由于斜軋孔型的特點(diǎn)，無縫鋼管的毛管在軋制過程中，沿整個(gè)變形區(qū)任意橫截面上dx /Dx的比值始終是變化的(Dx、 dx分別為x截面的軋輥直徑和毛管直徑)，軋輥帶動(dòng)毛管轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，軋輥和毛管都有著各自的轉(zhuǎn)速。在變形區(qū)中，毛管不同橫截面的旋轉(zhuǎn)角速度如果不一致，就會(huì)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形。
下面以存在送進(jìn)角α和輾軋角γ的二輥斜軋管機(jī)為例來分析變形區(qū)中毛管的旋轉(zhuǎn)角速度。根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系，毛管在x截面的切向分速度應(yīng)為:
僅從運(yùn)動(dòng)學(xué)的角度來看，由此式可知，只要保證變形區(qū)中各截面上軋輥和毛管的直徑之比為一常值，就可以保證毛管在斜軋變形區(qū)中的角速度為一常值，即毛管不會(huì)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形。但實(shí)際上，這一要求是不可能得到滿足的，也就是說斜軋管時(shí)，荒管產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形是難以避免的。因?yàn)樵趬罕鉁p徑區(qū)(I區(qū))和減徑減壁區(qū)(II區(qū))，軋輥直徑不斷增大，而毛管直徑則不斷壓縮變小，所以毛管沿軋制方向各截面上的旋轉(zhuǎn)角速度
必然是不斷加快的，而且在軋輥的脊部處，軋輥直徑突然變大，所以。也是突然加大的。這樣在I區(qū)和II區(qū)，毛管必然會(huì)出現(xiàn)順軋輥旋轉(zhuǎn)方向的正向扭轉(zhuǎn);在轉(zhuǎn)圓區(qū)(IV區(qū))，情況正好相反，輥徑越來越小，而管徑卻越來越大，則
值便越來越小，這又必然會(huì)造成毛管的反向扭轉(zhuǎn)。在均壁區(qū)(lll區(qū))，是毛管發(fā)生正向和反向扭轉(zhuǎn)變形的過渡地帶，如圖5-25所示。
另一方面，從變形的角度來分析，由于沿變形區(qū)各橫截面的金屬變形量的差異很大，因此，各橫截面上金屬橫向流動(dòng)的趨勢也必然很不一致。例如，在I區(qū)，由于毛管是空軋減徑，扭轉(zhuǎn)變形僅存在于毛管的外表面，且扭轉(zhuǎn)量幾乎為零;在ll區(qū)，是毛管發(fā)生減徑減壁的集中變形區(qū)，毛管扭轉(zhuǎn)變形量達(dá)到了最大值。隨后在lll區(qū)和lV區(qū)，毛管的變形量較小，管壁發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形的程度減小。
除此之外，金屬的切向滑移系數(shù)在變形區(qū)各截面上并不是一個(gè)常數(shù)(但變化不大)，毛管的壁厚大小對(duì)抵抗扭轉(zhuǎn)變形的能力存在著差異，并且變形量的大小(即延伸系數(shù))與毛管的扭轉(zhuǎn)變形程度也有直接的關(guān)系。其表現(xiàn)是毛管和荒管的壁厚越大，抵抗扭轉(zhuǎn)變形的能力越強(qiáng)，則扭轉(zhuǎn)變形程度越輕;而變形量越大，則扭轉(zhuǎn)變形程度也越大。
因此，要完全避免斜軋管時(shí)荒管的扭轉(zhuǎn)變形是不可能的。人們一直在探索如何減輕斜軋管時(shí)荒管扭轉(zhuǎn)變形的程度，其中最有效的辦法是采用錐形軋輥和帶主動(dòng)導(dǎo)盤的斜軋管工藝，它可以使軋輥的輥徑隨荒管直徑的增大而增大，盡可能保證變形區(qū)出口段不同截面的輥徑與荒管直徑及荒管的比值(Dx /dx)變化較小;并通過主動(dòng)導(dǎo)盤的拉力作用促進(jìn)荒管的軸向延伸。
由于無縫鋼管斜軋管的工藝特點(diǎn)，毛管不僅在變形區(qū)中會(huì)發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，而且當(dāng)荒管出孔型之后仍在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，也會(huì)繼續(xù)發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形。所軋制的荒管越長，管壁越薄，荒管出變形區(qū)后的扭轉(zhuǎn)變形程度也越嚴(yán)重，有時(shí)會(huì)扭成“麻花”狀。這也是斜軋管機(jī)不能軋制更薄、更長荒管的原因之一。
通過提高芯棒的潤滑質(zhì)量，改固定導(dǎo)板為主動(dòng)導(dǎo)盤，增大導(dǎo)盤的速度，減小軋輥和導(dǎo)板(導(dǎo)盤)之間的間隙，尤其是使導(dǎo)盤的高邊盡可能緊靠軋輥的迎鋼側(cè)(此即所謂的導(dǎo)盤高邊應(yīng)與軋輥接觸出現(xiàn)“打火花”、無間隙)。可以有效地限制變形金屬的橫向流動(dòng)，減小毛管管壁在軋輥和導(dǎo)板(導(dǎo)盤)之間的縫隙處的“堆積”和增厚，并避免產(chǎn)生削鋼、鏈帶或軋卡。
