在無縫鋼管進行熱擴管的生產中,無論是拉拔式擴管還是頂推式擴管,坯料管的變形過程均可分為三個階段:①在頂頭錐面的作用下,坯料管的管壁首先發生彎曲變形;②隨著頂頭直徑的逐漸增大,對坯料管進行擴徑、減壁;③由頂頭圓柱段對擴徑后的荒管定徑、展直。顯然,擴徑變形主要發生在第二階段。
從擴徑變形區中金屬的應力應變分析可知,拉拔式擴管時,坯料管的管壁受徑向壓應力σr、周向拉應力σT,和軸向拉應力σZ的作用(圖5-30a)。在周向拉應力σT的作用下,產生正應變,導致坯料管擴徑。在徑向壓應力σr的作用下,產生負應變,導致坯料管的管壁壓縮減薄。盡管軸向拉應力σZ是正應力,但它比較小,其有效應力仍為壓應力,坯料管的管壁沿軸向也會發生負應變,使坯料管的長度縮短,應變圖見圖5-30b。頂推式擴管時,擴徑變形區中的坯料管管壁受到徑向壓應力σr周向拉應力σT,以及軸向壓應力σZ的作用(圖5-30c)。σT使坯料管擴徑σr,使坯料管減壁,σZ使坯料管的長度縮短,應變圖見圖5-30b,,