CN217716100U - 一种换热管与管板的焊接结构及空冷器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于深孔焊接技术领域，具体公开了一种换热管与管板的焊接结构及空冷器，该焊接结构的换热管插接于管板的管孔内，所述换热管端部与所述管板侧面齐平；其中，所述管孔上设有第一坡口，所述换热管端部外侧设有第二坡口，所述第一坡口和第二坡口的根部对齐，形成双边坡口，所述双边坡口内为填充金属。该空冷器为箱体式空冷器，包括上述换热管与管板的焊接结构。该焊接结构在换热管与管板两侧均开坡口，且两侧坡口根部对齐，在现有极限坡口角度下进一步扩大了坡口尺寸，使焊缝根部可更好的暴露在电弧之下，确保完全熔合焊透，该焊接结构可由手工焊条电弧焊施焊获得，结构简单，焊缝质量高。

Description

一种换热管与管板的焊接结构及空冷器

技术领域

本实用新型涉及深孔焊接技术领域，具体涉及一种换热管与管板的焊接结构及空冷器。

背景技术

箱体式空冷器（如图1所示）由于结构和设计要求等因素的限制，其换热管（如翅片管）与管板间管头的焊接，只能采用深孔焊，焊枪必须通过丝堵小孔（管孔直径比换热管直径略大）横穿管箱内腔深入管板孔内进行内角焊缝焊接。该换热管与管板的焊接连接是箱体式空冷器制造中的重要环节。

换热管与管板进行焊接时，常在管板侧开坡口形成焊缝进行焊接，目前的坡口结构需要采用钨极氩弧焊工艺才能获得满足质量要求的焊缝，且需采用专门的自动深孔TIG（Tungsten Inert Gas）焊机焊接进行焊接。自动深孔TIG焊机存在设备昂贵，装配要求极高，焊接准备时间较长，难以广泛应用等问题。此外，手工钨极氩弧焊方法，因枪头无法伸入丝堵孔，而无法进行该深孔焊操作；此外，现有的手工焊条电弧焊在焊接管头（换热管与管板）时又存在焊缝根部未熔合、未焊透等缺陷。

实用新型内容

针对上述现有技术存在的不足，本实用新型提供了一种换热管与管板的焊接结构及空冷器，该焊接结构在换热管与管板两侧均开坡口，且两侧坡口根部对齐，在现有极限坡口角度下进一步扩大了坡口尺寸，使焊缝根部可更好的暴露在电弧之下，该焊接结构可由手工焊条电弧焊施焊获得，结构简单，焊接质量高。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种换热管与管板的焊接结构，其特征在于，所述换热管插接于所述管板的管孔内，所述换热管端部与所述管板侧面齐平；

其中，所述管孔上设有第一坡口，所述换热管端部外侧设有第二坡口，所述第一坡口和第二坡口的根部对齐，形成双边坡口，所述双边坡口内为填充金属。

在本申请的一种实施例中，所述第一坡口和第二坡口均为单V坡口，且所述第一坡口的角度大于或等于所述第二坡口的角度。

在本申请的一种实施例中，所述第一坡口的角度为45°~85°；

所述第二坡口的角度为30°~45°。

在本申请的一种实施例中，所述第一坡口的角度为75°~80°；

所述第二坡口的角度为35°~45°。

在本申请的一种实施例中，所述第一坡口和第二坡口均为半U型坡口，所述双边坡口为U型坡口。

在本申请的一种实施例中，所述双边坡口的深度大于或等于所述换热管的壁厚，且所述双边坡口的深度≥2.0mm。

在本申请的一种实施例中，所述填充金属包括至少两道焊层。

在本申请的一种实施例中，当所述填充金属为两道焊层时，打底焊层厚度小于盖面层焊层的厚度。

在本申请的一种实施例中，所述填充金属的厚度大于所述双边坡口的深度。

一种空冷器，所述空冷器为箱体式空冷器，包括如以上任一项所述的换热管与管板的焊接结构。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的换热管与管板的焊接结构，在管板的管孔和换热管的端部均开坡口，且两侧的坡口根部对齐，形成对接的双边坡口，既突破了现有空冷器中单边坡口的极限角度，将管板和换热管的焊缝根部更好的暴露在电弧之下，又将现有的角焊缝改为了类Y型的对接焊缝，该焊接结构可应用于箱体式空冷器中换热管与管板的焊接，且可采用手工焊条电弧焊经“半盲式”方式施焊获得，焊接设备投入少，焊接难度适中。该焊接结构简单，能有效解决焊缝根部难以完全熔合焊透的问题，获得的焊缝质量高，泄漏率在3%以下，抗拉脱力强。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为箱体式空冷器的结构示意图。

图2为本申请中换热管与管板的焊接结构示意图。

附图标记：

1、换热管；

2、管板；21、管孔；

3、双边坡口；30、填充金属；31、第一坡口；32、第二坡口。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。

下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

如图2所示，本实用新型实施例提供了一种换热管与管板的焊接结构，管板2上设有若干管孔21，该换热管1一一对应插接于管板2的管孔21内，换热管1端部与管板2的侧面齐平。

其中，管孔21与换热管1端部对应的端侧设有环向的第一坡口31，换热管1的端部外侧壁设有环向的第二坡口32。第一坡口31和第二坡口32相对应，坡口根部对应齐平。第一坡口31和第二坡口32对应形成双边坡口3，双边坡口3内为经焊条电弧焊形成的填充金属30。

在一种实施方式中，该第一坡口31和第二坡口32均为单V坡口，对应形成的双边坡口3则为双边大V型坡口，即形成了类Y型的对接焊缝。

该双边坡口3的角度则为第一坡口31和第二坡口32的角度之和，换热管1与管孔21之间的距离小于等于0.15mm。其中，管板2上的第一坡口31的角度设置应大于或等于换热管1端部的第二坡口32的角度。

具体地，管板2上第一坡口31的角度设置范围为45°~85°，优选为75°~80°。

换热管1端部的第二坡口32的角度设置范围为30°~45°，优选为35°~45°。可更好的确保焊缝根部完全熔合焊透，焊条熔渣和气体能浮至表面和排出。

另一种实施方式中，管板2上的第一坡口31和换热管1端部的第二坡口32为相适配对应的半U型坡口。相应的，第一坡口31和第二坡口32对应形成的双边坡口3则为U型坡口（图中未示出）。

双边坡口3的深度应大于或等于换热管1的壁厚，且双边坡口3的深度小于管板2的厚度。优选双边坡口3的深度≥2.0mm，且第二坡口32的开口宽度与换热管1的壁厚相等。一种实时方式中，管板2的厚度为36mm，换热管1的规格为ф19×2.0mm。

填充金属30即为焊条经电弧焊与第一坡口31和第二坡口32熔融形成的填充物。填充金属30包括至少两道焊层，即由至少两道焊接工序焊接而成。打底焊层的厚度应尽可能的偏薄，以确保焊缝根部更好的熔合焊透。当填充金属30为两道焊层时，打底焊层的厚度小于盖面层焊层的厚度。

填充金属30的厚度应大于双半坡口3的深度，即突出于双边坡口3的开口外，使焊缝部位更加牢固稳定，具有更强的抗拉脱力。

本实施例还提供了一种空冷器，如图1所示，该空冷器为箱体式空冷器，包括以上描述的换热管与管板的焊接结构，该焊接结构经手工焊条电弧焊焊接而成。具体地，焊条从空冷器端部箱体上的丝堵孔进入，横穿箱体，伸入双边坡口3，然后电弧由丝堵孔进入对焊条及双边坡口3进行焊接。

综上，本实施例的换热管与管板的焊接结构，在管板2的管孔21和换热管1的端部均开坡口，且两侧的坡口根部对齐，形成对接的双边坡口3。该双边坡口3既突破了现有空冷器中单边坡口的极限角度，将管板2和换热管1的焊缝根部更好的暴露在电弧之下，使焊渣和气泡更容易上浮外溢；又将现有的角焊缝改为了类Y型的对接焊缝，更易施焊，焊缝结构更稳定。该焊接结构可应用于箱体式空冷器中换热管1与管板2的焊接，且可采用手工焊条电弧焊经“半盲式”方式施焊获得，焊接设备投入少，焊接难度适中。

该焊接结构在换热管1侧开设第二坡口32，使换热管1壁在焊接前被削薄，在焊接过程中可省下电弧熔化管壁的热量，使得电弧可更好的熔合焊缝根部，降低焊缝根部的缺陷率。该焊接结构简单，能有效解决焊缝根部难以完全熔合焊透的问题，获得的焊缝质量高，泄漏率在3%以下，且管头强度大，抗拉脱力强，维修率和返修率低。

Claims (10)

1.一种换热管与管板的焊接结构，其特征在于，所述换热管（1）插接于所述管板（2）的管孔（21）内，所述换热管（1）端部与所述管板（2）侧面齐平；

其中，所述管孔（21）上设有第一坡口（31），所述换热管（1）端部外侧设有第二坡口（32），所述第一坡口（31）和第二坡口（32）的根部对齐，形成双边坡口（3），所述双边坡口（3）内为填充金属（30）。

2.根据权利要求1所述的换热管与管板的焊接结构，其特征在于，所述第一坡口（31）和第二坡口（32）均为单V坡口，且所述第一坡口（31）的角度大于或等于所述第二坡口（32）的角度。

3.根据权利要求2所述的换热管与管板的焊接结构，其特征在于：

所述第一坡口（31）的角度为45°~85°；

所述第二坡口（32）的角度为30°~45°。

4.根据权利要求3所述的换热管与管板的焊接结构，其特征在于：

所述第一坡口（31）的角度为75°~80°；

所述第二坡口（32）的角度为35°~45°。

5.根据权利要求1所述的换热管与管板的焊接结构，其特征在于，所述第一坡口（31）和第二坡口（32）均为半U型坡口，所述双边坡口（3）为U型坡口。

6.根据权利要求1所述的换热管与管板的焊接结构，其特征在于，所述双边坡口（3）的深度大于或等于所述换热管（1）的壁厚，且所述双边坡口（3）的深度≥2.0mm。

7.根据权利要求1所述的换热管与管板的焊接结构，其特征在于，所述填充金属（30）包括至少两道焊层。

8.根据权利要求7所述的换热管与管板的焊接结构，其特征在于，当所述填充金属（30）为两道焊层时，打底焊层厚度小于盖面层焊层的厚度。

9.根据权利要求1或7所述的换热管与管板的焊接结构，其特征在于，所述填充金属（30）的厚度大于所述双边坡口（3）的深度。

10.一种空冷器，其特征在于，所述空冷器为箱体式空冷器，包括如权利要求1至9任一项所述的换热管与管板的焊接结构。

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