste, nos Nos A8 e A11 na Tabela 5 e nos Nos B8 e B11 na Tabela 6, nos quais as faixas de restrição do molde superior 4 e do molde inferior 5 são uma combinação de 60 graus e 90 graus, a quantidade aberta é pequena, mas a redondeza é ruim. Nos Nos A12 a

A16 na Tabela 5 e nos Nos B12 a B16 na Tabela 6, nos quais o valor médio das faixas de restrição é de 60 graus ou menos, a quantidade aberta é grande. Em particular, nos Nos A15 e A16 na Tabela 5 e no Nº B16 na Tabela 6, foi impossível medir a redondeza, porque a porção soldada foi quebrada após a porção de folga de costura G ter sido sol- dada.

[0083] Em um produto conformado usando-se a pré-forma B apre- sentando uma porção não dobrada mais larga que a da pré-forma A, comparado com um produto conformado usando-se a pré-forma A, a carga de prensagem e a redondeza são quase as mesmas, mas a quantidade aberta é pequena. Exemplo 4

[0084] Para produzir um tubo de aço com um diâmetro externo al- vo de 621 [mm] a 687 [mm], uma chapa de aço fornecida com um sul- co usando um espelho de borda e conformada para ter uma largura da chapa de 1826 a 2032 [mm]com um comprimento de 1000 [mm], uma espessura da chapa de 40 [mm], e uma resistência à tração de 635 [MPa] foi submetida ao dobramento de borda, seguido de dobramento por prensagem, para preparar uma pré-forma S1. Subsequentemente, a prensagem O foi executada nessa pré-forma S1 usando-se uma vari- edade dos moldes superiores 4 e dos moldes inferiores 5 com um raio de porção de arco de 327 mm e uma faixa de restrição de 45 graus, com uma máquina de prensagem de 30 [MN] para conformar pré-formas D1 a D11. A Tabela 7 mostra as condições de dobramento das pré-formas D1 a D11. Nas pré-formas D1 a D11, uma porção não dobrada foi fornecida com uma largura de W/12 cujo centro é posicio- nado na porção W/4 a partir da extremidade da largura da chapa, de acordo com a largura inicial da chapa W, o ângulo θ21, θ22 entre a tan- gente na porção de extremidade da largura da chapa e a tangente na porção W/4 era de 75 graus, e o ângulo θ11, θ12 entre a tangente na porção central da largura da chapa e a tangente na porção W/4 era de 75 graus. Na prensagem O, a pressão para baixo foi executada de maneira que a distância entre o lado da superfície externa da porção W/2 e o lado da superfície externa da extremidade da largura da chapa atingiu um valor correspondente à largura inicial da chapa W como mostrado na Tabela 7. A Tabela 7 também mostra o diâmetro externo do tubo de aço após a pressão para baixo com a prensagem O.

[0085] A quantidade aberta do tubo aberto S2 após a prensagem O das pré-formas D1 a D11 foi medida. A Tabela 7 também mostra a carga de prensagem e a quantidade aberta como resultados.

[0086] Tabela 7 Forma da pré-forma após o dobramento por prensagem Forma do molde Resultados Diâmetro externo Largura da chapa [mm] Ângulo de tangente [graus] Raio da [mm] após a Diâmetro porção Largura da pressão Nº externo alvo Raio da de Carga de Quantidade chapa [mm] Porção Porção para baixo [mm] Porção dobrada Porção porção de arco/raio prensagem aberta dobrada do dobrada do por Porção não do lado central dobrada do arco [mm] externo [MN/m] [mm] lado da lado central prensagem dobrada da largura da lado da borda do tubo borda da da largura da O chapa da chapa de aço chapa chapa D1 621 1826 380 152 380 0,95 621 17 51 D2 628 1847 385 154 385 0,96 628 16 40 D3 634 1867 389 156 389 0,97 634 16 35 D4 641 1888 393 157 393 0,98 641 15 31 D5 647 1908 398 159 398 0,99 647 15 28 D6 654 1929 402 161 402 75 75 327 1,00 654 15 25 D7 661 1949 406 162 406 1,01 661 15 27 D8 667 1970 410 164 410 1,02 667 14 30 D9 674 1991 415 166 415 1,03 674 14 35 D10 680 2011 419 168 419 1,04 680 13 40 D11 687 2032 423 169 423 1,05 687 12 53

[0087] No Nº D6 na Tabela 7 no qual a razão entre o raio da por- ção de arco e o raio externo do tubo de aço é 1,00 , a quantidade aberta é a menor, e à medida que o raio externo do tubo de aço au- menta ou diminui, a quantidade aberta aumenta. A quantidade aberta de 40 [mm] ou menos, que pode ser fechada por uma máquina de sol- dagem usada no Exemplo 1, foi alcançada nos Nos D2 a D10 na Tabe-

la 7, e a razão entre o raio da porção de arco e o raio externo do tubo de aço é de 0,96 a 1,04. A quantidade aberta de 50 [mm], que não provocou quebra da porção soldada no Exemplo 1, foi alcançada nos Nos D2 a D10 da Tabela 7, e a razão entre o raio da porção de arco e o raio externo do tubo de aço é de 0,96 a 1,04.

[0088] Embora a quantidade aberta que pode ser fechada por sol- dagem da porção de folga de costura G e a quantidade aberta que não provoca quebra da porção soldada variem dependendo do equipamen- to de soldagem e do método de soldagem, a diretriz dos raios da por- ção de arco do molde superior 4 e do molde inferior 5 é de 0,96 a 1,04 do raio externo do tubo de aço.

[0089] De acordo com a presente invenção, um método de produ- ção de um tubo de aço para conformar eficientemente um tubo de aço com alta redondeza e um molde de prensagem podem ser fornecidos. Lista de sinais de referência 1 molde 1a elemento em forma de vara 1b elemento em forma de vara 2 punção 2a extremidade frontal do punção 2b suporte do punção 3 cilindro de transporte 4 molde superior 4a porção de arco 4b1 porção linear ou porção de arco com pequena curvatura 4b2 porção linear ou porção de arco com pequena curvatura 5 molde inferior 5a porção de arco 5b1 porção linear ou porção de arco com pequena curvatura 5b2 porção linear ou porção de arco com pequena curvatura

Claims (10)

REIVINDICAÇÕES

1. Método de produção de um tubo de aço, caracterizado pelo fato de que compreende: executar o dobramento três ou mais vezes em um material de chapa ao longo de uma direção de largura, o material de chapa sendo submetido ao dobramento de borda em ambas extremidades na direção da largura, para formar uma pré-forma apresentando uma se- ção transversal em forma de U; prensar a pré-forma para formar um tubo aberto, o tubo aberto apresentando um corpo tubular que possui uma porção de folga de costura em uma direção longitudinal; e unir a porção de folga de costura para formar um tubo de aço, em que quando a largura do material de chapa antes do dobramen- to de borda é uma largura de chapa W, a pré-forma apresenta uma porção levemente dobrada ou uma porção não dobrada cujo centro é posicionado em um ponto dis- tante de uma extremidade da largura da chapa de W/4, a porção le- vemente dobrada apresentando uma curvatura pequena em compara- ção com outras regiões, a porção não dobrada não sendo submetida ao dobramento, e a prensagem é executada para formar o tubo aberto em uma forma tal que uma faixa de 20[%] ou mais da largura da chapa W cujo centro está posicionado em uma porção mais inferior da seção transversal em forma de U e uma faixa de 10[%] ou mais da largura da chapa W a partir da extremidade da largura da chapa estão inscritas em um arco com um diâmetro igual ou substancialmente igual ao diâ- metro externo do tubo de aço.

2. Método de produção de um tubo de aço, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que quando A denota a faixa de 20[%] ou mais da largura da chapa W cujo centro está posici- onado na porção mais inferior da seção transversal em forma de U inscrita em um arco com um diâmetro igual ou substancialmente igual a um diâmetro externo do tubo de aço, e B denota uma faixa total de 10[%] ou mais da largura da chapa W a partir de ambas extremidades da largura da chapa inscritas em um arco com um diâmetro igual ou substancialmente igual a um diâmetro externo do tubo de aço, a Ex- pressão (1) é satisfeita, 2|A-B|/(A+B) < 0,4 (1) onde |A-B| é um valor absoluto de A-B.

3. Método de produção de um tubo de aço, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que quando a pré-forma é colocada em um segundo molde de um par de moldes de modo que o primeiro molde do par de moldes seja oposto ao lado aberto da pré-forma em forma de U da pré-forma, e a pré-forma é prensada enquanto a pré-forma é retida entre o par de moldes, o segundo molde inclui uma segunda superfície de prensa- gem de modo que: em um estado no qual a pré-forma é colocada no segundo molde, a segunda superfície de prensagem não esteja em contato com a pré-forma, excluindo uma faixa formada em uma forma inscrita em um arco com um diâmetro igual ou substancialmente igual a um diâ- metro externo da chapa de aço, em relação à parte mais inferior da seção transversal em forma de U; e em um estado no qual a prensagem é completada, uma parte do segundo molde não está em contato com o tubo aberto, e o primeiro molde inclui uma primeira superfície de prensa- gem de modo que: em um estado no qual a pré-forma é colocada no segundo molde, a primeira superfície de prensagem não está em contato com a pré-forma; e em um estado em que a prensagem é completada, uma parte do primeiro molde não está em contato com o tubo aberto.

4. Método de produção de um tubo de aço, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a prensagem é executada usando-se um molde que tenha um raio de uma porção de arco dentro de uma faixa de ±3,5[%] em relação a um raio correspondente a um raio externo da chapa de aço.

5. Método de produção de um tubo de aço de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que, no dobramento por prensagem da pré-forma, o centro de um molde de prensagem para uso no dobramento por prensagem da pré-forma coincide com o centro na direção da largura da pré-forma.

6. Método de produção de um tubo de aço, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a pré-forma é retida em uma postura em forma de U com um lado aberto em forma de U virado para cima.

7. Molde de prensagem para uso no método de produção de um tubo de aço, como definido em qualquer uma das reivindica- ções 1 a 6, caracterizado pelo fato de que compreende: um par de moldes que são um par de corpos de prensagem para reter a pré-forma; e uma porção de arco formada em uma superfície de cada molde em contato com a pré-forma de modo que o centro do arco es- teja localizado em uma posição coincidente com o centro de prensa- gem do molde, a porção de arco apresentando um raio dentro de uma faixa de ±3,5[%] em relação a um raio correspondente a um raio exter- no do tubo de aço, onde a porção de arco em cada molde apresenta um ângulo cen-

tral de 70 graus ou mais, e um ângulo total dos ângulos centrais das porções de arco de ambos moldes é menor que 360 graus.

8. Molde de prensagem, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que os ângulos centrais das porções de ar- co de ambos moldes são iguais entre si.

9. Molde de prensagem, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que cada molde inclui porções lineares ou porções de arco de pequena curvatura apresentando uma curvatu- ra menor que a da porção de arco, as porções lineares ou as porções de arco de pequena curvatura sendo conectadas a ambas extremida- des da porção de arco em uma direção do arco.

10. Método de produção de um tubo de aço, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que é usado o molde de prensagem, como definido em qualquer uma das reivindicações 7 a 9.