CN105436662A - 换热器隔膜密封焊缝焊接机及焊接方法 - Google Patents

Abstract

本申请的换热器隔膜密封焊缝焊接机及焊接方法，焊接机包括设于管箱端部的机架、设于机架的圆环导轨，及焊接装置；圆环导轨上设有导轨齿，焊接装置包括焊枪架、设于焊枪架的焊枪和送丝装置，及设于焊枪架、且与导轨齿配合的导轨齿轮；在动力源的驱动作用下，焊枪沿圆环导轨旋转运动。与现有技术相比，该焊接机的焊接效率高、焊接密封质量一致性好、焊缝均匀，且结构简单、方便拆装，同时能够提高管箱端部和管箱端盖的组装质量。焊接方法包括利用换热器管箱的螺柱螺母将焊接机紧固于管箱端部的螺纹孔，或者利用上紧螺栓将焊接机紧固于管箱端部的外圆面，该焊接方法简单、便于操作，能够提高组装和焊接质量，以及便于在工业上进行大规模普及与推广。

Description

换热器隔膜密封焊缝焊接机及焊接方法

技术领域

本申请涉及石油炼制与化工、煤化工、化肥工业、空调、空冷、电力设施的热交换节能设备专用的列管式换热器技术领域，特别是涉及换热器隔膜密封焊缝焊接机及焊接方法。

背景技术

现有技术中，列管式换热器是应用最为广泛的一种热交换器，广泛应用于化工、石油、医药、食品、轻工、冶金、焦化等领域中的“液——液”、“汽——汽”、“汽——液”热交换的对流传热，以及蒸汽冷凝和液体蒸发传热等换热冷凝流程。

现有技术中的列管式换热器通常由管束、管壳和管箱等主要构件组成，其中，管箱是列管式换热器的重要部件，一般而言，管程的压力和温度都高于壳程，管箱在较小的结构空间内连接着管束的换热管和管板，管程进出口及隔板，受力复杂，零件容易变形损坏，引起高参数介质内漏或外漏。现有技术中的高温高压、易燃易爆或有毒介质的列管式换热器，为了避免流程物料的泄漏，其进出口接管即便口径很小，通常也设计成与管线直接对焊的方式，而不采用法兰连接的方式；同样，为了避免流程物料的泄漏，大口径的管板与其两侧的管壳和管箱圆筒体之间也进行焊接，这样一来，管箱端部就不能与端盖之间也采用焊接的方式，主要考虑到方便检修人员能从管箱端部进去进行检测管头等修理工作。

随之，人们一直致力于管箱端部与管箱端盖之间除了焊接密封连接之外的更好的密封结构的研究，球面隔膜密封技术应运而生，即在管箱端部和管箱端盖之间的增加一个球面隔膜密封盘，该球面隔膜密封盘是一个浅拱形的密封结构，具体包括有设置于中间的球面膜片和沿球面膜片的外圆周侧设置的平垫边环；无需管箱端部和管箱端盖之间焊接，而是平垫边环与管箱端部通过焊缝密封；中间的球面膜片可随着压力的波动在拱形与平面两种结构形式之间弹性变化，当从拱形变成平面时其外直径增大，当从平面回复拱形时其外直径缩小。这样，由于平垫边环与管箱端部之间采用了密封焊，且球面隔膜密封盘在高温高压作用下的径向变形补偿量与管箱端口径向端口位移的一致性，较好地解决了上述热胀冷缩不协调的问题，具有密封性能好、结构简单、制造周期短、成本低等优点。

然而，现有针对平垫边环与管箱端部之间的密封焊采用人工操作，不仅焊接效率低、焊接密封质量难以保证一致，而且焊缝不均匀，从而影响管箱端部和管箱端盖的组装质量。

发明内容

本申请的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种焊接效率高、焊接密封质量一致性好、焊缝均匀，且结构简单、方便安装与拆卸，同时能够提高管箱端部和管箱端盖的组装质量的换热器隔膜密封焊缝焊接机及焊接方法。

本申请的目的通过以下技术方案实现：

提供了换热器隔膜密封焊缝焊接机，其包括机架、设置于所述机架的圆环导轨，以及焊接装置；所述机架设置于管箱端部，所述圆环导轨上设置有导轨齿，所述焊接装置包括焊枪架、设置于所述焊枪架的焊枪和送丝装置，以及设置于所述焊枪架、且与所述导轨齿配合的导轨齿轮；

在动力源的驱动作用下，所述焊枪沿所述圆环导轨旋转运动。

其中，所述机架通过换热器管箱的螺柱螺母将所述换热器隔膜密封焊缝焊接机紧固于管箱端部的螺纹孔。

其中，所述机架通过上紧螺栓将所述换热器隔膜密封焊缝焊接机紧固于管箱端部的外圆面。

其中，所述机架设置有中间带滑槽的调整辐条，所述机架通过所述调整辐条固定于管箱端部。

其中，所述调整辐条的数量设置为四的倍数，且所述调整辐条在所述圆环导轨上等间距分布。

其中，所述焊枪为电弧焊枪或者氩弧焊枪。

其中，所述动力源为电力驱动或者风压驱动。

其中，所述动力源的动力线配有防缠支架。

还提供了换热器隔膜密封焊缝焊接方法，其采用上述所述的换热器隔膜密封焊缝焊接机，该换热器隔膜密封焊缝焊接机包括机架、设置于所述机架的圆环导轨，以及焊接装置；所述机架设置于管箱端部，所述圆环导轨上设置有导轨齿，所述焊接装置包括焊枪架、设置于所述焊枪架的焊枪和送丝装置，以及设置于所述焊枪架、且与所述导轨齿配合的导轨齿轮；在动力源的驱动作用下，所述焊枪沿所述圆环导轨旋转运动，所述机架通过换热器管箱的螺柱螺母将所述换热器隔膜密封焊缝焊接机紧固于管箱端部的螺纹孔。具体步骤包括，拆下换热器管箱端盖，利用换热器管箱的螺柱螺母将所述换热器隔膜密封焊缝焊接机紧固于管箱端部的螺纹孔，该换热器隔膜密封焊缝焊接机在动力源的驱动作用下，带着焊枪沿圆环导轨旋转运动，以将密封焊缝完整美观焊接。

还提供了换热器隔膜密封焊缝焊接方法，其采用上述所述的换热器隔膜密封焊缝焊接机，该换热器隔膜密封焊缝焊接机包括机架、设置于所述机架的圆环导轨，以及焊接装置；所述机架设置于管箱端部，所述圆环导轨上设置有导轨齿，所述焊接装置包括焊枪架、设置于所述焊枪架的焊枪和送丝装置，以及设置于所述焊枪架、且与所述导轨齿配合的导轨齿轮；在动力源的驱动作用下，所述焊枪沿所述圆环导轨旋转运动，所述机架通过上紧螺栓将所述换热器隔膜密封焊缝焊接机紧固于管箱端部的外圆面。具体步骤包括，拆下换热器管箱端盖，利用上紧螺栓将所述换热器隔膜密封焊缝焊接机紧固于管箱端部的外圆面，该换热器隔膜密封焊缝焊接机在动力源的驱动作用下，带着焊枪沿圆环导轨旋转运动，以将密封焊缝完整美观焊接。

本申请的有益效果：

本申请的换热器隔膜密封焊缝焊接机，其包括机架、设置于所述机架的圆环导轨，以及焊接装置；所述机架设置于管箱端部，所述圆环导轨上设置有导轨齿，所述焊接装置包括焊枪架、设置于所述焊枪架的焊枪和送丝装置，以及设置于所述焊枪架、且与所述导轨齿配合的导轨齿轮；在动力源的驱动作用下，所述焊枪沿所述圆环导轨旋转运动。与现有技术相比，该换热器隔膜密封焊缝焊接机焊接效率高、焊接密封质量一致性好、焊缝均匀，且结构简单、方便安装与拆卸，同时能够提高管箱端部和管箱端盖的组装质量。本申请的换热器隔膜密封焊缝焊接方法，包括拆下换热器管箱端盖，利用换热器管箱的螺柱螺母将所述换热器隔膜密封焊缝焊接机紧固于管箱端部的螺纹孔，或者利用上紧螺栓将所述换热器隔膜密封焊缝焊接机紧固于管箱端部的外圆面，该换热器隔膜密封焊缝焊接机在动力源的驱动作用下，带着焊枪沿圆环导轨旋转运动，以将密封焊缝完整美观焊接。该焊接方法简单、便于操作，能够提高管箱端部和管箱端盖的组装质量和焊接质量，同时还能够在工业上进行大规模的普及与推广。

附图说明

利用附图对本申请作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本申请的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是现有技术中的一种列管式换热器的结构示意图。

图2是现有技术中的一种列管式换热器的局部结构示意图。

图3是本申请的换热器隔膜密封焊缝焊接机的结构示意图。

图4是本申请的换热器隔膜密封焊缝焊接机应用于换热器的一种结构示意图。

图5是本申请的换热器隔膜密封焊缝焊接机应用于换热器的另一种结构示意图。

在图1、图2、图3、图4和图5中包括有：

1——管箱外圆、2——管束、3——管壳、4——管箱、5——管板、6——球面隔膜密封盘、61——球面膜片、62——平垫边环、7——管箱端盖、8——螺柱螺母、9——管箱端部、91——螺纹孔、10——密封焊缝，

12——机架、13——焊接装置、14——焊枪、15——调整辐条、16——圆环导轨、17——导轨齿轮、18——动力线、19——焊枪架、20——防缠支架、21——上紧螺栓。

具体实施方式

结合以下实施例对本申请作进一步详细描述。

实施例1

本申请的换热器隔膜密封焊缝焊接机的具体实施方式之一，该换热器隔膜密封焊缝焊接机应用于换热器隔膜密封焊缝10的焊接，参考现有技术中的图1和图2所示，换热器包括有管束2、管壳3和管箱4，管束2穿设于管板5，其中：管箱4设置有球面隔膜密封盘6，球面隔膜密封盘6设置于管箱端部9与管箱端盖7之间；球面隔膜密封盘6包括有设置于中间的球面膜片61和沿球面膜片61的外圆周侧设置的平垫边环62；平垫边环62与管箱端部9通过密封焊缝10密封；管箱端部9与管箱端盖7通过螺柱螺母8固定连接。

本申请的改进在于：创新地研发了换热器隔膜密封焊缝焊接机，专门用于焊接上述平垫边环62与管箱端部9之间的密封焊缝10，该换热器隔膜密封焊缝焊接机，参考图3和图4所示，其包括机架12、设置于所述机架12的圆环导轨16，以及焊接装置13；所述机架12设置于管箱端部9，所述圆环导轨16上设置有导轨齿，所述焊接装置13包括焊枪架19、设置于所述焊枪架19的焊枪14和送丝装置，以及设置于所述焊枪架19、且与所述导轨齿配合的导轨齿轮17；在动力源的驱动作用下，所述焊枪14沿所述圆环导轨16旋转运动。焊接机在动力驱动下带着焊枪14连续旋转，可把密封焊缝10完整美观焊接。与现有技术相比，该换热器隔膜密封焊缝焊接机焊接效率高、焊接密封质量一致性好、焊缝均匀，且结构简单、方便安装与拆卸，同时能够提高管箱端部9和管箱端盖7的组装质量。除此之外，还可以利用该换热器隔膜密封焊缝焊接机，对管箱端部9的密封结构进行适当的改造。

具体的，所述机架12通过换热器管箱4的螺柱螺母8将所述换热器隔膜密封焊缝焊接机紧固于管箱端部9的螺纹孔91。本焊接机的固定采用原有螺柱螺母8，充分节省成本，同时与原有螺柱螺母8进行固定更加稳定、牢靠，使得焊接进程更加稳定、确保焊接的密封焊缝10均匀一致性好。

具体的，所述焊枪14为电弧焊枪或者氩弧焊枪。其一方案为在动力源的驱动作用下，电弧焊枪沿圆环导轨16的圆周进行较快地旋转运动，进行电弧焊接焊缝；其二方案为在动力源的驱动作用下，氩弧焊枪沿圆环导轨16的圆周进行较慢地圆周运动，进行氩弧焊接焊缝。

具体的，所述动力源为电力驱动或者风压驱动。相应连接的动力线18为电源线或风管；以便适用于不同动力源的场合。

具体的，所述动力源的动力线18配有防缠支架20。避免在圆周运动中将动力线18缠绕。

实施例2

本申请的换热器隔膜密封焊缝焊接机的具体实施方式之二，本实施例的主要技术方案与实施例1相同，在本实施例中未解释的特征，采用实施例1中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例1的区别在于，参考图3所示，所述机架12设置有中间带滑槽的调整辐条15，所述机架12通过所述调整辐条15固定于管箱端部9。一般地说，管箱端部9人孔相对固定设计为500mm至700mm的变化范围，调整辐条15沿径向伸缩可适用于管箱端部9的螺纹孔91中心圆在600mm至800mm的变化范围，但是根据设计需要可改变上述变化范围。

具体的，所述调整辐条15的数量设置为四的倍数，且所述调整辐条15在所述圆环导轨16上等间距分布。所谓的倍数为从1开始的倍数，调整辐条15的设定使得圆环导轨16更加稳定的固定，同时以四的倍数设置的调整辐条15能够与国家标准中规定的设备法兰螺栓孔设置的数量相对应。

实施例3

本申请的换热器隔膜密封焊缝焊接机的具体实施方式之三，本实施例的主要技术方案与实施例1相同，在本实施例中未解释的特征，采用实施例1中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例1的区别在于，所述机架12与管箱4的安装不需要利用管箱端部9的螺纹孔91。而是参考图5所示，所述机架12通过上紧螺栓21紧固到管箱端部9的管箱外圆1上。必要时可视螺纹孔91的情况适当增加上紧螺栓21的数量以加强连接刚度。

实施例4

本申请的换热器隔膜密封焊缝焊接机的具体实施方式之四，本实施例的主要技术方案与实施例3相同，在本实施例中未解释的特征，采用实施例3中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例3的区别在于，所述机架12设置有中间带滑槽的调整辐条15，所述机架12通过所述调整辐条15固定于管箱端部9。一般地说，管箱端部9人孔相对固定设计为500mm至700mm的变化范围，调整辐条15沿径向伸缩可适用于管箱端部9的螺纹孔91中心圆在600mm至800mm的变化范围，但是根据设计需要可改变上述变化范围。

具体的，所述调整辐条15的数量设置为四的倍数，且所述调整辐条15在所述圆环导轨16上等间距分布。所谓的倍数为从1开始的倍数，调整辐条15的设定使得圆环导轨16更加稳定的固定，同时以四的倍数设置的调整辐条15能够与国家标准中规定的设备法兰螺栓孔设置的数量相对应。

实施例5

本申请的换热器隔膜密封焊缝焊接方法的具体实施方式之一，采用上述实施例1所述的换热器隔膜密封焊缝焊接机，具体步骤包括，拆下换热器管箱端盖7，利用换热器管箱4的螺柱螺母8将所述换热器隔膜密封焊缝焊接机紧固于管箱端部9的螺纹孔91，该换热器隔膜密封焊缝焊接机在动力源的驱动作用下，带着焊枪14沿圆环导轨16旋转运动，以将密封焊缝10完整美观焊接。该焊接方法简单、便于操作，能够提高管箱端部9和管箱端盖7的组装质量和焊接质量，同时还能够在工业上进行大规模的普及与推广。

具体的，松开螺柱螺母8，拆下管箱端盖7后，通过螺柱螺母8把机架12紧固到管箱端部9原有的螺纹孔91上，如果圆环导轨16和焊接装置13原来已经安装到机架12上，则接上动力线18连通动力源，试运转并调试运转顺畅。其中，在安装焊枪14时要先观测或测量密封焊缝10的坡口变化范围，注意使焊枪14的伸出长度不要过度。

实施例6

本申请的换热器隔膜密封焊缝焊接方法的具体实施方式之二，采用上述实施例3所述的换热器隔膜密封焊缝焊接机，具体步骤包括，拆下换热器管箱端盖7，利用上紧螺栓21将所述换热器隔膜密封焊缝焊接机紧固于管箱端部9的外圆面，该换热器隔膜密封焊缝焊接机在动力源的驱动作用下，带着焊枪14沿圆环导轨16旋转运动，以将密封焊缝10完整美观焊接。该种方案保留原有螺纹孔91，使得管箱端盖7与管箱端部9的密封连接不受影响。该焊接方法简单、便于操作，能够提高管箱端部9和管箱端盖7的组装质量和焊接质量，同时还能够在工业上进行大规模的普及与推广。

具体的，松开螺柱螺母8，拆下管箱端盖7后，通过上紧螺栓21把机架12紧固到管箱端部9的外圆面，如果圆环导轨16和焊接装置13原来已经安装到机架12上，则接上动力线18连通动力源，试运转并调试运转顺畅。其中，在安装焊枪14时要先观测或测量密封焊缝10的坡口变化范围，注意使焊枪14的伸出长度不要过度。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对本申请保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本申请作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本申请技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.换热器隔膜密封焊缝焊接机，其特征在于：包括机架、设置于所述机架的圆环导轨，以及焊接装置；所述机架设置于管箱端部，所述圆环导轨上设置有导轨齿，所述焊接装置包括焊枪架、设置于所述焊枪架的焊枪和送丝装置，以及设置于所述焊枪架、且与所述导轨齿配合的导轨齿轮；

在动力源的驱动作用下，所述焊枪沿所述圆环导轨旋转运动。

2.根据权利要求1所述的换热器隔膜密封焊缝焊接机，其特征在于：所述机架通过换热器管箱的螺柱螺母将所述换热器隔膜密封焊缝焊接机紧固于管箱端部的螺纹孔。

3.根据权利要求1所述的换热器隔膜密封焊缝焊接机，其特征在于：所述机架通过上紧螺栓将所述换热器隔膜密封焊缝焊接机紧固于管箱端部的外圆面。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的换热器隔膜密封焊缝焊接机，其特征在于：所述机架设置有中间带滑槽的调整辐条，所述机架通过所述调整辐条固定于管箱端部。

5.根据权利要求4所述的换热器隔膜密封焊缝焊接机，其特征在于：所述调整辐条的数量设置为四的倍数，且所述调整辐条在所述圆环导轨上等间距分布。

6.根据权利要求1所述的换热器隔膜密封焊缝焊接机，其特征在于：所述焊枪为电弧焊枪或者氩弧焊枪。

7.根据权利要求1所述的换热器隔膜密封焊缝焊接机，其特征在于：所述动力源为电力驱动或者风压驱动。

8.根据权利要求7所述的换热器隔膜密封焊缝焊接机，其特征在于：所述动力源的动力线配有防缠支架。

9.换热器隔膜密封焊缝焊接方法，其特征在于：采用上述权利要求2所述的换热器隔膜密封焊缝焊接机，具体步骤包括，拆下换热器管箱端盖，利用换热器管箱的螺柱螺母将所述换热器隔膜密封焊缝焊接机紧固于管箱端部的螺纹孔，该换热器隔膜密封焊缝焊接机在动力源的驱动作用下，带着焊枪沿圆环导轨旋转运动，以将密封焊缝完整美观焊接。

10.换热器隔膜密封焊缝焊接方法，其特征在于：采用上述权利要求3所述的换热器隔膜密封焊缝焊接机，具体步骤包括，拆下换热器管箱端盖，利用上紧螺栓将所述换热器隔膜密封焊缝焊接机紧固于管箱端部的外圆面，该换热器隔膜密封焊缝焊接机在动力源的驱动作用下，带着焊枪沿圆环导轨旋转运动，以将密封焊缝完整美观焊接。