
管子-管板微小坡口的焊接,既要保證坡口根部焊透,又不能焊穿管壁,還要滿足強度所需。若為了滿足管子-管板的焊縫強度,盲目加大坡口的深度h,反而增加了焊接的難度和產生未焊透的可能。
管子-管板接頭及坡口設計,在滿足焊縫強度的情況下選用最小的坡口深度 h。文獻以一臺冷凝器鈦管子-管板焊接為例,管板16Mn+TA1,管子SB-338 Gr.2,φ19.05mm×1.245 mm,設計圖紙坡口接頭如下方左圖所示。由于鈦管子直徑小,壁厚很薄,很難在不熔穿管壁的情況下把根部熔透,因為當電流增大到一定值時,熔池把管壁焊穿了而根部卻沒有焊透。特別是根部加絲焊時更是無法焊透。GB/T 151—2014《熱交換器》的6.6.2.3條要求,管子-管板強度焊的焊縫高度l≥管壁厚度t,且滿足拉脫力要求。焊縫高度l =坡口深度h +焊腳高度K,在滿足拉脫力和強度的情況下,焊縫高度l應取最小值。優化后把坡口深度改為1 mm,見下方右邊的那圖。這樣管子-管板強度焊在滿足強度的情況下,減小了坡口深度從而保證了焊接質量。坡口型式也是影響管子-管板焊接的一個重要因素。按照管子-管板常規設計,管板坡口常常設計為V型,α=45°。V型坡口的缺點是根部不容易焊透(特別是坡口深度h≥2mm時),焊縫根部應力較大。根據眾多產品的實際案例,采用J型坡口,能有效提高焊縫的焊透性,從而大大提高管子-管板焊接質量。另外,采用U型坡口是保證根部焊透的有效方法。