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管板焊接先焊后胀工艺的应用分析

  1·先焊后胀工艺的应用分析
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。     
  1.2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,由于管子与管板之间存在着0.2~0.5mm的装配间隙,而且总是偏心配置,加上管子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管子伸长损伤焊缝,机械胀管使管壁减薄,管子伸长,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。     

 2·先胀后焊工艺的应用分析     
 2.1先胀后焊工艺的优点及应用     
①强度胀+密封焊时,由于密封焊仅能起辅助性止漏作用,而先胀后焊则可以在焊接前进行胀接后的强度试验(水压试验),因而保证了胀接连接的可靠性。
②先胀后焊使管子与管板的连接可以避免产生焊接裂纹。特别是在管子、管板材料差异较大的情况下,采用先胀后焊的方法亦可较好地保证其焊接质量。
③小管径采用胀后焊接可以提高其连接接头的抗疲劳性能。
④焊接在胀管后进行,避免了胀接力对焊缝破坏的可能性,可以实现管板厚度内的全程胀管,有效地利用了管板的设计厚度。     
 2.2先胀后焊工艺的缺点分析      
先胀后焊时,由于胀接时的润滑油难于用经济的方法进行清洗,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,特别是进行氩弧焊的密封焊时,收弧封口处往往出现气孔,影响焊缝质量,因此一般应避免采用有机润滑剂,而用二硫化钼加水等无机润滑剂。随着橡胶胀管新技术的应用,先胀后焊工艺的应用亦日趋广泛。橡胶胀管新技术是一种以液压为动力,以橡胶为胀管媒介体的胀管工具。利用此工具,先胀后焊可以顺利进行,不必使用任何润滑剂,不存在油污染和铁离子污染,能保持接头的清洁和干燥,胀接后可立即进行管口的焊接作业。     
橡胶胀管压力在400MPa以下可随意调节,即可用于强度胀也可用胀接,尤其适用于定位胀。接头连接的松紧程度很容易通过调节胀管压力来控制。因此,焊接过程中生成的气体可以通过接头的空隙释放。另外,胀管后管子扩大与管板孔相贴合,管孔变得很圆整,管子与管板孔同心,原有装配间隙基本消除,给焊接创造了十分良好的条件,同时,管口扩大,让胀管容易插入管孔中,亦便于焊后的胀管。