不銹鋼管與管板連接頭的連接是換熱器制造的關(guān)鍵工序，有強(qiáng)度脹接、強(qiáng)度焊和脹焊結(jié)合三種連接方法，但經(jīng)常采用不銹鋼管與管板脹焊結(jié)合的連接方法。是先焊后脹還是先脹后焊，至今仍有爭(zhēng)論。 1、先焊后脹工藝的優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用 換熱器制造廠歷來(lái)多采用先焊后脹工藝，而較少采用先脹后焊工藝。究其原因是與使用機(jī)械脹接法作為主要的脹管手段密切相關(guān)。因?yàn)樵跈C(jī)械脹管過程中，存在著摩擦并產(chǎn)生大量的熱必需用機(jī)油來(lái)潤(rùn)滑和冷卻，油液滲浸進(jìn)入脹接接頭的縫隙，要徹底干凈十分困難。夾縫中油水等雜物的存在，焊接時(shí)易于形成氣體，而這些氣體來(lái)不及逸出便存在于焊縫中。另一方面脹管區(qū)又往往堵塞了排氣通道，增加了焊縫中生成氣孔的可能性。采用先焊后脹工藝則可以避免上述不利因素，特別是對(duì)于鈦材和某些有色金屬，要求焊接的基本條件十分嚴(yán)格，不允許油水和鐵離子污染，選擇先焊后脹工藝更易保證焊縫質(zhì)量。 2、先焊后脹工藝的缺點(diǎn)分析 ①機(jī)械脹接法存在著固有的缺點(diǎn)，各管之間長(zhǎng)度不一，連接強(qiáng)度和緊密性不均；脹管接口的內(nèi)表面產(chǎn)生硬化現(xiàn)象，給重復(fù)補(bǔ)脹帶來(lái)困難；管與管板材料的脹接的相容性有一定的限制，如：鈦管與碳鋼的脹接、鋁管與碳鋼的脹接等均受到了限制；勞動(dòng)生產(chǎn)率低，而且小管徑或厚壁管的脹接較困難等。②管口環(huán)形焊道不均勻，由于不銹鋼管與管板之間存在著0.2~0.5mm的裝配間隙，而且總是偏心配置，加上不銹鋼管與管板孔的加工偏差，造成每一個(gè)管口的環(huán)形焊道不均勻。對(duì)于薄壁管很容易焊穿。③存在一段長(zhǎng)15mm的非脹管區(qū)，GB151-99規(guī)定脹管區(qū)與焊縫的距離為15mm，目的是為了避開脹管力對(duì)焊縫的破壞。此非脹管區(qū)內(nèi)存留著氣體，當(dāng)換熱器受熱后其體積膨脹，產(chǎn)生強(qiáng)大的壓力，可能對(duì)焊縫或脹接造成破壞。另外為了充分利用管板的設(shè)計(jì)厚度，管板厚度內(nèi)的脹管區(qū)總是越長(zhǎng)越好。長(zhǎng)15mm的非脹管區(qū)，對(duì)于厚管板而言，消極效果不明顯，但對(duì)于薄管板，則不可小視。④不銹鋼管伸長(zhǎng)損傷焊縫，機(jī)械脹管使管壁減薄，不銹鋼管伸長(zhǎng)，對(duì)焊縫損傷。⑤焊接時(shí)在管口處形成焊瘤，管口收縮和變形給以后的脹管作業(yè)帶來(lái)困難。為了使管接頭順暢地進(jìn)入管孔中，則有必要對(duì)管口焊接提出較高的要求。

準(zhǔn)確的材料滯回本構(gòu)模型是保證彈塑性地震反應(yīng)預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性的基本前提，如果本構(gòu)模型選取不當(dāng)，會(huì)對(duì)計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生較大影響。為此該文提出了奧氏體不銹鋼管考慮循環(huán)強(qiáng)化作用的單軸滯回本構(gòu)模型，包括骨架準(zhǔn)則及滯回準(zhǔn)則。建立數(shù)學(xué)模型描述奧氏體不銹鋼管在循環(huán)荷載作用下的受力性能。根據(jù)提出的理論模型并利用ABAQUS用戶材料子程序UMAT，采用Fortran語(yǔ)言二次開發(fā)了能夠進(jìn)行循環(huán)荷載下奧氏體不銹鋼管計(jì)算分析的程序。通過與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，表明提出的模型能夠準(zhǔn)確描述奧氏體不銹鋼管的滯回行為，兼顧計(jì)算精度和效率，為奧氏體不銹鋼管結(jié)構(gòu)體系強(qiáng)震分析提供有力工具。不銹鋼管具有良好的耐腐蝕性、耐久性、較高的延性、優(yōu)良的抗火性能以及沖擊韌性，并兼具美觀環(huán)保等特點(diǎn)，是一種高性能鋼材，能夠很好地適應(yīng)嚴(yán)苛的外部環(huán)境，因此，越來(lái)越被廣泛應(yīng)用于建筑及橋梁結(jié)構(gòu)中?；谀壳皬?qiáng)烈地震頻發(fā)的現(xiàn)狀，結(jié)構(gòu)的抗震性能是研究的熱點(diǎn)。在強(qiáng)震作用下，結(jié)構(gòu)主要依靠材料自身的彈塑性滯回行為來(lái)抵御外荷載，表現(xiàn)為超低周疲勞特征，為此，一些學(xué)者進(jìn)行了不銹鋼管彈塑性疲勞試驗(yàn)研究，探討不銹鋼管材的循環(huán)受力特征。由于結(jié)構(gòu)在強(qiáng)烈地震作用下的動(dòng)力響應(yīng)過程十分復(fù)雜，考察結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下的真實(shí)狀態(tài)時(shí)，常用的方法包括振動(dòng)臺(tái)動(dòng)力試驗(yàn)或彈塑性動(dòng)力時(shí)程分析。由于振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)費(fèi)用高且加載工況有限，因此目前多采用彈塑性時(shí)程模擬方法來(lái)預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)在強(qiáng)烈地震作用下的動(dòng)力響應(yīng)。在數(shù)值模擬中，準(zhǔn)確的材料滯回本構(gòu)模型是保證彈塑性地震反應(yīng)預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性的基本前提，如圖1所示，如果本構(gòu)模型選取不當(dāng)，會(huì)對(duì)計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生較大影響。普通鋼材已經(jīng)具有較成熟的滯回本構(gòu)模型，但不銹鋼管的本構(gòu)模型與普通鋼材有明顯的不同。普通鋼材的材料單調(diào)加載曲線具有明顯的屈服點(diǎn)和屈服平臺(tái)，而不銹鋼管則表現(xiàn)出強(qiáng)烈的非線性特征，如圖2(a)和圖2(b)所示。此外，不銹鋼管的循環(huán)強(qiáng)化特征以及再加載軟化行為也與普通鋼材有較大區(qū)別，如圖2(c)和圖2(d)所示。不銹鋼管性能的特殊性必然會(huì)導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)的滯回行為與普通鋼結(jié)構(gòu)有明顯不同，因此，需要根據(jù)不銹鋼管的受力特征，提出適用于此種材料的準(zhǔn)確滯回本構(gòu)模型。