直缝钢管的生产工艺较为简单,主要生产工艺为高频焊直缝钢管和埋弧焊直缝钢管;直缝钢管生产效率高,成本低,发展迅速,螺旋钢管的强度通常高于直缝钢管;主要生产工艺是埋弧焊,螺旋钢管可以生产出具有相同宽度的方坯的不同直径的焊接管,或者可以从狭窄的方坯中制造出具有较大管径的焊接管;但是,与相同长度的直缝钢管相比,焊接长度分别增加了30%和100%,生产速度降低了;因此,大口径钢管大多通过螺旋焊接来焊接,小口径钢管大多通过直缝焊接来焊接。在大口径直缝钢管的工业生产中,采用了T形焊接技术,即一小部分直缝钢管钢材被对接连接,以满足工程所需的长度;T形直缝钢管的缺陷将大大增加,T形焊缝的焊接残余应力将更大,焊接金属通常处于三轴应力下,这会增加开裂的可能性;就焊接技术而言,螺旋钢管和直缝钢管的焊接方法是相同的,但不可避免地会出现大量的T形焊缝,并且T形焊缝的焊接残余应力非常大,因此,焊接缺陷的可能性也很大,改进后,焊接金属通常处于三轴应力状态,这增加了开裂的可能性。
工字型钢不论是普通型还是轻型的,由于截面尺寸均相对较高、较窄,故对截面两个主轴的惯性矩相差较大,故仅能直接用于在其腹板平面内受弯的构件或将其组成格构式受力构件。对轴心受压构件或在垂直于腹板平面还有弯曲的构件均不宜采用,这就使其在应用范围上有着很大的局限。H型钢属于经济裁面型材(其它还有冷弯薄壁型钢材、压型钢板等),由于截面形状合理,它们能使钢材更高地发挥效能,提高承载能力。不同于普通工字型的是h型钢的翼缘进行了加宽,且内、外表面通常是平行的,这样可便于用高强度螺栓和其他构件连接。其尺寸构成系列合理,型号齐全,便于设计选用。
行业内大直径直缝钢管生产将采用T型焊接技术,即将直缝钢管的短段拼接成满足工程要求的长度,大大增加直缝钢管T型焊接缺陷的概率。此外,T形焊缝处的焊接残余应力相对较大。焊缝金属往往产生一种应力作用,这增加了裂纹的可能性。和直缝钢材相比,螺旋钢管在强度上要有一定的优势。生产螺旋钢管的主要工艺就是埋弧焊。螺旋钢管可用于由相同宽度的坯料生产不同管径的焊管。也可用于由较窄的坯料生产较大管径的焊管。然而,与相同长度的直缝管相比,焊缝管的长度增加了30~100%,因为以上的原因,螺旋钢管的生产速度很慢。因此,直缝焊接主要用于小直径焊管。而螺旋焊接主要用于大直径焊管。
螺旋钢管将带钢送入焊管机组,经多道轧辊滚压,带钢逐渐卷起,形成有开口间隙的圆形管坯,调整挤压辊的压下量,使焊缝间隙控制在1~3mm,并使焊口两端齐平。1.如间隙过大,则造成邻近效应减少,涡流热量不足,焊缝晶间接合不良而产生未熔合或开裂。2.如间隙过小则造成邻近效应增大,焊接热量过大,造成焊缝烧损;或者焊缝经挤压、滚压后形成深坑,影响焊缝表面质量。将管坯的两个边缘加热到焊接温度后,在挤压辊的挤压下,形成共同的金属晶粒互相渗透、结晶,终形成牢固的焊缝。螺旋钢管若挤压力过小,形成共同晶体的数量就小,焊缝金属强度下降,受力后会产生开裂;如果挤压力过大,将会使熔融状态的金属被挤出焊缝,不但降低了钢材焊缝强度,而且会产生大量的内外毛刺,甚至造成焊接搭缝等缺陷。