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换热管与管板连接：先胀后焊和先焊后胀

文摘   2024-11-23 16:53   甘肃  

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在热交换器等设备的制造过程中，“先胀后焊” 和 “先焊后胀” 是两种不同的加工顺序，它们存在以下区别：

一、加工顺序及原理

  1. 先胀后焊
    2. 首先进行胀接。胀接是利用胀管器使管子产生塑性变形，同时管板孔壁产生弹性变形，将管子与管板紧密连接在一起。胀接后管子与管板之间有较好的贴合度。然后再进行焊接，通过焊接进一步加强管子和管板之间的连接强度，同时可以密封胀接后可能存在的微小缝隙。
  2. 先焊后胀
    3. 先将管子和管板进行焊接，形成牢固的连接。焊接主要是通过熔合金属来实现连接，能提供较高的强度。之后再进行胀接，胀接的目的是为了消除焊接过程中可能产生的应力集中，同时进一步增强管子和管板之间的密封性，使管子和管板的连接更加紧密。

二、连接质量方面

  1. 密封性
    2. 先胀后焊：胀接过程可以预先填补管子和管板之间的间隙，减少焊接时产生气孔等缺陷的可能性，对提高密封性有一定帮助。不过，如果胀接后表面有油污等杂质没有清理干净，可能会影响焊接质量，进而影响密封性。
    先焊后胀：焊接后的胀接能够对焊接部位进行一定程度的校形，使管子和管板的贴合更加紧密，有效消除焊接热影响区可能产生的微小裂纹等缺陷，增强密封性。但如果焊接质量差，出现严重的焊接缺陷，胀接可能无法完全弥补这些缺陷对密封性的影响。
  2. 连接强度
    3. 先胀后焊：胀接可以使管子和管板之间有一定的预紧力，在焊接时能更好地保证管子和管板的相对位置，使焊接应力分布更加均匀，有助于提高连接强度。而且胀接后的贴合面为焊接提供了良好的基础，使焊接熔池能够更好地填充，增强焊缝质量，从而提高整体连接强度。
    先焊后胀：焊接本身提供了较高的连接强度，将管子和管板牢固地连接在一起。胀接在焊接后进行，主要是对焊接连接进行补充强化，进一步提高连接强度。但是，如果胀接操作不当，可能会对焊接部位产生损伤，例如过度胀接可能会导致焊缝开裂，降低连接强度。

三、应力分布情况

  1. 先胀后焊
    2. 胀接过程会产生一定的残余应力，焊接时，由于热输入，会在已胀接的部位产生新的热应力。这两种应力相互叠加，如果控制不好，可能会导致较大的残余应力集中，对设备的长期使用性能产生不利影响，如引起疲劳裂纹等。
  2. 先焊后胀
    3. 焊接产生的热应力主要集中在焊缝及其热影响区。胀接过程可以在一定程度上对焊接应力进行释放和重新分布，使管子和管板连接部位的应力分布更加均匀，有利于减少应力集中，提高设备的抗疲劳性能。

四、适用范围

  1. 先胀后焊
    2. 适用于对密封性要求极高，且管子和管板材料的焊接性能较好的情况。例如一些小型的高精度热交换器，在胀接能够保证良好贴合的基础上，通过焊接进一步确保密封性和连接强度。
  2. 先焊后胀
    3. 适用于承受较大压力和振动载荷的设备。通过先焊接保证基本的连接强度，再利用胀接来优化应力分布和提高密封性，如大型的化工装置中的热交换设备，能够在复杂的工况下保证可靠的运行。

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