CN109500507A - 一种换热器管板与换热管的连接方法 - Google Patents

一种换热器管板与换热管的连接方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于换热器的制造领域，公开了一种换热器管板与换热管的连接方法，其特征在于，采用胀接和电阻焊同时进行的方式，在胀管的同时，对管板与管之间的至少一个环形膨胀接触点通电加热，使其在胀管压力下形成焊点。本发明的有益效果：1、减少了工艺环节，将两道工序合并为一道工序，提高了生产效率；2、加热时间短、热量集中，故热影响区小，管板与换热管变形与应力也小；3、不需要焊条、焊丝等填充材料，焊接成本低；4、操作简单，易于实机械化和自动化，改善了劳动条件。

Description

一种换热器管板与换热管的连接方法
技术领域
本发明属于换热器的制造领域，涉及到一种换热器管板与换热管连接的方法。
背景技术
换热器广泛用于石油化工、电力、环保等工业领域。换热器是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的节能设备，是使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足工艺条件的需要，同时也是提高能源利用率的主要设备之一。换热器的生产过程中，需要将多个换热管连接在换热器的管板上。
关于换热器管板与换热管的连接方法，目前主要有熔化焊的工艺方法、强度胀的工艺方法以及胀焊并用工艺方法。熔化焊工艺存在的问题：1、在管板厚度方向上局部加热（不均匀加热）存在较大的焊接应力，影响管板和焊缝的使用寿命；2、手工焊接对焊工的操作要求较高，焊接质量难以保证；3、需要添加填充金属，增加生产成本。4、生产效率低，工人劳动强度大，劳动环境差。强度胀工艺存在的问题：1、对管板孔的加工要求较高，否则难以确保胀接质量；2、工人的劳动强度大；3、效率低，质量的好坏对工人操作经验的依赖较大。胀焊并用工艺存在的问题：1、先胀后焊：胀接过程中容易污染焊接坡口，给焊接带来一定的难度，同时焊接过程中产生的应力对胀接部位的胀接质量带来一定的影响；2、先焊后胀：焊接后，换热管管口有所损伤，为后继胀管时胀管器的进出带来难度。3、同时存在熔化焊工艺方法、强度胀工艺方法存在的问题。
发明内容
本发明的目的是，针对上述现有技术中关于换热器管板与换热管的连接方法存在各种问题，提出一种换热器管板与换热管的连接方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种换热器管板与换热管的连接方法，其特征在于，采用胀接和电阻焊同时进行的方式，在胀管的同时，对管板与换热管之间的至少一个环形膨胀接触点通电加热，使其在胀管压力下形成焊点。
作为一种选择，电阻焊的第一电极接于管板上，第二电极接于换热管上。
作为另一种选择，电阻焊的第一电极接于管板上，所述胀管器的胀接用的机头作为电阻焊机头，胀管器旋转转子作为电极头与第二电极接通。
进一步地，所述管板的孔壁对应换热管膨胀段的一段壁面上设有至少一个环形凸台，环形凸台与换热管外壁面接触形成环形膨胀接触点，换热管外壁与管板孔壁的其它接触面绝缘。
进一步地，所述管板的孔壁上设有两个或两个以上的环形凹槽，相临两个凹槽之间构成一个环形凸台，换热管外壁对应环形凹槽和环形凸台以外的部分设有绝缘层。
进一步地，所述环形凸台的横截面为三角形、长方形或者梯形。
进一步地，所述管板的孔壁两端设有符合胀接后换热管形状的环形斜面。
进一步地，所述管板的孔壁中间对应换热管膨胀段的一段壁面为凹入的壁面，管板的孔壁上下端非凹入壁面与中间凹入的壁面之间的台阶的沿作为环形膨胀接触点，换热管外壁对应所述台阶处导电，其它处设有绝缘层。
进一步地，所述换热管膨胀段外壁设至少一个导电环面，其余壁面设绝缘层。
首先通电，胀管器的机头深入换热管孔壁内侧，对换热管进行胀接，同时利用胀接时产生的扩张力作为电阻焊时的电极压力，换热管胀接后与管板的环形凸台接触，形成环形膨胀接触点，这时利用电流通过所产生的电阻热，将两工件之间的接触表面熔化形成焊点而实现连接。随着胀管器转子的旋转，形成一个个焊点，相邻焊点相接，胀管器转子旋转一周，形成一圈焊缝。
本发明的有益效果：1、减少了工艺环节，将两道工序合并为一道工序，提高了生产效率；2、加热时间短、热量集中，故热影响区小，管板与换热管变形与应力也小；3、不需要焊条、焊丝等填充材料，焊接成本低；4、操作简单，易于实机械化和自动化，改善了劳动条件。
附图说明
图1是换热管与管板的连接结构图；
图2是换热管与管板的连接结构图；
图3是换热管与管板的连接结构图；
图4是换热管与管板的连接结构图；
图5是换热管与管板的连接结构图；
图6是换热管与管板的连接结构图。
标记说明：1、管板；2、换热管；3、环形膨胀接触点；4、环形凹槽；5、环形凸台；6、环形斜面；7、绝缘层。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的说明。
所述换热器管板与换热管的连接方法，是采用胀接和电阻焊同时进行的方法，在胀管的同时，对管板与管之间的至少一个环形膨胀接触点通电加热，使其在胀管压力下形成焊点。
所述方法为设计一种可以用作电阻焊的胀管器，在胀接的同时进行焊接。
把胀管器胀接用的机头设计成电阻焊机头，让机头同时兼做电阻焊电极，把胀管器旋转转子设计成电极的接通端。电极的一端与管板1接通，另一端与胀管器旋转转子接通。在胀管的同时，对管板与管之间的至少一个环形膨胀接触点通电加热，使其在胀管压力下形成焊点。
如图1所示，管板1的孔壁上含有三个环形凹槽4，两个横截面为长方形的环形凸台5，两个环形凹槽4中间形成一个环形凸台5。首先通电，胀管器的机头深入换热管2内侧，对换热管2进行胀接，同时利用胀接时产生的扩张力作为电阻焊时的电极压力。换热管2被胀接后，管板1的凸台与换热管2接触，形成环形膨胀接触点3。这时利用电流通过所产生的电阻热，将两工件之间的接触表面熔化形成焊点而实现连接。随着胀管器转子的旋转，在环形膨胀接触点3的位置形成一个个焊点，相邻焊点相接，胀管器转子旋转一周，形成一圈焊缝。换热管2外壁对应环形凹槽4和环形凸台5以外的部分设有绝缘层。
如图2所示，管板1的孔壁结构含有三个环形凹槽4，两个横截面为三角形的环形凸台5，两个环形凹槽4中间是一个环形凸台5。在胀接的同时进行电阻焊，在环形膨胀接触点3的位置形成焊点。换热管2外壁对应环形凹槽4和环形凸台5以外的部分设有绝缘层。三角形截面的环形凸台与换热管2的接触后，更容易被加热熔化，但可能在胀接的时候对换热管2造成伤害。长方形截面的环形凸台比三角形截面的环形凸台更容易加工。
如图3所示，管板1的孔壁结构含有三个环形凹槽4，两个横截面为长方形的环形凸台5，两个环形凹槽4中间是一个环形凸台5，两端还有符合胀接后换热管形状的环形斜面6。换热管2胀接后与管板1的环形凸台5接触，形成环形膨胀接触点3，在其位置形成焊点。换热管2外壁对应环形凹槽4和环形凸台5以外的部分设有绝缘层。管板内侧的环形斜面6与胀接后的换热管形成的台阶紧密接触，使换热管与管板更能紧密连接，不易脱离。
如图4所示，管板1的孔壁结构含有三个环形凹槽4，两个横截面为梯形的环形凸台5，两个环形凹槽4中间是一个环形凸台5。换热管2胀接后与管板1的环形凸台5接触，形成环形膨胀接触点3，在其位置形成焊点。换热管2外壁对应环形凹槽4和环形凸台5以外的部分设有绝缘层7。梯形截面的环形凸台可以避免三角形截面的环形凸台在胀接的时候可能对换热管2造成的伤害，但比较长方形截面的环形凸台不容易加工。
如图5所示，管板1的孔壁结构含有两个环形凸台5，两个环形凸台5中间形成一个环形凹槽4。换热管2胀接后与管板1的环形凸台5接触，形成环形膨胀接触点3，在其位置形成焊点。
如图6所示，管板1的孔壁中间有一个环形凹槽4，孔壁两端还有符合胀接后换热器管形状的环形斜面6。管板1的孔壁上下端非凹入壁面与中间凹入的环形凹槽4壁面之间的台阶的沿作为环形膨胀接触点3。换热器管外壁对应所述台阶处导电，其它处设有绝缘层7。

Claims (9)

1.一种换热器管板与换热管的连接方法，其特征在于，采用胀接和电阻焊同时进行的方法，在胀管的同时，对管板与换热管之间的至少一个环形膨胀接触点通电加热，使其在胀管压力下形成焊点。
2.根据权利要求1所述换热器管板与换热管的连接方法，其特征在于，电阻焊的第一电极接于管板上，第二电极接于换热管上。
3.根据权利要求1所述换热器管板与换热管的连接方法，其特征在于，电阻焊的第一电极接于管板上，所述胀管器的胀接用的机头作为电阻焊机头，胀管器旋转转子作为电极头与第二电极接通。
4.根据权利要求2或3所述换热器管板与换热管的连接方法，其特征在于，所述管板的孔壁对应换热管膨胀段的一段壁面上设有至少一个环形凸台，环形凸台与换热管外壁面接触形成环形膨胀接触点，换热管外壁与管板孔壁的其它接触面绝缘。
5.根据权利要求4所述换热器管板与换热管的连接方法，其特征在于，所述管板的孔壁上设有两个或两个以上的环形凹槽，相临两个凹槽之间构成一个环形凸台，换热管外壁对应环形凹槽和环形凸台以外的部分设有绝缘层。
6.根据权利要求5所述换热器管板与换热管的连接方法，其特征在于，所述环形凸台的横截面为三角形、长方形或者梯形。
7.根据权利要求6所述换热器管板与换热管的连接方法，其特征在于，所述管板的孔壁两端设有符合胀接后换热管形状的环形斜面。
8.根据权利要求2或3所述换热器管板与换热管的连接方法，其特征在于，所述管板的孔壁中间对应换热管膨胀段的一段壁面为凹入的壁面，管板的孔壁上下端非凹入壁面与中间凹入的壁面之间的台阶的沿作为环形膨胀接触点，换热管外壁对应所述台阶处导电，其它处设有绝缘层。
9.根据权利要求2或3所述换热器管板与换热管的连接方法，其特征在于，所述换热管膨胀段外壁设至少一个导电环面，其余壁面设绝缘层。
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