1、管板变形的常见形式及主要原因
  常见管板变形有波浪变形、角变形和拱形变形等三种形式。焊接后密封面变形多为不规则的波浪状,一般偏差13mm,最大偏差达5mm.产生变形的根本原因是构件在焊接过程中,温度分布极不均匀,焊缝处及焊缝的焊接侧为高温区,冷却后产生的收缩量大;另一侧为低温区,收缩量小,因收缩的不平衡导致的。管板形状改变的大小与焊接结构、焊缝的位置和焊缝本身的收缩量有关。
  管束焊接时因热输入量的不均匀也会导致变形。以往管束在焊接过程中,焊工操作时从一端向另一端顺序施焊,从而使管板局部受热严重,焊接区温度较高,待焊接区温度较低,这样由焊接引起的横向收缩变形和纵向收缩变形导致了管板的挠曲。
  管板与壳体焊接时也会引起的角变形。管板与壳体焊接时,由于焊缝的横向收缩导致了角变形,其变形量与板厚、焊缝尺寸和焊接线能量等因素有关,是密封面变形的主要因素。管板与筒体间为单面角焊缝,为单面焊全焊透型式,坡口形式为斜V形,随着焊缝金属量的增加,焊接的热影响区域会扩大,线能量(即热输入量)不断地增大,管板在这种自由的伸缩状态下将产生偏向焊缝一侧的角变形,而管板中间的区域将会向外凸起,导致形成拱形变形,如果继续进行换热管与管板角接的焊接时,将会因管板再次受热而导致换热器的管板产生波浪变形。造成这种波浪变形的主要原因是由于施焊时线能量太大、焊接顺序不当、焊接方向或摆动角度不合理、工艺参数不符合材料要求、未采用适宜的防止焊接变形的工装夹具等等。
  上述管板角焊的焊接变形,极易导致换热设备密封不良、换热管容易拉脱,严重影响换热设备的使用性能。因此,设计上对于要求管板焊接后的平面度要求很高,如果焊接变形尺寸超标,很难加以矫正。生产中必须采用科学合理的工艺措施,设计组焊所需的工装夹具,有效控制管板角焊的变形,确保换热器的产品质量。
  2、控制管板角焊缝焊接变形的具体措施
  控制管板与筒体角焊缝、换热管与管板角焊缝焊接变形的具体措施主要有:2.1针对焊接变形产生的原因制定预防变形的焊接工艺。
  2.1.1筒体坡口应合理制备。若筒体壁厚10mm时,与管板角焊时,角焊缝要保证焊透,筒体端面需加工坡口,其角度及焊缝截面形状对焊接接头变形有很大影响,坡口角度越大,焊接接头上、下部分横向收缩量就越大,相应的接头应力约束就越强,管板角变形和拱形变形就越严重。为保证熔池浮渣顺利浮出并焊透,其接头间隙不得大于3mm.管板焊接时,在保证焊透及焊接强度的前提下,应尽量减小坡口角度和熔敷金属量,以限制热量过多的输入。
  坡口角度应控制在45o50o之间。
  2.1.2焊接工艺参数的确定。焊接时应尽量采用小参数焊接,以避免焊接部位过热而引起热变形。采用较小的焊接线能量,可降低热输入。在满足技术要求的前提下,制订工艺应尽量采用较小的焊接线能量,可有效减小焊接变形量。经多次实践验证,在焊接低碳钢及合金钢时。
  在条件许可的情况下,管束采用氩弧焊效果好,因为能量集中,热输入少,热影响区小,产生变形的因素少。一般情况下,工焊对换热管与管板角焊如E4315(即J427)φ2.5焊条,电流7090A,电压45-50V,管板与筒体角焊如E5015(即J507)φ3.2焊条,电流90-110A,电压20-22V,应尽量选用小线能量焊接。
  2.1.3合理安排焊接顺序。焊接时顺序和方向的不同,也会影响焊接应力的分布和大小,从而导致变形。在壳体与管板焊接时,无论是打底层、填充层还是盖面层都应对称施焊、分段进行,尽量使热量均匀输入,达到分散应力,减少变形;在管束焊接时应坚持对称施焊、分散焊接的原则,并划分焊接区域,不论几个人施焊,都要严格按焊接顺序进行。应先焊管板与筒体间的角焊缝,打底焊应分段对称分布焊,以保证间隙均匀,再焊管子与管板的角焊缝,为减小拱形变形及残余应力、波浪变形,先焊中间部位的换热管,1次焊接管子数应不少于总数的1/4,一端焊完一半管子后焊接另一端所有管子,最后完成剩余一半的管子焊接,施焊顺序始终应从内向外呈辐射状,并对称进行。
  2.1.4掌握焊接层数和焊脚尺寸。多层焊接(交流点焊机和储能点焊机的区别)时层数越多,焊脚越大,角变形越大。为控制角变形,在保证焊缝强度的前提下,层数越少、焊脚越小越好。
  若管板与筒体间的角焊缝采用工焊打底、自动焊盖面时应要求焊缝表面呈圆弧减弱形,管板侧焊脚不宜超过14mm.
  2.2采用专用固定夹具
  夹具的制作与运用是控制焊接变形的主要方法。可设计十字形回转架固定管板,并使其产生一定的反变形量,即预留反变形1.5-2.0mm.为提高回转架刚性,采用工字钢作主架,再加以装夹部件及回转机构。工件置于夹具上时,可用螺栓紧固并强制管板不变形,也可沿轴向自由回转,便于焊接。这样不仅可实现管板反变形,也可缩短焊接的翻转时间,提高质量,加快生产效率。但应在专用夹具卡紧后施焊,工件冷却到室温后再除去固定架,以减少应力集中,方可有效控制管板四周的角变形和管板中间的拱形变形。

 

页底导航:山东庆邦换热器  山东庆邦等离子体换热器  山东庆邦等离子体换热机组  山东庆邦无负压供水设备 
山东庆邦囊式膨胀水箱  山东庆邦容积式换热器  山东庆邦板式换热器
版权所有:山东庆邦能源科技有限公司
  | 联系我们 | 山东庆邦网站地图 鲁ICP备17021569号-3