一、煤倉(cang)漏斗結(jie)構
洗煤廠的煤倉由6個圓臺形漏斗組成，其結構如圖6-3所示。漏斗的上口直徑為＄5940mm，下口直徑為1500mm，垂直高度為5500mm的兩層鋼板結構。外層為6mm厚的Q235鋼板，內層為6mm厚的4Cr13馬氏體不(bu)銹鋼(gang)板，兩層鋼板之間采用塞焊工藝將它們連接起來。
二、焊接性(xing)分析
4Cr13是Cr13類馬氏體不(bu)銹鋼中含碳量較高的鋼種。它的焊接性較差，焊接時的主要難點是焊接冷裂紋傾向比較大，且焊接接頭容易淬火脆化，所以首先應進行抗裂性試驗和模擬產品試板焊接試驗，為產品制訂合理的焊接工藝方案做好充分準備。
三、焊接方法及焊材的選擇
選(xuan)用焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)電(dian)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)對煤倉漏斗(dou)進行焊(han)(han)(han)(han)接。漏斗(dou)要(yao)求(qiu)在(zai)(zai)耐磨、耐蝕的(de)(de)條(tiao)(tiao)(tiao)件下工(gong)作，焊(han)(han)(han)(han)縫為不承受(shou)重載荷(he)的(de)(de)結(jie)構。焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)可選(xuan)用與(yu)母(mu)材金屬化(hua)學成分相當(dang)的(de)(de)1Cr13型不銹鋼焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)，如選(xuan)用E410型（G202、G207）焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)。但在(zai)(zai)焊(han)(han)(han)(han)縫和熱(re)影響區都會產生硬化(hua)，冷(leng)裂紋傾向比較大。為了克服冷(leng)裂紋的(de)(de)形成，焊(han)(han)(han)(han)前(qian)(qian)必須進行高(gao)于300℃的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)前(qian)(qian)預(yu)熱(re)及焊(han)(han)(han)(han)后700℃左右(you)的(de)(de)回(hui)火(huo)處理。但此工(gong)藝(yi)方案比較復(fu)雜，難(nan)以(yi)實現。
若選(xuan)用(yong)E309（A302）和(he)E310（A402）奧氏體不銹(xiu)鋼焊條(tiao)，可(ke)使焊接接頭得到較好的塑性來防(fang)止焊接時冷裂紋(wen)的產生。為(wei)此(ci)，對該(gai)類焊條(tiao)進(jin)行了下列試驗(yan)。
1. 抗裂性(xing)試(shi)(shi)驗按“斜y形坡口焊接(jie)裂紋試(shi)(shi)驗方(fang)法”（GB 4675.1-1984）進行焊接(jie)性(xing)試(shi)(shi)驗。除(chu)選用E309、E310型焊條(tiao)(tiao)外，還(huan)選用了鎳合金焊條(tiao)(tiao)Ni317進行抗裂性(xing)試(shi)(shi)驗，其試(shi)(shi)驗結果見(jian)表(biao)6-11。試(shi)(shi)驗結果表(biao)明：A402焊條(tiao)(tiao)的工藝性(xing)能(neng)及抗裂性(xing)良(liang)好。因此，可(ke)選用A402焊條(tiao)(tiao)在預熱(re)溫(wen)度(du)為(wei)150℃條(tiao)(tiao)件(jian)下進行產(chan)品模(mo)擬試(shi)(shi)驗。
注：試驗(yan)時(shi)室溫為5℃。保(bao)溫材料(liao)用厚10mm硅酸(suan)鋁(lv)板(ban)，焊前墊(dian)在試件下起(qi)緩冷作用。 Ni317焊條(tiao)在不預熱條(tiao)件(jian)下施(shi)焊，焊后(hou)即發現(xian)裂紋，故未(wei)做(zuo)其他試驗。
2. 產品模擬(ni)試(shi)驗。進行對接(jie)焊縫試(shi)驗。
a. 試件(jian)尺寸為600mmx300mmx6mm，開60°V形坡口，鈍邊為1.5mm，根部(bu)間(jian)隙為1mm±0.5mm。
b. 焊(han)前用(yong)砂輪清除坡口及兩(liang)側各100mm范圍內的油、銹(xiu)等雜物。
c. 將焊接(jie)試件放在厚為10mm硅酸(suan)鋁保溫(wen)板上，用(yong)氧乙(yi)炔焰加熱坡口(kou)兩側至(zhi)150℃后進(jin)行施(shi)焊。
d. 采用φ4mm的A402焊(han)條，焊(han)前經150℃烘(hong)干1h，用直流電(dian)(dian)源(yuan)反接(jie)法，焊(han)接(jie)電(dian)(dian)流為105～110A。焊(han)接(jie)順序(xu)為先焊(han)坡(po)(po)口背面(mian)(mian)，清根后再(zai)焊(han)坡(po)(po)口正面(mian)(mian)。
e. 焊(han)后放置24h后，對焊(han)縫外觀(guan)進(jin)行檢(jian)驗，未發現裂(lie)紋。
f. 沿焊縫縱向用滾床滾壓(ya)到彎曲半徑(jing)小于(yu)750mm時(shi)停(ting)止滾壓(ya)。
g. 再進行焊(han)縫外觀檢(jian)驗及(ji)X射線檢(jian)測，未發現新的(de)焊(han)接缺陷。
試(shi)驗結果表(biao)明，該牌(pai)號焊(han)(han)(han)條可(ke)以用于產(chan)品的(de)焊(han)(han)(han)接。為了(le)使試(shi)件更接近產(chan)品的(de)實(shi)際情況(kuang)，又焊(han)(han)(han)接了(le)一組由(you)6塊4Cr13鋼板（250mm×200mm×6mm）拼接成具(ju)有T形、十字形接頭的(de)對接焊(han)(han)(han)縫的(de)試(shi)件，焊(han)(han)(han)后按產(chan)品的(de)最小(xiao)彎曲半徑進行(xing)彎曲變(bian)形，結果仍未(wei)發現裂(lie)紋。這樣就可(ke)以放(fang)心地用A402焊(han)(han)(han)條對產(chan)品進行(xing)焊(han)(han)(han)接了(le)。
四、襯板的(de)焊接
根據(ju)設計圖(tu)樣(yang)要求，并考慮現(xian)(xian)場安(an)裝(zhuang)的條件(jian)，垂直(zhi)高(gao)度為5500mm的漏(lou)斗(dou)是由兩大節(jie)圓(yuan)臺(tai)形漏(lou)斗(dou)組成(cheng)，并運至現(xian)(xian)場組裝(zhuang)焊(han)接(jie)。每一(yi)大節(jie)又由兩小(xiao)節(jie)組成(cheng)（即圖(tu)6-3中①、②為一(yi)大節(jie)，③、④為另(ling)一(yi)大節(jie)）。
正式投產(chan)(chan)前，選(xuan)(xuan)漏(lou)斗下部的一大節(jie)做產(chan)(chan)品試驗，因該節(jie)曲(qu)率半徑最小，焊(han)接(jie)接(jie)頭受(shou)力(li)復雜，故選(xuan)(xuan)擇以(yi)此做產(chan)(chan)品試驗。其焊(han)接(jie)工藝與產(chan)(chan)品模擬試驗相同。坡口兩側(ce)120mm范圍內的預熱采用(yong)遠(yuan)紅外加熱元件，并用(yong)半導體(ti)點溫計測溫。焊(han)后(hou)經壓彎成形，未(wei)發現裂紋。
為了更接近實際產品，在(zai)此試驗基礎上(shang)又用600mm×300mm×6mm的(de)試件(jian)，開I形(xing)坡口(kou)，間隙留2～3mm，在(zai)不預熱的(de)條件(jian)下(xia)進行定位焊(han)(han)和焊(han)(han)接試驗。焊(han)(han)后(hou)進行壓(ya)彎試驗，未發現裂紋(wen)。應(ying)當(dang)指出(chu)的(de)是，定位焊(han)(han)縫不宜太(tai)短，定位焊(han)(han)后(hou)應(ying)及時(shi)焊(han)(han)接，否則定位焊(han)(han)處有裂紋(wen)出(chu)現的(de)可能性。
五(wu)、漏(lou)斗的組裝焊接
漏(lou)斗(dou)4Cr13襯板與外(wai)層Q235 鋼板的組裝焊接有兩個工藝方案。
第一個工(gong)藝方(fang)案(an)(an)：襯板分片壓形(xing)后(hou)與(yu)圓(yuan)臺形(xing)Q235鋼(gang)板貼合，進行塞焊的方(fang)案(an)(an)。由于內(nei)、外層板不可能完全(quan)貼緊，給塞焊帶來了(le)困難，在生產(chan)中沒有采(cai)用。
第二(er)個工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)方(fang)案：將內、外鋼板(ban)預先塞(sai)焊(han)好成為雙層鋼板(ban)，然后進(jin)行(xing)壓形(xing)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)。此(ci)方(fang)案保證了(le)兩(liang)(liang)塊鋼板(ban)之(zhi)間(jian)的(de)貼合(he)，同時(shi)由兩(liang)(liang)次壓形(xing)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)合(he)并(bing)為一次壓形(xing)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)，提高了(le)工(gong)(gong)(gong)作效率。組裝后的(de)漏(lou)斗，焊(han)接(jie)時(shi)應注意下列事項。
①. 漏斗組裝后，內襯(chen)縱縫間隙留4mm±1mm，以保證焊透為準(zhun)。當間隙過小時(shi)，應使用砂(sha)輪打磨(mo)坡口，然后才能進行(xing)定位焊。縱焊(han)縫(feng)(feng)錯邊量不大于(yu)1mm，環焊(han)縫(feng)(feng)的錯邊量不大于(yu)2mm。
②. 定(ding)位焊(han)后立即檢查焊(han)縫外觀(guan)質量(liang)，如發現(xian)有裂紋，應打磨(mo)消除后補定(ding)位焊(han)縫，方可正(zheng)式焊(han)接。
③. 先焊4Cr13襯板的縱(zong)縫，后(hou)焊Q235 鋼板外層的縱(zong)焊縫。然后(hou)再焊兩小節之間的環(huan)焊縫，最后(hou)將兩大節圓臺形漏斗運至現場進行組裝焊接。環焊(han)縫采用分段(duan)對稱焊(han)的操(cao)作方法。
④. 內襯環焊縫焊前要用(yong)遠紅(hong)外加(jia)熱(re)(re)器(qi)預熱(re)(re)至150℃，保溫5min，升溫速(su)度不(bu)大于100℃／min。焊后需立即進行250～300℃的后熱(re)(re)處理，保溫5min以(yi)(yi)上(shang)，停(ting)電冷卻至100℃以(yi)(yi)下時，去除(chu)加(jia)熱(re)(re)器(qi)。
⑤. 焊(han)(han)接(jie)過(guo)程中(zhong)若發(fa)(fa)現裂紋應立即(ji)停(ting)止施焊(han)(han)，待裂紋全部消除后(hou)，才能進(jin)行施焊(han)(han)。焊(han)(han)后(hou)若發(fa)(fa)現裂紋，則必須清除徹底(di)后(hou)補(bu)焊(han)(han)，補(bu)焊(han)(han)前仍需采取預(yu)熱(re)和后(hou)熱(re)處理的措(cuo)施。
總(zong)之，采用(yong)上述工藝方案，焊接成的(de)漏斗已通(tong)過鑒定。這為采用(yong)耐(nai)蝕、耐(nai)磨、價格較(jiao)低的(de)4Cr13馬(ma)氏體(ti)不銹(xiu)鋼焊接提供(gong)了(le)生產經驗。
