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1. 研究目的与意义（文献综述）
换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器，是广泛应用于汽车、航空、动力、食品、医药、制冷、轻工、冶金、石化等工业行业的一种通用设备[1]。管壳式换热器与其它类型换热器相比，具有能够承受更高压力，整体结构更加紧固，拆装和维修更加方便的特点,是应用最广泛的换热器类型[2-4]。管壳式换热器由壳体、传热管束、管板、折流板和管箱等部件组成，壳体多为圆筒形[5]。在换热器制造中，如果管板变形易导致密封面不能严密贴合，不能达到设计要求，将会影响设备使用，造成一定的经济损失[6,7]。管板变形主要是管板和筒体焊接时引起的角变形，在采用胀接方式连接管束和管板时管板基本不变形，因此，控制管板变形以控制换热器管板与筒体焊接引起的变形为主[6]。
使用自动氩弧焊设备焊接换热器管板和筒体，效果很好，相对于手工焊接的返修率要小得多[8]。与手工焊接相比，自动化化焊接的焊接过程更加稳定可靠，操作更加方便。但是，它仍然需要焊工的间接参与，苛刻的工作条件和低的工作效率使得自动管板焊接的发展和研究成为必然[9]。
由于管板自动焊接专机对于每道焊缝均为一次成型，在多层多道焊下，会使焊接温度持续升高，造成焊接部位过热而变形[10]。管板角焊的焊接变形，极易导致换热设备密封不良、换热管容易拉脱，严重影响换热设备的使用性能[11]。针对自动化焊接产生的管板变形，拜耳技术工程(上海）有限公司提出了控制管板变形的措施，包括制备焊后变形较小的双u形焊接坡口，以较小的线能量进行焊接，利用工装夹具压块和进行焊后热处理等，很好地解决了管板变形问题[12]。王振民等人根据自动化焊接特点造成的质量缺陷，研究了管板自动化焊接工艺的主要参数对焊接质量影响的规律[13]。焊接工装夹具对控制管板变形也具有极大的意义，廊坊广厦新源石化设备制造有限公司发明了一种换热器筒体焊接工装以提高焊接质量[14]。这是由于在焊接完成后，管板与筒体焊缝温度降低的过程中，会对管板产生拉应力，迫使管板发生变形，防变形工装会产生一个反作用力，来有效抑制管板变形。因此不少企业不仅采用了小参数焊接，还采用专用工装夹具的方法控制管板变形[11,15]。
2. 研究的基本内容与方案
2.1 基本内容
本次课题主要围绕管板变形与防变形工装拆除时间和焊接工艺参数的关系进行研究。通过典型的管板和筒体的焊接结构开展多层多焊道角变形研究试验，利用所测得的数据对该焊接结构试验条件下的管板变形数据分析以及对应的焊接工艺参数进行分析，对实验结果进行横向对比分析，得到管板变形与防变形工装拆除时间和焊接工艺参数的关系规律，并控制管板最终变形量不大于3mm。
2.2 研究目标
3. 研究计划与安排
第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。掌握焊接变形产生原理及反变形工装的应用，确定技术方案，并完成开题报告；
第4－7周：按照设计方案和目标，开展试验研究，控制管板变形量不得大于3mm。
第8－11周：通过所测得的数据对该焊接结构试验条件下的管板变形数据分析以及对应的焊接参数进行分析，并对实验结果进行横向对比分析。
4. 参考文献（12篇以上）
[1]李聪.换热器管板焊接工艺[j].建筑工程技术与设计,2017,(14): 5014，4776.
[2]long liu,ning ding,junbo shi,na xu,weimin guo,chi-man lawrence wu. failure analysis of tube-to-tubesheet welded joints in a shell-tube heat exchanger[j]. case studies in engineering failure analysis,2016,7.
[3]e. v. zemlyakov,k. d. babkin,o. g. klimova, et al.remotely controlled laser welding of tube-to-tube plate joints in the manufacture of heat exchangers[j]. weldinginternational,2016,30(6):479-483.
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