一(yi)、煤倉漏斗結構
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、焊接性分析
4Cr13是Cr13類馬氏體(ti)不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(xuan)擇
選(xuan)用(yong)(yong)焊(han)條(tiao)電(dian)弧焊(han)對煤倉漏斗(dou)進行(xing)焊(han)接。漏斗(dou)要求在耐磨、耐蝕的條(tiao)件(jian)下工(gong)作(zuo)，焊(han)縫為不承受重載荷的結構。焊(han)條(tiao)可(ke)選(xuan)用(yong)(yong)與母材金屬化學(xue)成分相當的1Cr13型不銹鋼焊(han)條(tiao)，如(ru)選(xuan)用(yong)(yong)E410型（G202、G207）焊(han)條(tiao)。但在焊(han)縫和熱(re)影響區都會產生(sheng)硬化，冷(leng)裂(lie)紋傾向比較(jiao)大(da)。為了克服冷(leng)裂(lie)紋的形成，焊(han)前(qian)必(bi)須(xu)進行(xing)高于300℃的焊(han)前(qian)預熱(re)及焊(han)后(hou)700℃左右的回火(huo)處理。但此工(gong)藝方案比較(jiao)復雜(za)，難以實現(xian)。
若選用(yong)E309（A302）和E310（A402）奧氏體不銹鋼焊條(tiao)，可(ke)使焊接接頭得(de)到較好的塑(su)性來防(fang)止焊接時冷裂紋(wen)的產生。為此，對(dui)該類(lei)焊條(tiao)進(jin)行了下(xia)列試驗。
1. 抗裂性試(shi)(shi)驗(yan)(yan)按“斜y形坡(po)口焊(han)接裂紋(wen)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)方法”（GB 4675.1-1984）進(jin)(jin)行(xing)焊(han)接性試(shi)(shi)驗(yan)(yan)。除(chu)選用(yong)(yong)(yong)E309、E310型焊(han)條(tiao)(tiao)外，還(huan)選用(yong)(yong)(yong)了鎳合金焊(han)條(tiao)(tiao)Ni317進(jin)(jin)行(xing)抗裂性試(shi)(shi)驗(yan)(yan)，其試(shi)(shi)驗(yan)(yan)結果見表6-11。試(shi)(shi)驗(yan)(yan)結果表明：A402焊(han)條(tiao)(tiao)的工藝性能及(ji)抗裂性良好。因此，可(ke)選用(yong)(yong)(yong)A402焊(han)條(tiao)(tiao)在預熱(re)溫度為150℃條(tiao)(tiao)件下進(jin)(jin)行(xing)產品模(mo)擬試(shi)(shi)驗(yan)(yan)。
注：試驗時室(shi)溫(wen)為5℃。保(bao)溫(wen)材料用厚10mm硅(gui)酸鋁(lv)板，焊前墊(dian)在試件下(xia)起緩冷作(zuo)用。 Ni317焊(han)(han)條在不預熱條件下施(shi)焊(han)(han)，焊(han)(han)后即發現(xian)裂紋，故未做其他試(shi)驗。
2. 產品模擬試(shi)驗(yan)。進行對(dui)接焊縫試(shi)驗(yan)。
a. 試件尺寸為(wei)600mmx300mmx6mm，開60°V形坡口，鈍(dun)邊(bian)為(wei)1.5mm，根(gen)部間隙為(wei)1mm±0.5mm。
b. 焊(han)前用砂(sha)輪清除(chu)坡口及兩(liang)側各100mm范(fan)圍(wei)內的油、銹等雜物。
c. 將焊接試件放在厚(hou)為10mm硅酸鋁(lv)保溫板上(shang)，用氧乙炔焰加熱坡(po)口兩側至150℃后進行施焊。
d. 采用φ4mm的A402焊(han)(han)條，焊(han)(han)前經150℃烘干1h，用直流(liu)電(dian)源反(fan)接法(fa)，焊(han)(han)接電(dian)流(liu)為105～110A。焊(han)(han)接順序為先焊(han)(han)坡(po)口背面，清根后再焊(han)(han)坡(po)口正面。
e. 焊(han)后放置24h后，對焊(han)縫(feng)外(wai)觀進行檢(jian)驗，未(wei)發現裂紋。
f. 沿焊縫縱向用滾(gun)(gun)床滾(gun)(gun)壓到彎曲半徑小于750mm時(shi)停止(zhi)滾(gun)(gun)壓。
g. 再進行焊縫(feng)外(wai)觀(guan)檢驗及X射(she)線(xian)檢測，未發現新(xin)的焊接缺陷。
試(shi)(shi)驗結(jie)果表(biao)明，該(gai)牌(pai)號焊(han)條可以用(yong)(yong)于產品(pin)的焊(han)接(jie)(jie)(jie)。為了(le)使試(shi)(shi)件更接(jie)(jie)(jie)近產品(pin)的實際情(qing)況，又(you)焊(han)接(jie)(jie)(jie)了(le)一組由6塊4Cr13鋼板（250mm×200mm×6mm）拼接(jie)(jie)(jie)成(cheng)具有(you)T形、十字(zi)形接(jie)(jie)(jie)頭的對(dui)(dui)接(jie)(jie)(jie)焊(han)縫(feng)的試(shi)(shi)件，焊(han)后按產品(pin)的最(zui)小彎曲(qu)半徑進(jin)行(xing)(xing)彎曲(qu)變形，結(jie)果仍未(wei)發(fa)現裂紋。這樣就(jiu)可以放心地(di)用(yong)(yong)A402焊(han)條對(dui)(dui)產品(pin)進(jin)行(xing)(xing)焊(han)接(jie)(jie)(jie)了(le)。
四(si)、襯板(ban)的焊(han)接(jie)
根據設計圖(tu)樣(yang)要求，并考(kao)慮(lv)現(xian)場安裝的條件(jian)，垂直高度為(wei)5500mm的漏斗是由兩大(da)節(jie)(jie)(jie)圓臺形漏斗組(zu)成，并運至(zhi)現(xian)場組(zu)裝焊接(jie)。每一(yi)(yi)大(da)節(jie)(jie)(jie)又(you)由兩小節(jie)(jie)(jie)組(zu)成（即圖(tu)6-3中①、②為(wei)一(yi)(yi)大(da)節(jie)(jie)(jie)，③、④為(wei)另一(yi)(yi)大(da)節(jie)(jie)(jie)）。
正式投(tou)產前，選漏斗下部的(de)一大節(jie)做產品(pin)(pin)試驗，因(yin)該節(jie)曲率半徑最小，焊接接頭(tou)受力復(fu)雜，故選擇以此做產品(pin)(pin)試驗。其焊接工藝(yi)與產品(pin)(pin)模擬試驗相同。坡口兩(liang)側120mm范圍內的(de)預(yu)熱采用遠(yuan)紅(hong)外加熱元件，并(bing)用半導(dao)體點溫計測溫。焊后經壓彎成形，未發現(xian)裂(lie)紋。
為了更接近實際產品(pin)，在此試驗基礎(chu)上又(you)用600mm×300mm×6mm的(de)試件，開I形坡口，間隙留2～3mm，在不(bu)預熱的(de)條件下(xia)進行(xing)(xing)定(ding)(ding)位焊(han)和焊(han)接試驗。焊(han)后(hou)(hou)進行(xing)(xing)壓彎試驗，未發現(xian)(xian)裂(lie)紋(wen)(wen)。應(ying)當(dang)指出的(de)是，定(ding)(ding)位焊(han)縫不(bu)宜太(tai)短，定(ding)(ding)位焊(han)后(hou)(hou)應(ying)及時焊(han)接，否則定(ding)(ding)位焊(han)處(chu)有(you)裂(lie)紋(wen)(wen)出現(xian)(xian)的(de)可能性。
五、漏(lou)斗的組(zu)裝(zhuang)焊接
漏斗4Cr13襯板與外層Q235 鋼板的(de)組裝焊(han)接有兩個工藝方(fang)案(an)。
第(di)一個工藝方案(an)：襯板(ban)分片壓(ya)形(xing)后與圓臺形(xing)Q235鋼板(ban)貼(tie)合，進(jin)行(xing)塞焊的(de)方案(an)。由于內、外層板(ban)不可能(neng)完全貼(tie)緊(jin)，給塞焊帶來(lai)了困難(nan)，在生產中沒有采用。
第(di)二個工藝(yi)(yi)方(fang)案(an)：將內、外鋼板預先塞焊好成(cheng)為雙層鋼板，然(ran)后(hou)進行壓(ya)形工藝(yi)(yi)。此方(fang)案(an)保證了(le)兩塊鋼板之間的貼(tie)合，同時由兩次壓(ya)形工藝(yi)(yi)合并為一次壓(ya)形工藝(yi)(yi)，提(ti)高了(le)工作效率。組(zu)裝(zhuang)后(hou)的漏斗，焊接時應注意下列(lie)事項。
①. 漏斗組裝后，內(nei)襯(chen)縱縫間隙留4mm±1mm，以(yi)保(bao)證焊(han)(han)透(tou)為準(zhun)。當間隙過小時，應使用(yong)砂輪打磨坡口(kou)，然(ran)后才能進(jin)行(xing)定(ding)位焊(han)(han)。縱焊縫錯(cuo)邊(bian)量不大(da)于1mm，環焊縫的錯(cuo)邊(bian)量不大(da)于2mm。
②. 定位焊后(hou)立(li)即(ji)檢查焊縫外觀(guan)質量，如發(fa)現(xian)有裂紋，應打(da)磨消除后(hou)補定位焊縫，方可(ke)正式(shi)焊接。
③. 先焊(han)(han)4Cr13襯板的縱(zong)(zong)縫，后焊(han)(han)Q235 鋼板外(wai)層(ceng)的縱(zong)(zong)焊(han)(han)縫。然后再焊(han)(han)兩小節之間的環(huan)焊(han)(han)縫，最后將(jiang)兩大節圓臺形(xing)漏斗運至現(xian)場(chang)進行組裝焊(han)(han)接。環焊縫采用分段對稱焊的操作方法。
④. 內(nei)襯環焊縫焊前(qian)要用(yong)遠紅外加熱(re)器預(yu)熱(re)至150℃，保溫5min，升(sheng)溫速度不大于100℃／min。焊后需立即進行(xing)250～300℃的后熱(re)處理，保溫5min以上，停(ting)電冷(leng)卻至100℃以下時(shi)，去除加熱(re)器。
⑤. 焊(han)接過程(cheng)中若發現(xian)裂(lie)紋應立(li)即停止施焊(han)，待裂(lie)紋全部消(xiao)除后(hou)，才能進行(xing)施焊(han)。焊(han)后(hou)若發現(xian)裂(lie)紋，則(ze)必須清除徹底后(hou)補(bu)焊(han)，補(bu)焊(han)前(qian)仍需采取預熱和后(hou)熱處(chu)理的措施。
總(zong)之，采(cai)用上述(shu)工藝(yi)方案，焊(han)接(jie)成的(de)漏斗已通過鑒定。這為采(cai)用耐蝕、耐磨、價格較(jiao)低的(de)4Cr13馬氏體不銹鋼(gang)焊(han)接(jie)提供了生(sheng)產經驗。
