20鋼/16Mn鋼換熱器管-板焊接工藝研究

　　摘 要：本文通過對20#鋼與16MnR異種材質換熱器管，焊接中常見的問題，進行了分析并提出解決措施。根據GB151-1999標準選擇合理的焊接坡口與換熱管伸出長度，結合實際生產情況，經過不斷試驗，制定合理的焊接規范。
　　關鍵詞：20#鋼換熱管 16MnR焊接工藝評定 手工電弧焊 焊接接頭
　　中圖分類號：TG44 文獻標志碼：A 文章編號：1672-3791(2011)04(a)-0000-01
　　
　　換熱器是化工生產中的重要設備，尤其是管殼式換熱器，因其結構堅固，適應性強，清理維修方便，制造工藝成熟等優點，成為主要的化工換熱設備，而碳鋼換熱器因其投資成木低，制作工藝簡單被化工企業所青睞。在換熱器的生產過程中，經常遇到換熱管材質為20#碳素鋼管需要與16MnR低合金鋼管板進行焊接的情況。根據GB151標準，焊縫的焊角高度必須不小于1.4倍的管壁厚，即為2.8mm。但是在實際生產中，如果在裝配和焊接過程中出現偏差，焊接時很容易產生缺陷，影響產品質量。
　　管板與換熱管焊接中常見的質量問題
　　由于異種鋼焊接接頭的化學成分不均勻性及由此引起的組織和力學性能、界面組織的不穩定性以及應力變形的復雜性等。只有在掌握異種鋼的焊接特點和規律的基礎上，才能制定正確的焊接工藝，保證焊接質量。而20與16MnR形成焊縫的化學成分、物理性能與母材均有不同，焊接時必須采取一定的焊接工藝才能獲得滿足要求的焊接接頭。在制定焊接工藝時，要根據實際生產條件選擇焊接方法、焊接材料、焊接工藝參數并采取相應措施。
　　鐵銹、氧化皮清理不干凈
　　碳索鋼換熱管管端外表面應除銹，用于焊接時，管端清理長度應不小于管外徑，且不小于25mm，用于脹接時，管端應呈現金屬光澤，其長度不小于二倍的管板厚度。制作中經常出現換熱管管端不除銹、除銹不干凈或除銹長度偏短等等。GB151-1999中只規定了換熱器除銹，其實16Mn鍛管板和碳鋼折流板在金加工后靜置一、二天后就生銹，組裝前往往忽視管板和折流板除銹，組裝后不清理換熱管端和管板端面直接點焊。
　　管板孔坡口深度不足
　　國標GB151-1999中規定，Ф25換熱器管板坡口深度L3不得小于2mm，而實際制作中有時沒有坡口，或開的坡口較淺，未達到2mm以上。
　　換熱管伸出長度不符合規定
　　換熱管最小伸出長度，按標準規定Ф25換熱管應不小于1.5 mm，壓力較高時不小于2.5mm。由于制作時換熱管尺寸定位不準、下料時換熱管沒有完全放人定位槽、殼體長度尺寸不準等等，使得組裝后的換熱管伸出尺寸長短參差不齊。
　　預防措施
　　徹底清理管端、管板、折流板鐵銹和氧化皮
　　①用于焊接時換熱管端清理長度大于25