一、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(xing)分析(xi)
4Cr13是Cr13類馬(ma)氏體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
選用(yong)(yong)焊(han)條(tiao)(tiao)電弧焊(han)對(dui)煤倉(cang)漏(lou)斗進行焊(han)接。漏(lou)斗要求在(zai)耐(nai)磨、耐(nai)蝕的條(tiao)(tiao)件(jian)下工作，焊(han)縫(feng)為不承(cheng)受重載荷的結構。焊(han)條(tiao)(tiao)可選用(yong)(yong)與母材金屬化(hua)學成分相當的1Cr13型不銹鋼焊(han)條(tiao)(tiao)，如選用(yong)(yong)E410型（G202、G207）焊(han)條(tiao)(tiao)。但在(zai)焊(han)縫(feng)和熱影響(xiang)區都(dou)會產(chan)生硬化(hua)，冷裂(lie)紋傾向(xiang)比(bi)較大。為了克服冷裂(lie)紋的形成，焊(han)前必須進行高于300℃的焊(han)前預(yu)熱及焊(han)后700℃左(zuo)右的回(hui)火(huo)處理。但此工藝方(fang)案比(bi)較復雜(za)，難(nan)以實現。
若選用E309（A302）和E310（A402）奧氏(shi)體(ti)不銹鋼焊(han)(han)(han)條，可使焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭得到較好的塑(su)性來防止焊(han)(han)(han)接(jie)時冷裂紋的產(chan)生。為此，對該類(lei)焊(han)(han)(han)條進行了下列試驗。
1. 抗(kang)裂性(xing)試(shi)(shi)驗按(an)“斜(xie)y形坡口焊(han)接裂紋試(shi)(shi)驗方法(fa)”（GB 4675.1-1984）進行焊(han)接性(xing)試(shi)(shi)驗。除選(xuan)用(yong)E309、E310型焊(han)條(tiao)(tiao)外，還選(xuan)用(yong)了鎳(nie)合金(jin)焊(han)條(tiao)(tiao)Ni317進行抗(kang)裂性(xing)試(shi)(shi)驗，其試(shi)(shi)驗結果見表(biao)6-11。試(shi)(shi)驗結果表(biao)明：A402焊(han)條(tiao)(tiao)的工藝性(xing)能及抗(kang)裂性(xing)良(liang)好。因此(ci)，可選(xuan)用(yong)A402焊(han)條(tiao)(tiao)在(zai)預(yu)熱溫(wen)度為150℃條(tiao)(tiao)件(jian)下進行產品(pin)模擬(ni)試(shi)(shi)驗。
注：試驗時室溫(wen)為5℃。保溫(wen)材料用厚10mm硅酸鋁(lv)板，焊(han)前(qian)墊(dian)在試件下(xia)起緩冷作用。 Ni317焊(han)條(tiao)在不(bu)預熱條(tiao)件下施(shi)焊(han)，焊(han)后即發現(xian)裂紋(wen)，故(gu)未做其(qi)他試驗。
2. 產(chan)品(pin)模(mo)擬試(shi)(shi)驗(yan)。進行(xing)對接焊縫試(shi)(shi)驗(yan)。
a. 試件尺寸為(wei)600mmx300mmx6mm，開60°V形坡(po)口，鈍邊(bian)為(wei)1.5mm，根部間(jian)隙為(wei)1mm±0.5mm。
b. 焊(han)前用砂輪清(qing)除(chu)坡口及兩(liang)側各100mm范圍內的油、銹等雜物。
c. 將(jiang)焊(han)接(jie)試件放在(zai)厚為10mm硅酸鋁保溫(wen)板上，用氧乙炔(gui)焰(yan)加熱坡(po)口兩側至(zhi)150℃后進行施焊(han)。
d. 采用(yong)φ4mm的A402焊(han)(han)條，焊(han)(han)前經(jing)150℃烘干(gan)1h，用(yong)直流電源反接法，焊(han)(han)接電流為(wei)105～110A。焊(han)(han)接順序為(wei)先(xian)焊(han)(han)坡(po)口(kou)(kou)背面，清根后再焊(han)(han)坡(po)口(kou)(kou)正面。
e. 焊后放置24h后，對(dui)焊縫外觀進行檢驗(yan)，未發現裂(lie)紋。
f. 沿(yan)焊縫縱向(xiang)用滾(gun)(gun)床滾(gun)(gun)壓到彎曲半徑小于750mm時(shi)停止滾(gun)(gun)壓。
g. 再進(jin)行焊縫外觀檢驗及X射線檢測，未發現新的焊接(jie)缺陷。
試驗結果(guo)表明，該牌號焊(han)條可以用于產品的(de)焊(han)接。為了(le)使試件(jian)更接近產品的(de)實際情況(kuang)，又焊(han)接了(le)一組由6塊(kuai)4Cr13鋼板（250mm×200mm×6mm）拼(pin)接成具有T形(xing)(xing)、十字(zi)形(xing)(xing)接頭的(de)對(dui)接焊(han)縫的(de)試件(jian)，焊(han)后按產品的(de)最小(xiao)彎(wan)曲半(ban)徑進行(xing)彎(wan)曲變(bian)形(xing)(xing)，結果(guo)仍(reng)未發現(xian)裂紋。這樣就(jiu)可以放心地(di)用A402焊(han)條對(dui)產品進行(xing)焊(han)接了(le)。
四(si)、襯板的焊接
根據設計圖樣要求，并考(kao)慮現場(chang)安裝的條件，垂(chui)直高度為5500mm的漏斗是由兩(liang)大節(jie)(jie)圓臺形漏斗組(zu)成，并運至現場(chang)組(zu)裝焊(han)接。每一(yi)大節(jie)(jie)又由兩(liang)小節(jie)(jie)組(zu)成（即圖6-3中①、②為一(yi)大節(jie)(jie)，③、④為另一(yi)大節(jie)(jie)）。
正式投產(chan)(chan)前，選漏(lou)斗下(xia)部(bu)的一大節(jie)做(zuo)(zuo)產(chan)(chan)品試(shi)(shi)驗，因該節(jie)曲率半徑最小，焊(han)接接頭(tou)受(shou)力復雜，故(gu)選擇以此做(zuo)(zuo)產(chan)(chan)品試(shi)(shi)驗。其焊(han)接工藝與產(chan)(chan)品模擬試(shi)(shi)驗相同。坡口兩側120mm范圍內的預熱采(cai)用(yong)遠紅外加(jia)熱元(yuan)件，并用(yong)半導體點(dian)溫(wen)計測溫(wen)。焊(han)后經壓彎成形，未發(fa)現裂紋。
為了更接近(jin)實際產品，在(zai)此(ci)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)基(ji)礎上又用600mm×300mm×6mm的(de)試(shi)(shi)件(jian)，開I形坡口，間隙留(liu)2～3mm，在(zai)不(bu)預熱的(de)條件(jian)下進(jin)行(xing)(xing)定(ding)(ding)位(wei)焊(han)和(he)焊(han)接試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)。焊(han)后(hou)進(jin)行(xing)(xing)壓彎試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)，未發現裂(lie)紋。應當指出的(de)是，定(ding)(ding)位(wei)焊(han)縫不(bu)宜太短，定(ding)(ding)位(wei)焊(han)后(hou)應及(ji)時焊(han)接，否(fou)則定(ding)(ding)位(wei)焊(han)處有(you)裂(lie)紋出現的(de)可能性。
五、漏斗(dou)的組裝焊接
漏斗4Cr13襯板與外(wai)層(ceng)Q235 鋼板的(de)組裝焊接有兩個工(gong)藝方案。
第一個(ge)工藝方(fang)案(an)(an)：襯(chen)板分片壓(ya)形后與(yu)圓臺形Q235鋼板貼(tie)合(he)，進行(xing)塞(sai)(sai)焊的方(fang)案(an)(an)。由(you)于內、外層(ceng)板不(bu)可能完全(quan)貼(tie)緊(jin)，給塞(sai)(sai)焊帶來(lai)了(le)困(kun)難，在生產中沒(mei)有采用(yong)。
第二個工(gong)(gong)藝方案：將內(nei)、外鋼(gang)板(ban)預(yu)先塞焊好(hao)成(cheng)為雙層鋼(gang)板(ban)，然后進行壓(ya)形(xing)工(gong)(gong)藝。此方案保證了兩(liang)塊鋼(gang)板(ban)之間的貼合(he)，同時(shi)由兩(liang)次壓(ya)形(xing)工(gong)(gong)藝合(he)并為一次壓(ya)形(xing)工(gong)(gong)藝，提高了工(gong)(gong)作效率。組裝后的漏斗(dou)，焊接時(shi)應注(zhu)意下列事項。
①. 漏斗(dou)組裝后，內襯縱(zong)縫間隙留(liu)4mm±1mm，以保證焊透(tou)為準。當間隙過小時，應使用砂輪(lun)打磨(mo)坡口，然后才能(neng)進行定位焊。縱焊縫錯(cuo)邊量(liang)不(bu)(bu)大(da)于(yu)1mm，環焊縫的錯(cuo)邊量(liang)不(bu)(bu)大(da)于(yu)2mm。
②. 定(ding)位(wei)焊(han)后立即檢查(cha)焊(han)縫(feng)(feng)外觀質量，如發(fa)現有裂紋，應打磨消除后補(bu)定(ding)位(wei)焊(han)縫(feng)(feng)，方可正(zheng)式焊(han)接。
③. 先(xian)焊(han)4Cr13襯板的(de)(de)縱縫(feng)，后(hou)焊(han)Q235 鋼板外層(ceng)的(de)(de)縱焊(han)縫(feng)。然(ran)后(hou)再焊(han)兩小節之間的(de)(de)環(huan)焊(han)縫(feng)，最后(hou)將兩大節圓臺形漏(lou)斗運至現場進行(xing)組裝焊(han)接(jie)。環焊(han)縫采用分段對稱焊(han)的操作方法。
④. 內襯環焊(han)縫焊(han)前要用遠(yuan)紅外(wai)加熱(re)器預熱(re)至(zhi)150℃，保(bao)溫5min，升溫速(su)度不(bu)大于(yu)100℃／min。焊(han)后(hou)需立即進行250～300℃的后(hou)熱(re)處(chu)理(li)，保(bao)溫5min以上，停(ting)電(dian)冷卻至(zhi)100℃以下時(shi)，去除加熱(re)器。
⑤. 焊(han)接過程中若(ruo)發(fa)現(xian)裂(lie)紋應立(li)即停止施(shi)焊(han)，待(dai)裂(lie)紋全部消除后(hou)，才(cai)能進行施(shi)焊(han)。焊(han)后(hou)若(ruo)發(fa)現(xian)裂(lie)紋，則(ze)必須清除徹底后(hou)補焊(han)，補焊(han)前(qian)仍需采取預熱和后(hou)熱處理的措(cuo)施(shi)。
總之，采用(yong)上(shang)述工藝(yi)方案(an)，焊接成的漏斗已通(tong)過鑒定。這為采用(yong)耐蝕、耐磨(mo)、價(jia)格較(jiao)低的4Cr13馬氏體不銹(xiu)鋼焊接提供了(le)生產經驗。
