换热管-管板坡口不能太深，而且常用V口并不十分理想

本文整理自：朱志刚. 换热器管子-管板焊接现状和改进方法[J].化工设备与管道, 2021,58(1).

管子-管板微小坡口的焊接，既要保证坡口根部完全焊透，又不能焊穿管壁，还要满足强度所需。

若为了满足管子-管板的焊缝强度，盲目加大坡口的深度h，反而增加了焊接的难度和产生未焊透的可能，如下所图红圈处所示。

管子-管板接头及坡口设计，在满足焊缝强度的情况下选用最小的坡口深度 h。文献以一台冷凝器钛管子-管板焊接为例，管板16Mn+TA1，管子SB-338 Gr.2，φ19.05mm×1.245  mm，设计图纸坡口接头如下方左图所示。由于钛管子直径小，壁厚很薄，很难在不熔穿管壁的情况下把根部熔透，因为当电流增大到一定值时，熔池把管壁焊穿了而根部却没有焊透。特别是根部加丝焊时更是无法焊透。

GB/T 151—2014《热交换器》的6.6.2.3条要求，管子-管板强度焊的焊缝高度l≥管壁厚度t，且满足拉脱力要求。焊缝高度l =坡口深度h +焊脚高度K，在满足拉脱力和强度的情况下，焊缝高度l应取最小值。优化后把坡口深度改为1 mm，见下方右边的那图。这样管子-管板强度焊在满足强度的情况下，减小了坡口深度从而保证了焊接质量。

坡口型式也是影响管子-管板焊接的一个重要因素。按照管子-管板常规设计，管板坡口常常设计为V型，α=45°。V型坡口的缺点是根部不容易焊透（特别是坡口深度h≥2mm时），焊缝根部应力较大。根据众多产品的实际案例，采用J型坡口，能有效提高焊缝的焊透性，从而大大提高管子-管板焊接质量。另外，采用U型坡口是保证根部焊透的有效方法。