CN213105187U - 一种管板与换热管封口焊坡口形式 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种管板与换热管封口焊坡口形式，包括布置于管板或者管板堆焊层上的半U型坡口面和对应的换热管外壁，所述半U型坡口面包括位于坡口底的平面和位于坡口侧的斜面，所述平面和所述斜面之间具有圆弧倒角。本实用新型所述的一种管板与换热管封口焊坡口形式，通过设置所述平面，增加了焊接坡口根部空间，避免或减少焊接时焊枪与所述斜面建立电弧，既有利于根部焊枪角度调整和焊缝根部电弧集中度，也有利于焊缝宽度的控制，可解决根部未焊透未熔合的问题，该坡口形式结构简单，制作方便，效果良好。
Description
技术领域
本实用新型涉及焊接技术领域，特别是涉及一种管板与换热管封口焊坡口形式。
背景技术
如图1所示，混热交换器的换热管1与管板2常采用管板2开坡口、换热管1伸出管板2表面或与管板2表面齐平的接头形式，目前最常用的坡口形式为V型坡口，该坡口容易造成根部未焊透和未熔合缺陷，影响焊缝质量，造成接头射线探伤和宏观试验无法通过的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：针对现有技术存在的现有混热交换器换热管与管板焊接常采用V型坡口焊接，该坡口容易造成根部未焊透和未熔合缺陷，影响焊缝质量，造成接头射线探伤和宏观试验无法通过的问题，提供一种管板与换热管封口焊坡口形式。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
一种管板与换热管封口焊坡口形式，包括布置于管板或者管板堆焊层上的半U型坡口面和对应的换热管外壁，所述半U型坡口面包括位于坡口底的平面和位于坡口侧的斜面，所述平面和所述斜面之间具有圆弧倒角。
采用本实用新型所述的一种管板与换热管封口焊坡口形式，通过设置所述平面，增加了焊接坡口根部空间，避免或减少焊接时焊枪与所述斜面建立电弧，既有利于根部焊枪角度调整和焊缝根部电弧集中度，也有利于焊缝宽度的控制，可解决根部未焊透未熔合的问题，该坡口形式结构简单，制作方便，效果良好。
优选地，所述平面的宽度为0.5mm～2.5mm。
设计平面的作用主要是为了避免或减少焊接时焊枪(TIG焊方式为钨极)与坡口斜面建立电弧，这样不仅减弱了电弧能量在坡口根部的集中度，增加了根部未焊透和未熔合的可能，而且焊枪与坡口斜面建立电弧后，坡口斜面熔化的铁水流淌到根部间隙、使焊接电弧不能直接作用到坡口根部，进一步妨碍了根部焊透，因此增加根部平面不小于0.5mm；同时，由于管板管孔间的节距一般较小，若根部平面过宽可能会存在相邻坡口再管板表面干涉的问题，同时根部平面过宽会增加焊接填充量，不仅焊接工作量大，焊接应力高，而且不利于布道，影响焊缝质量。
进一步优选地，根据TIG焊方法的焊枪角度、电弧高度、电弧建立的范围以及焊道宽度，同时为了实现坡口根部焊道一道成形，所述平面的宽度为1mm～2mm。
优选地，所述斜面相对所述换热管外壁夹角α为10°～30°。
由于该焊缝焊接时需要焊枪(TIG焊时为钨极)与所述换热管保证一定的夹角才能有利于根部焊透和未融合，焊枪夹角一般在10°～20°，为了防止施焊时坡口斜面妨碍焊枪角度的调整，坡口斜面的角度α不小于10°，同时为了避免表面坡口过宽导致不能实现每层一道焊缝焊接，同时避免管板表面相邻两坡口干涉，坡口角度不可过大，最大角度控制在30°。
优选地，所述圆弧倒角的半径为0.5mm～2mm。
设置所述圆弧倒角能够避免尖角过渡造成焊接未熔合以及避免根部过宽导致无法单道焊接。
优选地，所述换热管外壁与所述管板根部孔之间的间隙为0～0.5mm。
进一步优选地，为了保证所述换热管能顺利穿过管孔且避免根部缺陷，所述间隙为0.05mm～0.2mm。
根据所述换热管公差一般为±0.1mm，反映在所述间隙上为0.05mm，因此最小间隙不小于0.05mm，同时，根部间隙过大会造成根部未焊透和未融合缺陷，因此间隙最大不超过0.5mm。
优选地，坡口宽度b小于管桥桥距q的一半。
进一步优选地，为了保证焊缝成形和焊道布置，坡口宽度2mm≤b≤(q/2-1)mm。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
本实用新型所述的一种管板与换热管封口焊坡口形式，通过设置所述平面，增加了焊接坡口根部空间，避免或减少焊接时焊枪与所述斜面建立电弧，既有利于根部焊枪角度调整和焊缝根部电弧集中度，也有利于焊缝宽度的控制，可解决根部未焊透未熔合的问题，该坡口形式结构简单，制作方便，效果良好。
附图说明
图1是现有管板与换热管封口焊坡口形式断面示意图；
图2是本实用新型所述管板与换热管封口焊坡口形式断面示意图；
图3是本实用新型所述管板与换热管俯视示意图。
图中标记：1-换热管，2-管板，3-堆焊层，41-平面，42-斜面，43-圆弧倒角。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例
如图2和图3所示，本实用新型所述的一种管板与换热管封口焊坡口形式，包括布置于管板2或者管板2堆焊层3上的半U型坡口面和对应的换热管1外壁，坡口深度a，坡口宽度b。
当该坡口设于所述堆焊层3上时，坡口深度a小于所述堆焊层3的厚度d。
如图2所示，所述半U型坡口面包括位于坡口底的平面41和位于坡口侧的斜面42，所述平面41和所述斜面42之间具有圆弧倒角43。
其中，所述平面41的宽度为0.5mm～2.5mm，所述斜面42相对所述换热管1外壁夹角α为10°～30°，所述圆弧倒角43的半径为0.5mm～2mm，所述换热管1外壁与所述管板2根部孔之间的间隙g为0～0.5mm。
设计平面41的作用主要是为了避免或减少焊接时焊枪(TIG焊方式为钨极)与坡口斜面42建立电弧，这样不仅减弱了电弧能量在坡口根部的集中度，增加了根部未焊透和未熔合的可能，而且焊枪与坡口斜面42建立电弧后，坡口斜面42熔化的铁水流淌到根部间隙、使焊接电弧不能直接作用到坡口根部，进一步妨碍了根部焊透，因此增加根部平面41不小于0.5mm；同时，由于管板2管孔间的节距一般较小，若根部平面41过宽可能会存在相邻坡口再管板2表面干涉的问题，同时根部平面41过宽会增加焊接填充量，不仅焊接工作量大，焊接应力高，而且不利于布道，影响焊缝质量；由于该焊缝焊接时需要焊枪(TIG焊时为钨极)与所述换热管1保证一定的夹角才能有利于根部焊透和未融合，焊枪夹角一般在10°～20°，为了防止施焊时坡口斜面42妨碍焊枪角度的调整，坡口斜面42的角度α不小于10°，同时为了避免表面坡口过宽导致不能实现每层一道焊缝焊接，同时避免管板2表面相邻两坡口干涉，坡口角度不可过大，最大角度控制在30°；设置所述圆弧倒角43能够避免尖角过渡造成焊接未熔合以及避免根部过宽导致无法单道焊接。
具体地，根据TIG焊方法的焊枪角度、电弧高度、电弧建立的范围以及焊道宽度，同时为了实现坡口根部焊道一道成形，所述平面41的宽度为1mm～2mm。
为了保证所述换热管1能顺利穿过管孔且避免根部缺陷，所述间隙为0.05mm～0.2mm，根据所述换热管1公差一般为±0.1mm，反映在所述间隙上为0.05mm，因此最小间隙不小于0.05mm，同时，根部间隙过大会造成根部未焊透和未融合缺陷，因此间隙最大不超过0.5mm。
如图3所示，坡口宽度b小于管桥桥距q的一半，为了保证焊缝成形和焊道布置，坡口宽度2mm≤b≤(q/2-1)mm。
本实施例中，某甲醇合成塔中所述换热管1材质SA-213T11，规格φ31.75×3.4，所述管板2材质为SA-336F11CL3，堆焊层3为厚8mm的inconel625镍基合金，封口焊结构为所述换热管1伸出所述管板2外3mm，坡口深度a为2.5mm，焊后要求进行100％PT+RT探伤，并焊接生产模拟试样进行宏观试验，合格标准为ASMEVIII-2和BS EN ISO 15614-8，要求根部完全焊透且无其他超标缺陷；采用本实施例的坡口形式，利用匹配的自动钨极氩弧焊工艺，焊后一次合格率达到95％以上。
运用本实用新型所述的一种管板与换热管封口焊坡口形式，通过设置所述平面41，增加了焊接坡口根部空间，避免或减少焊接时焊枪与所述斜面42建立电弧，既有利于根部焊枪角度调整和焊缝根部电弧集中度，也有利于焊缝宽度的控制，可解决根部未焊透未熔合的问题，该坡口形式结构简单，制作方便，效果良好。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种管板与换热管封口焊坡口形式，其特征在于，包括布置于管板(2)或者管板(2)堆焊层(3)上的半U型坡口面和对应的换热管(1)外壁，所述半U型坡口面包括位于坡口底的平面(41)和位于坡口侧的斜面(42)，所述平面(41)和所述斜面(42)之间具有圆弧倒角(43)。
2.根据权利要求1所述的管板与换热管封口焊坡口形式，其特征在于，所述平面(41)的宽度为0.5mm～2.5mm。
3.根据权利要求2所述的管板与换热管封口焊坡口形式，其特征在于，所述平面(41)的宽度为1mm～2mm。
4.根据权利要求1所述的管板与换热管封口焊坡口形式，其特征在于，所述斜面(42)相对所述换热管(1)外壁夹角α为10°～30°。
5.根据权利要求1所述的管板与换热管封口焊坡口形式，其特征在于，所述圆弧倒角(43)的半径为0.5mm～2mm。
6.根据权利要求1所述的管板与换热管封口焊坡口形式，其特征在于，所述换热管(1)外壁与所述管板(2)根部孔之间的间隙为0～0.5mm。
7.根据权利要求6所述的管板与换热管封口焊坡口形式，其特征在于，所述间隙g为0.05mm～0.2mm。
8.根据权利要求1-7任一项所述的管板与换热管封口焊坡口形式，其特征在于，坡口宽度b小于管桥桥距q的一半。
9.根据权利要求8所述的管板与换热管封口焊坡口形式，其特征在于，2mm≤b≤(q/2-1)mm。
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| CN202021688554.2U CN213105187U (zh) | 2020-08-13 | 2020-08-13 | 一种管板与换热管封口焊坡口形式 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115091117A (zh) * | 2022-05-23 | 2022-09-23 | 中冶焦耐(大连)工程技术有限公司 | 一种换热器换热管的封堵方法 |
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- 2020-08-13 CN CN202021688554.2U patent/CN213105187U/zh active Active
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