參考文獻(xiàn)：倪丞舜. 換熱管與管板焊接結(jié)構(gòu)的比較和選擇. 化工裝備技術(shù), 2007, 28(1)

無(wú)論是在強(qiáng)度焊，還是在密封焊中，換熱管與管板的焊縫都起到了隔離管、殼程介質(zhì)的作用。此焊縫承受的載荷包括溫度、壓差、流體的沖蝕等引起的機(jī)械、熱力載荷，及介質(zhì)的腐蝕性。

目前，換熱管與管板的焊接結(jié)構(gòu)可分為正面、背面形成焊縫兩類。選擇哪種結(jié)構(gòu)，需要看具體的使用條件，即是否存在間隙腐蝕（換熱管與管板管孔的間隙），以及換熱管和管板的材料的加工機(jī)械性能，焊接冶金性能，并結(jié)合加工裝備和技術(shù)能力綜合考慮。

一 管板正面形成焊縫

與背面焊相比，正面焊加工和焊接引對(duì)簡(jiǎn)便，但無(wú)論是脹還是不脹，正面焊焊后都有焊縫根部的應(yīng)力集中問(wèn)題，并且換熱管與管板管孔間隙無(wú)法完全消除，存在間隙腐蝕的條件。

GB/T1516.6.2.2 圖6-19

GB/T151附錄H 圖H.1

如上面兩個(gè)截圖所示，“正面形成焊縫”又可以分為：

1. 正面角焊縫式

見(jiàn)GB/T151 6.6.2.2中的圖6-19，這是最常用的形式。

換熱管管端伸出管板，可形成各種焊腳高度尺寸的焊縫。這個(gè)焊腳尺寸需要強(qiáng)度校核的，這種型式便于計(jì)算不過(guò)時(shí)調(diào)整。

這種結(jié)構(gòu)手工焊和自動(dòng)焊均可。多道焊時(shí)，在完成打底焊后可進(jìn)行目測(cè)檢查和PT，以控制根部焊縫質(zhì)量。

另外，這種結(jié)構(gòu)在制造時(shí)可預(yù)先將管端伸出管板足夠長(zhǎng)，待焊接完成后，可對(duì)整個(gè)管板的管口端部進(jìn)行機(jī)械加工，使所有管口端面在同一水平面上。對(duì)于生產(chǎn)工藝上要求管內(nèi)壁形成均勻液膜立式安裝的換熱器、冷凝器，可采用這種結(jié)構(gòu)。

不過(guò)，這種角焊縫的缺點(diǎn)在于，由于管端突出，比起入口圓滑的換熱管與管板平齊、換熱管端下沉的結(jié)構(gòu)，它會(huì)產(chǎn)生較大的入口斷面收縮率（參考文獻(xiàn)如此，個(gè)人不太理解），在管口可能存在介質(zhì)沖蝕。

2. 平齊式

見(jiàn)GB/T151 附錄H圖H.1 a）

平齊式結(jié)構(gòu)，加工成本是最低的，手工焊和自動(dòng)焊均可。

這種形式通常用于換熱管較薄的設(shè)備，在薄壁不銹鋼和鈦管冷凝器，Inconel合金（鎳基合金的一種）管蒸汽發(fā)生器、蒸發(fā)器和其他低壓換熱器應(yīng)用的較多。

3. 管板正面開(kāi)槽式

見(jiàn)GB/T151 附錄H圖H.1 b）

管板正面開(kāi)槽通常是焊前開(kāi)槽，而焊后開(kāi)槽加工難度大，只有在可能發(fā)生焊接熱疲勞導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失效的情況才會(huì)考慮。

焊前開(kāi)槽可改善焊接時(shí)的散熱，有效降低焊接拘束應(yīng)力?？山鉀Q導(dǎo)熱性良好的材料，如鋁或銅等，換熱管和管板接頭容易產(chǎn)生未熔合、未熔透、夾渣等缺陷的問(wèn)題。

對(duì)于復(fù)合管板，應(yīng)注意開(kāi)槽時(shí)覆層中存在的熔渣或氣孔等問(wèn)題。

4. 管端下沉式

見(jiàn)GB/T151 附錄H圖H.1 c）、d）、e），

這種結(jié)構(gòu)，管口端部低于管板正面，適用于薄壁換熱管。與平齊式相比，焊接質(zhì)量較容易控制，管孔加工和焊縫返修都容易進(jìn)行。而這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于，管口處可形成圓滑入口，最低限度減少?zèng)_蝕。

二 管板背面形成焊縫(內(nèi)孔焊)

與正面焊相比，背面焊的管端和管孔加工較為復(fù)雜，且對(duì)組裝要求相當(dāng)高，焊接困難，結(jié)構(gòu)上的可焊性差。而背面焊的優(yōu)點(diǎn)在于，徹底消除了產(chǎn)生間隙腐蝕的可能性，是防止間隙腐蝕最為有效的結(jié)構(gòu)。

GB/T151圖6-22

上圖中a）結(jié)構(gòu)為對(duì)接式深內(nèi)孔焊，焊后可進(jìn)行渦流探傷和射線探傷，焊縫質(zhì)量可控。另外，這種結(jié)構(gòu)與正面焊相比，換熱管相對(duì)較短、管孔相對(duì)較小，且換熱管與管孔間不存在間隙。并且因?yàn)橛袀€(gè)小凸臺(tái)，增加了焊接接頭的柔性，焊縫能承受更大的交變溫度變化，并且接頭在焊后無(wú)應(yīng)力集中。

但這種結(jié)構(gòu)焊接較為困難，并只能“盲焊”，焊完一根，探傷一根，試壓查漏一根，而且凸臺(tái)的加工也較為困難。所以，制造周期長(zhǎng)，加工成本高，這種結(jié)構(gòu)只用于對(duì)泄漏要求極其嚴(yán)格的特殊場(chǎng)合。

上圖中b）為開(kāi)槽結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)參考正面開(kāi)槽式。

而c）、d)的加工、組裝、焊接都較為困難，很少采用，具體的評(píng)述可參考文獻(xiàn)。