[实用新型]换热管与管板先焊后胀的焊接结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及换热器中换热管与管板的接头，采用自动钨极氩弧焊焊接时，为防止换热管与管板接头焊缝塌陷造成换热管内孔有效通径减小的一种工艺结构，且特别是一种换热管与管板先焊后胀的焊接结构。

背景技术

管子与管板的连接结构和质量控制是换热器制作中十分重要的结构和环节。换热管和管板是换热器管程和壳程之间的唯一屏障，因此换热管与管板连接接头质量的好环是管壳式换热器失效最主要的因素；根据换热器的使用条件不同，换热器管板与管子连接接头型式分为胀接、焊接、胀接加焊接。

一般采用胀接+焊接的连接方法。当采用焊接加胀接时，分为先焊后胀、先胀后焊工艺方法。

先胀后焊制造工艺对管子和管板的清洁程度要求较高，否则焊接时气体水分等杂质极易在焊接时造成焊接缺陷，同时焊接时产生的气体不易排除，影响焊缝成形、焊接质量和生产效率；先胀后焊工艺进行管头连接时，焊接对胀接有不利影响，易造成胀接部位松驰，影响管头连接质量。

先焊后胀可以根本上避免这种情况发生。先焊后胀后(换热器与管板接头形式如图4)，换热管与管板焊接接头都是在5FG位置焊接，接头焊缝上部出现塌陷，造成换热管子与管板接头内径缩小，当换热管接头内径与胀管器胀头直径差大于0.6mm时，在不进行管头焊缝内孔修磨的情况下，柔性胀管器将不能插入换热管内，无法实施焊后胀接。综合考虑后，现有技术一般还是采用先胀后焊的工艺方法。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提出一种换热管与管板先焊后胀的焊接结构，其作用在于，焊接时利用紫铜套强制冷却和成型作用，将管板接头内孔的有效通径控制在允许的公差范围内，以便换热管与管板接头焊后采用液袋进行胀接时，保证胀头伸进换热管进行换热管胀接，从而方便的实现了先焊后胀工艺。具体技术方案如下：

一种换热管与管板先焊后胀的焊接结构，包括换热管、管板以及铜套。其中，铜套活动设置于换热管内。换热管伸入管板的孔内。管板上设有焊接坡口，换热管的前端与焊接坡口位置对应。铜套外壁垫在与焊接坡口位置对应的换热管的前端的内侧。

本实用新型中，所述铜套的材质是T2。

本实用新型中，所述铜套是筒形结构，铜套的外径与换热管内径之间的间隙不大于0.4mm。

本实用新型中，所述铜套的精度合为(D-2δ)^-0.05_-0.40，其中D是换热管外径、δ是换热管壁厚，尺寸是mm。

本实用新型中，所述焊接坡口与换热管的前端所成角度为45°。

本实用新型中，所述换热管的前端伸出焊接坡口长度是0～1.5mm。

本装置的使用原理是，采用在自动钨极氩弧焊的定位芯杆上的铜套尺寸增加加工公差的工艺装置，利用焊接过程中铜套强制成型和冷却作用，将换热管内孔通径控制在胀管器胀接要求的范围内，在不修磨内孔焊缝的情况下，实现采用柔性胀接法进行换热管与管板先焊后胀加工工艺。

换热管与管板接头由于现场生产条件的限制，焊接时焊缝处于5FG位置，接头焊缝上半部分的塌陷(挂瘤)难以避免，换热管与管板接头在自由状态焊接或自动钨极氩弧焊芯杆上铜套不进行公差控制，换热管与管板接头的内孔有效通径将很难控制达到采用柔性胀接工艺方法实现先焊胀接工艺。通过对管板接头换热管内径有效通径与胀管器胀头结构进行研究，发现胀管器的胀头直径与换热管内径直径偏差小于0.6mm时，将可以在焊后不修磨换热管与管板接头的情况下，采用柔性胀接方法实现先焊后胀工艺。根据先焊后胀工艺要求和自动钨极氩弧焊芯杆结构特点，将芯杆铜套加工精度依据换热管的内直径进行控制，即采用加工尺寸为D1^-0.05_-0.20铜套工艺装置(具体配合结构形式如图3所示)，在采用自动钨极氩弧焊进行换热管与管板焊接时，将铜套与芯杆配合安装，利用铜套传热快的特点，使换热管与管板焊缝塌陷进入换热管内壁的焊缝金属强制冷却成型，将铜套(材质为T2)与换热管内径之间的间隙控制在0.4mm范围内，保证柔性胀管器胀头与换热管内孔直径之差控制在0.6mm范围，实现换热管与管板连接的先焊后胀加工工艺。同时通过铜套加速焊接接头的冷却速度，改善焊缝质量。实现先焊后胀装配顺序如图2～图4所示。