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换热器不锈钢管与管板胀焊制造工艺分析

发布日期:2020-11-26 15:46:43

换热器不锈钢管与管板胀焊接头的加工,是先焊后胀还是先胀后焊的好,至今仍有争论。详细分析比较了两种连接加工方法,各自的优缺点及应用情况,提出了胀接与焊接先后次序应遵循的主要原则。为实际生产选择合理的制造工艺,保证不锈钢管与管板连接接头的质量提供参考。

不锈钢管与管板连接头的连接是换热器制造的关键工序,有强度胀接、强度焊和胀焊结合三种连接方法,但经常采用不锈钢管与管板胀焊结合的连接方法。是先焊后胀还是先胀后焊,至今仍有争论。
1、先焊后胀工艺的优点及应用
换热器制造厂历来多采用先焊后胀工艺,而较少采用先胀后焊工艺。究其原因是与使用机械胀接法作为最主要的胀管手段密切相关。因为在机械胀管过程中,存在着摩擦并产生大量的热必需用机油来润滑和冷却,油液渗浸进入胀接接头的缝隙,要彻底清除干净十分困难。夹缝中油水等杂物的存在,焊接时易于形成气体,而这些气体来不及逸出便存在于焊缝中。另一方面胀管区又往往堵塞了排气通道,增加了焊缝中生成气孔的可能性。采用先焊后胀工艺则可以避免上述不利因素,特别是对于钛材和某些有色金属,要求焊接的基本条件十分严格,不允许油水和铁离子污染,选择先焊后胀工艺更易保证焊缝质量。
2、先焊后胀工艺的缺点分析
①机械胀接法存在着固有的缺点,各管之间长度不一,连接强度和紧密性不均;胀管接口的内表面产生硬化现象,给重复补胀带来困难;管与管板材料的胀接的相容性有一定的限制,如:钛管与碳钢的胀接、铝管与碳钢的胀接等均受到了限制;劳动生产率低,而且小管径或厚壁管的胀接较困难等。②管口环形焊道不均匀,由于不锈钢管与管板之间存在着0.2~0.5mm的装配间隙,而且总是偏心配置,加上不锈钢管与管板孔的加工偏差,造成每一个管口的环形焊道不均匀。对于薄壁管很容易焊穿。③存在一段长15mm的非胀管区,GB151-99规定胀管区与焊缝的距离为15mm,目的是为了避开胀管力对焊缝的破坏。此非胀管区内存留着气体,当换热器受热后其体积膨胀,产生强大的压力,可能对焊缝或胀接造成破坏。另外为了充分利用管板的设计厚度,管板厚度内的胀管区总是越长越好。长15mm的非胀管区,对于厚管板而言,消极效果不明显,但对于薄管板,则不可小视。④不锈钢管伸长损伤焊缝,机械胀管使管壁减薄,不锈钢管伸长,对焊缝损伤。⑤焊接时在管口处形成焊瘤,管口收缩和变形给以后的胀管作业带来困难。为了使管接头顺畅地进入管孔中,则有必要对管口焊接提出较高的要求。
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