一般認為，穿孔時管坯在接觸頂頭前，其中心部位金屬有微小的疏松，可以減少穿孔時的能量消耗和頂頭損耗，使穿孔過程易于進行。但是,管坯中心部分如果金屬嚴重開裂并氣化.在繼續(xù)加工時就會造成毛管內折。因此，控制管坯孔腔的過早形成，對保證產品質顯有著重要的意義。
目前對管坯孔腔形成的理論可分為三大類:剪切應力理論、正應力理論和綜合應力理論。
剪切應力理論認為，骨坯的中心破裂是受到剪切應力作用的結果,如圖4-10所示。
從圖4-10可以看出，兩個軋輥對管坯的作用力為P1和P2，由于軋輥旋轉,在管壞表面產生的摩擦力為F1和F2因為兩個軋輥的轉速相等，所以其合力R1和R2在理論上是相等且相互平行的，但其方向相反,這樣就對管坯的內部組織產生一種剪切作用，當這種交變的剪切應力超過管坯中心的強度極限應力時，就會“撕裂”管坯中心的金屬，在管坯的中心形成孔腔。
正應力理論認為，無縫鋼管管坯孔腔的形成是由于管坯中心部分的金屬受到交變拉壓應力作用的結果。如圖4-11所示。
由于孔型橢圓度的存在，當管坯在穿孔變形區(qū)的咬人段進行壓縮減徑變形時，其中心部分的金屬在孔型的短軸方向受到壓應力的作用，而在孔型長軸方向受到拉應力的作用。管坯中心受到的這種反復、交變的壓應力和拉應力共同作用的結果，加劇了管坯中心開裂的趨勢。同時，由于金屬的不均勻變形，也會在管坯的中心產生拉應力。當這兩種原因所引起的拉應力超過了管坯中心的強度極限應力時，管坯中心會破裂而形成孔腔。
綜合應力理論認為，管坯孔腔的形成是由于交變的剪切應力和很大的拉應力對管坯中心金屬同時作用的結果。剪切應力使軋件中心部分在斷裂前出現(xiàn)金屬松弛，降低了晶間的聯(lián)系力，為撕裂金屬造成了有利的條件。當拉應力超過了管坯中心的強度極限應力時，管坯的中心就會產生裂紋，并且裂紋會不斷擴大而形成孔腔。
無論哪一種管坯孔腔形成的理論，都說明無縫鋼管管坯中心形成的孔腔都是因為其中心處的金屬受到較大的拉應力或剪切應力或二者共同作用的結果。一旦管坯中心所受的拉應力超過管坯中心的強度極限應力，管壞就會產生裂紋并逐步擴展而形成孔腔。因此，凡是減小管坯中心的剪切應力和拉應力以及提高管坯塑性的辦法，均有利于抑制管坯中心孔腔的形成。
