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北京亿丰上达节能设备有限公司
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浅析换热器管板焊接变形的原因与控制

在化工生产中，经常要求在各种不同的条件下进行热量交换，换热为化工最基本的单元操作。换热器是化工厂中重要的化工设备之一，约占设备投资的20%~40%。换热器完好与否对化工生产影响巨大。

1.变形原因分析
焊接后密封面变形多为不规则的波浪状，一般偏差为1~3mm，****偏差为5mm。产生这种变形的根本原因是构件在焊接过程中，温度分布极不均匀，焊缝处及焊缝的焊接侧为高温区域，冷却后产生的收缩量大，而低温区域收缩量小，这种不平衡导致了管板形状的改变，形状改变的大小与具体结构、焊缝的位置和焊缝本身的收缩量有关。

1.1管束焊接时热输入不均匀导致的变形在以往管束焊接的过程中，焊工操作时从一端向另一端顺序施焊，从而使管板局部受热严重，焊接区温度较高，待焊接区温度较低，这样由焊接引起的横向收缩变形和纵向收缩变形导致了管板的挠曲变形。

1.2管板与壳体焊接时引起的角变形管板与壳体焊接时，由于焊缝的横向收缩导致了角变形，其变形量与板厚、焊缝尺寸和焊接线能量等有关，这是使密封面变形的主要因素。

1.2.1当管板较薄、刚性比筒体小时，在横向收缩应力作用下，较容易产生角变形。

1.2.2当对接间隙、坡口角度、焊角尺寸过大时，使得焊缝横截面积增大，所需焊接线能量也随之增高，焊接线能量增加后，受热点的热膨胀加剧，热膨胀的金属由于受到附近温度较低区金属阻碍面的挤压，产生压缩并发生塑性变形。同时由于焊接面的温度高于背面，焊接面产生的压缩塑性变形大于背面，有时背面甚至在弯矩作用下可能产生拉伸塑性变形，因此在冷却后会发生较大的角变形。

2.加工工艺的改进及控制要点

基于以上原因的分析，我们采取了以下的措施：

2.1减小坡口角度和熔敷金属量管板焊接时，在保证焊透及焊接强度的前提下，尽量减小坡口角度和熔敷金属量，以限制热量过多的输入。

2.2采用较小的焊接线能量来降低热输入在满足要求的前提下，工艺上尽量采用较小的焊接线能量，以降低热输入，这样可有效减小变形量。经过多次实践验证，在焊接低碳钢及合金钢时，在有条件的情况下，管束采用氩弧焊效果更好，因为其能量集中，热输入少，热影响区小，从而使变形的因素减少。

时间：2015-12-1