直縫鋼管、管坯在成型機(jī)中的變形過(guò)程是非常復(fù)雜的，它包括縱向變形、直縫鋼管橫向變形和斷面變形三部分。

(1)縱向變形縱向變形是指管坯由平板狀變?yōu)閳A筒狀過(guò)程中在軋制線方向上的變形?？v向變形是不均勻的。在預(yù)成型段，帶鋼邊緣部分的延伸L′大于中心部分的延伸L，達(dá)到封閉孔型前的精成型機(jī)架，中心部分的延伸L又大于邊緣部分的延伸L′。這種縱向不均勻變形是輥式連續(xù)成型過(guò)程中帶鋼變形的主要特點(diǎn)。

直縫鋼管帶鋼的縱向變形

(2)橫向變形橫向變形是指管坯在各成型機(jī)架中的橫斷面彎曲變形，即由成型孔型所產(chǎn)生的變形。管坯在各特定孔型機(jī)架中進(jìn)行橫向彎曲變形的問(wèn)題是軋輥孔型設(shè)計(jì)的問(wèn)題。

(3)斷面變形斷面變形是指成型以后(實(shí)際上還包括定徑矯直以后)鋼管的壁厚與板坯的厚度比較發(fā)生的變化。斷面壁厚的變化在成型較厚壁鋼管時(shí)不太明顯。薄壁管成型時(shí)，直縫鋼管一方面管壁厚度比板坯厚度發(fā)生輕微的增厚，一方面同一斷面的管壁厚度呈有規(guī)律的、不均勻的分布。邊緣部分的壁厚小于管底部分的壁厚，這是由于邊緣延伸的結(jié)果。由于斷面變形量很小，對(duì)質(zhì)量沒(méi)有大的影響，所以可忽略不計(jì)。一般不做重點(diǎn)研究。

成型好的管坯-相對(duì)于平的帶鋼來(lái)說(shuō)，僅在垂直于帶鋼和管子中心線的平面上產(chǎn)生彎曲變形：當(dāng)帶鋼成型為管子后伸長(zhǎng)的帶鋼邊緣，還應(yīng)當(dāng)恢復(fù)到與帶鋼中部同樣的長(zhǎng)度。這就涉及到邊緣延伸及回彈這兩個(gè)問(wèn)題。

直縫鋼管(4)邊緣延伸及回彈實(shí)際成型中帶鋼的變形要比上述情況復(fù)雜得多，在一般的輥式連續(xù)成型過(guò)程中，帶鋼實(shí)際上是分段成型的，即所謂階梯成型。階梯成型中帶鋼邊部會(huì)產(chǎn)生波形，如圖56所示。這種情況，必然引起帶鋼局部應(yīng)力的增高。

進(jìn)一步研究任意兩相鄰機(jī)架之間的帶鋼變形，可將其變形過(guò)程分為4段(見圖57)：帶鋼與成型輥表面的接觸段1；爿|接觸變形段2；不變形段3；彈性恢復(fù)段4。帶鋼邊緣在非接觸變形段受到拉伸，此拉仲在帶鋼與成型輥表面的接觸段中得以降低。成型機(jī)架后面有一段帶鋼的彈性恢復(fù)區(qū)，在這里，已經(jīng)拉長(zhǎng)的帶鋼纖維有明顯的收縮。在彈性恢復(fù)段和非接觸段之間有一段帶鋼不發(fā)生變形的區(qū)段。在這段，帶鋼邊緣平行于成型機(jī)的軸以上是介紹直縫鋼管、管坯變形過(guò)程。

在直縫鋼管卷制過(guò)程中為什么要使用玻璃潤(rùn)滑劑：

金屬的壓鑄技術(shù)早已不是什么秘密，早在20世紀(jì)30年代西方國(guó)家就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)鋼鐵同其他質(zhì)地較軟的有色金屬一樣可以用卷制法進(jìn)行變形。這種新工藝一經(jīng)推出就迅速推廣開來(lái)，因?yàn)樗募夹g(shù)簡(jiǎn)單易學(xué)，生產(chǎn)設(shè)備和基礎(chǔ)成本很低，而生產(chǎn)的產(chǎn)品種類豐富多樣，質(zhì)量可靠，用途特別廣泛，因此工藝的改進(jìn)升級(jí)受到了科研人員們的愈加重視。大約在十年后英國(guó)一家公司研制成功玻璃潤(rùn)滑劑，使得直縫鋼管卷制工藝在全世界各國(guó)迅速普及開來(lái)。

在此之前，傳統(tǒng)的鋼管卷制生產(chǎn)工藝采用的是把石墨作為潤(rùn)滑劑。不過(guò)石墨潤(rùn)滑劑有其致命的缺點(diǎn)：

1.熱傳遞效率高，隔熱差、模具升溫快，磨損快，卷制長(zhǎng)產(chǎn)品困難。

2.產(chǎn)品的碳含量較高，當(dāng)生產(chǎn)不銹鋼時(shí)容易產(chǎn)生晶間腐蝕，因此完工后要把滲碳層剔除，使成本增加。

3.加大了生態(tài)污染破壞。

而玻璃潤(rùn)滑劑與石墨潤(rùn)滑劑相比，其優(yōu)點(diǎn)是：

1.玻璃熱傳遞效率低，工件表面的保溫工作做得好，模具的使用壽命有保障。

2.潤(rùn)滑能力比石墨提高三倍，生產(chǎn)的速率和寬度相應(yīng)增大，從而可擴(kuò)大卷制機(jī)生產(chǎn)的產(chǎn)品范圍。

3.玻璃潤(rùn)滑劑化學(xué)性質(zhì)更穩(wěn)定，不會(huì)引起組織缺陷。

4.玻璃的濃度可以隨便調(diào)節(jié)，獲得不同的物理性能(如軟化點(diǎn)、粘度等)，以適應(yīng)卷制不同材質(zhì)的產(chǎn)品需要。

5.干凈環(huán)保，無(wú)毒副作用，對(duì)環(huán)境破壞小。綜上所述，玻璃潤(rùn)滑劑產(chǎn)品優(yōu)異性能突出。是直縫鋼管生產(chǎn)的必備潤(rùn)滑劑。

生產(chǎn)鋼管時(shí)一定要做好潤(rùn)滑的三個(gè)地方是：

1.卷制模：卷制模的潤(rùn)滑通常的做法是將玻璃粉壓制成玻璃墊，鋼管卷制開始前先把玻璃墊夾在鋼材和卷制模中間，為能使玻璃墊在中間摩擦作用下軟化效果發(fā)揮最好，制作的玻璃墊的形狀與卷制模入口錐和鋼材端部形狀相匹配。

2.卷制筒和芯棒：卷制筒和芯棒的潤(rùn)滑使用的玻璃劑是粉狀的，它的顆粒狀物小，軟化度更高，然后將之涂敷在鋼材內(nèi)孔和外表面。此外，也可以用玻璃布打包纏繞在鋼材表面上和把玻璃布條纏繞在芯棒上的辦法。

3.鋼管表面玻璃膜的剔除：因?yàn)榫碇茣r(shí)采用了玻璃潤(rùn)滑劑，卷制出來(lái)的鋼管內(nèi)外表面上會(huì)保留一層薄薄的玻璃膜，這層膜就跟普通玻璃一樣，硬而脆，對(duì)投入使用后的產(chǎn)品造成影響，所以一定要剔除。剔除方法有機(jī)械法和化學(xué)法。機(jī)械法可以采用的有噴丸、水冷和拉伸矯直等辦法。如果使用化學(xué)法剔除玻璃膜時(shí)，我們都知道玻璃的化學(xué)性質(zhì)相當(dāng)穩(wěn)定，因此使用化學(xué)法的話必須使用強(qiáng)酸或強(qiáng)堿性質(zhì)的液體。然而酸洗法的危害是對(duì)各種鋼管材質(zhì)的侵蝕性大，可能使鋼管表面產(chǎn)生過(guò)酸洗，尤其對(duì)碳鋼的侵蝕性更大，單獨(dú)采用酸洗不劃算也不合適。所以現(xiàn)在大都采用酸堿聯(lián)合剔除法。