一种板翅式反应器的焊接结构制造技术

本发明专利技术公开了一种板翅式反应器的焊接结构，包括交替设置的隔板和翅片及多个封条，封条为横边和竖边构成的带榫槽结构的T字形结构，横边左右侧分别设置有凹槽和凸榫，相邻两个横边通过凹槽和凸榫嵌接，横边下侧的竖边搭接在相邻的两个隔板之间，竖边底部与翅片接触，左右侧与隔板之间设置有钎料，横边与焊接封头接触，焊接封头与封条之间为熔化焊缝；本专利通过带榫槽结构的T字形封条进行焊接结构设计，能够有效避免真空钎焊板翅式反应器封条与封头熔化焊接时钎焊缝沿封头方向开裂的问题，提高焊接质量及生产效率。提高焊接质量及生产效率。提高焊接质量及生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种板翅式反应器的焊接结构


[0001]本专利技术涉及一种焊接结构，尤其是涉及一种真空钎焊板翅式反应器封条与封头的焊接结构。

技术介绍

[0002]板翅式换热器芯体由隔板、封条及翅片依次堆叠而成，在隔板与封条、隔板与翅片之间通常放置有非晶态薄带钎料或膏状钎料，在真空炉中压实钎焊为一体。因具有结构紧凑、换热面积大、换热效率高等优点，在工程中得到了广泛的应用。
[0003]基于板翅式换热器的板翅式反应器，在翅片之间装填有催化剂，在不同流道之间发生热量耦合反应。由于反应温度和压强较高，反应器材料选用奥氏体不锈钢材质，钎料选用高温镍基钎料。镍基钎料具有抗氧化、钎焊接头强度较高、耐腐蚀等优点，具有的良好的高温性能，目前较为常见的镍基钎料主要是 Ni
‑
Cr
‑
Si 系和 Ni
‑
Cr
‑
B
‑
Si 系钎料。其中Si 和 B 的主要作用是能够降低钎料的熔点，但是这两种合金元素在钎焊过程中较易形成脆性化合物，使得钎焊缝韧性降低，存在产生焊接裂纹的风险。
[0004]在现有的板翅式反应器焊接结构中，芯体钎焊完毕后采用熔化焊方法焊接封头，封头的方向与钎焊缝方向垂直，熔化焊焊缝会对已有的钎焊缝产生破坏，具体表现为：熔化焊与钎焊直接接触，瞬时高温使钎焊缝发生局部熔化，钎焊缝冷却后可能产生未熔合，引起介质泄露；镍基钎料中的Si以及B元素形成的脆性化合物在熔化焊产生的热应力影响下，易沿钎焊缝方向产生裂纹，同时这两种元素也会对熔化焊缝质量造成不利影响。
[0005]通常采取的解决方法为，在沿钎焊缝方向，使用熔化焊补焊，存在的问题是：一方面，在补焊过程中，脆性裂纹往往会随着熔化焊缝而不断延伸，导致补焊焊缝随之延长，焊接工作量大，生产加工成本高；另一方面，在补焊的止点位置，亦为熔化焊缝与钎焊缝的交接点，原有的钎焊缝受到高温影响可能产生未熔合、气孔等内部缺陷，在反应器运行过程中，存在进一步开裂的风险，降低了反应器的可靠性。

技术实现思路

[0006]为解决
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术提供一种真空钎焊板翅式反应器封条与封头的焊接结构，以避免真空钎焊板翅式反应器芯体中封条与封头熔化焊接时钎焊缝沿封头方向开裂的问题。
[0007]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种板翅式反应器的焊接结构，包括交替设置的隔板和翅片，以及与隔板连接的封条，所述的封条有多个，封条为横边和竖边构成的带榫槽结构的T字形结构，所述的横边左右侧分别设置有凹槽和凸榫，相邻两个横边通过凹槽和凸榫嵌接，所述的横边下侧的竖边搭接在相邻的两个隔板之间，竖边底部与翅片接触，竖边左右侧与隔板之间设置有钎料，封条远离翅片一侧的横边与焊接封头接触，焊接封头与封条之间为熔化焊缝。
[0008]所述的一种板翅式反应器的焊接结构，其钎料为非晶态薄带钎料或膏状钎料。
[0009]所述的一种板翅式反应器的焊接结构，其钎料优选材质为BNi2，厚度为80～120um。
[0010]所述的一种板翅式反应器的焊接结构，其横边优选的高度范围3～5mm，竖边优选的高度范围8～16mm。
[0011]所述的一种板翅式反应器的焊接结构，其凹槽为燕尾槽，亦可为其他结构的榫槽。优选的燕尾槽内竖边与斜边夹角范围40～60
°
，竖边高度范围1～2mm。
[0012]所述的一种板翅式反应器的焊接结构，其焊接封头和封条材料为奥氏体不锈钢，包括304与316，通过氩弧焊或激光焊焊接为整体。
[0013]所述的一种板翅式反应器的焊接结构，其隔板为厚度均匀的奥氏体不锈钢平板。
[0014]所述的一种板翅式反应器的焊接结构，其翅片为几字形截面翅片，通常使用模具冲压而成，为增强传热，翅片可冲有小孔，优选材质为奥氏体不锈钢或无氧铜。
[0015]本专利技术的有益效果是：1，T字形结构封条相比于常用的I字形结构，通过横边将熔化焊缝与钎焊缝隔开，从而降低高温对钎焊缝的影响。
[0016]2，封条左右侧的榫槽结构，可以有效避免钎料沿接触面扩展到封条外表面，降低Si和B元素形成的脆性化合物对熔化焊和钎焊缝的不利影响。
[0017]3，通过本专利焊接结构设计，能够有效避免封条与封头熔化焊接时钎焊缝沿封头方向开裂的问题，提高生产效率，降低生产成本。
附图说明
[0018]图1是本专利技术的焊接结构示意图；图2是本专利技术带榫槽结构的T字形封条结构示意图。
[0019]各附图标记为：1—焊接封头，2—封条，21—凹槽，22—横边，23—凸榫，24—竖边，3—钎料，4—熔化焊缝，5—隔板，6—翅片。
具体实施方式
[0020]为进一步说明本专利技术的目的和技术方案，下面将结合附图的具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。以下实施例仅用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限定。
[0021]参照图1、图2所示，本专利技术公开的一种板翅式反应器的焊接结构，包括交替设置的隔板5和翅片6，以及与隔板5连接的封条2，封条2与封条2之间为隔板5，隔板5与隔板5之间为翅片6，封条2、隔板5、翅片6以及钎料3通过真空钎焊构成反应器芯体，隔板5为厚度均匀的奥氏体不锈钢平板，所述的封条2有多个，封条2为横边22和竖边24构成的带榫槽结构的T字形结构，所述的横边22左右侧分别设置有凹槽21和凸榫23，相邻两个横边22通过凹槽2和凸榫23嵌接，带榫槽结构的T字形封条2相比于传统的I字形封条，由横边22和竖边24构成T字形，横边22优选的的高度范围3～5mm，竖边24优选的高度范围8～16mm，凹槽21为燕尾槽，亦可为其他结构的榫槽，优选的燕尾槽内竖边与斜边夹角范围40～60
°
，竖边高度范围1～2mm，横边22下侧的竖边24搭接在相邻的两个隔板5之间，竖边24底部与翅片6接触，翅片6为几字形截面翅片，通常使用模具冲压而成，为增强传热，翅片可冲有小孔，优选材质为奥氏体不锈钢或无氧铜，竖边24左右侧与隔板5之间设置有钎料3，封条2远离翅片6一侧的横边
22与焊接封头1接触，焊接封头1与芯体的封条2之间为熔化焊缝4。
[0022]其中钎料3为非晶态薄带钎料或膏状钎料，优选材质为BNi2，厚度为80～120um，所述的焊接封头1和封条2材料为奥氏体不锈钢，包括304与316，通过氩弧焊或激光焊焊接为整体，为介质提供流动通道，熔化焊缝横贯横边22上侧。
[0023]装配和焊接顺序如下：先在隔板5上均匀放置BNi2材质非晶态薄带钎料3或膏状钎料3，再在钎料3上放置翅片6以及T字形封条2，继续在T字形封条2的竖边24及翅片6侧均匀放置钎料3，从而组成一个基本单元，根据设计要求，依次叠加数个基本单元，组成板翅式反应器芯体。
[0024]使用专用夹具，在芯体上施加5～8MPa压力，夹紧之后，芯体连同夹具一并放入真空钎焊炉中钎焊，采用分步加热的方式，最高焊接温度约1040℃，之后随炉冷却之30～50℃出炉，芯体钎焊完成。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种板翅式反应器的焊接结构，包括交替设置的隔板（5）和翅片（6），以及与隔板（5）连接的封条（2），其特征在于：所述的封条（2）有多个，封条（2）为横边（22）和竖边（24）构成的T字形结构，所述的横边（22）左右侧分别设置有凹槽（21）和凸榫（23），相邻两个横边（22）通过凹槽（21）和凸榫（23）嵌接，所述的竖边（24）搭接在相邻的两个隔板（5）之间，竖边（24）底部与翅片（6）接触，竖边（24）左右侧与隔板（5）之间设置有钎料（3），横边（22）与焊接封头（1）接触，焊接封头（1）与封条（2）之间为熔化焊缝（4）。2.根据权利要求1所述的一种板翅式反应器的焊接结构，其特征在于，所述的钎料（3）为非晶态薄带钎料或膏状钎料。3.根据权利要求2所述的一种板翅式反应器的焊接结构，其特征在于，所述的钎料（3）材质为BNi2，厚度为8...

【专利技术属性】
技术研发人员：张浩，马骏驰，张立伟，张嘉，程臣，
申请(专利权)人：中国人民解放军九三一八四部队，
类型：发明
国别省市：