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換熱器不銹鋼管與管板脹焊制造工藝分析

發布日期:2020-11-26 15:46:43

換熱器不銹鋼管與管板脹焊接頭的加工,是先焊后脹還是先脹后焊的好,至今仍有爭論。詳細分析比較了兩種連接加工方法,各自的優缺點及應用情況,提出了脹接與焊接先后次序應遵循的主要原則。為實際生產選擇合理的制造工藝,保證不銹鋼管與管板連接接頭的質量提供參考。

不銹鋼管與管板連接頭的連接是換熱器制造的關鍵工序,有強度脹接、強度焊和脹焊結合三種連接方法,但經常采用不銹鋼管與管板脹焊結合的連接方法。是先焊后脹還是先脹后焊,至今仍有爭論。
1、先焊后脹工藝的優點及應用
換熱器制造廠歷來多采用先焊后脹工藝,而較少采用先脹后焊工藝。究其原因是與使用機械脹接法作為最主要的脹管手段密切相關。因為在機械脹管過程中,存在著摩擦并產生大量的熱必需用機油來潤滑和冷卻,油液滲浸進入脹接接頭的縫隙,要徹底清除干凈十分困難。夾縫中油水等雜物的存在,焊接時易于形成氣體,而這些氣體來不及逸出便存在于焊縫中。另一方面脹管區又往往堵塞了排氣通道,增加了焊縫中生成氣孔的可能性。采用先焊后脹工藝則可以避免上述不利因素,特別是對于鈦材和某些有色金屬,要求焊接的基本條件十分嚴格,不允許油水和鐵離子污染,選擇先焊后脹工藝更易保證焊縫質量。
2、先焊后脹工藝的缺點分析
①機械脹接法存在著固有的缺點,各管之間長度不一,連接強度和緊密性不均;脹管接口的內表面產生硬化現象,給重復補脹帶來困難;管與管板材料的脹接的相容性有一定的限制,如:鈦管與碳鋼的脹接、鋁管與碳鋼的脹接等均受到了限制;勞動生產率低,而且小管徑或厚壁管的脹接較困難等。②管口環形焊道不均勻,由于不銹鋼管與管板之間存在著0.2~0.5mm的裝配間隙,而且總是偏心配置,加上不銹鋼管與管板孔的加工偏差,造成每一個管口的環形焊道不均勻。對于薄壁管很容易焊穿。③存在一段長15mm的非脹管區,GB151-99規定脹管區與焊縫的距離為15mm,目的是為了避開脹管力對焊縫的破壞。此非脹管區內存留著氣體,當換熱器受熱后其體積膨脹,產生強大的壓力,可能對焊縫或脹接造成破壞。另外為了充分利用管板的設計厚度,管板厚度內的脹管區總是越長越好。長15mm的非脹管區,對于厚管板而言,消極效果不明顯,但對于薄管板,則不可小視。④不銹鋼管伸長損傷焊縫,機械脹管使管壁減薄,不銹鋼管伸長,對焊縫損傷。⑤焊接時在管口處形成焊瘤,管口收縮和變形給以后的脹管作業帶來困難。為了使管接頭順暢地進入管孔中,則有必要對管口焊接提出較高的要求。
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