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(shi)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擇
選用焊(han)條(tiao)電弧焊(han)對(dui)煤倉漏斗進(jin)行焊(han)接。漏斗要求在(zai)耐(nai)磨、耐(nai)蝕的條(tiao)件下工作，焊(han)縫(feng)為不承受重載荷的結構(gou)。焊(han)條(tiao)可選用與(yu)母材金屬化(hua)學成(cheng)分相當的1Cr13型不銹鋼焊(han)條(tiao)，如選用E410型（G202、G207）焊(han)條(tiao)。但(dan)在(zai)焊(han)縫(feng)和熱影響(xiang)區都會產生硬(ying)化(hua)，冷裂紋傾向比較(jiao)大。為了克服(fu)冷裂紋的形成(cheng)，焊(han)前(qian)必須進(jin)行高于300℃的焊(han)前(qian)預熱及(ji)焊(han)后(hou)700℃左(zuo)右(you)的回火處(chu)理。但(dan)此工藝方(fang)案比較(jiao)復(fu)雜，難以(yi)實現。
若選用E309（A302）和(he)E310（A402）奧氏體不銹鋼(gang)焊(han)條，可使焊(han)接(jie)接(jie)頭得到較好的(de)(de)塑性來防止焊(han)接(jie)時冷(leng)裂紋(wen)的(de)(de)產生。為此，對該(gai)類焊(han)條進(jin)行(xing)了下列試(shi)驗(yan)。
1. 抗(kang)(kang)裂性(xing)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)按“斜(xie)y形坡(po)口焊(han)接裂紋試(shi)驗(yan)(yan)(yan)方(fang)法(fa)”（GB 4675.1-1984）進(jin)(jin)行焊(han)接性(xing)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)。除選用(yong)E309、E310型焊(han)條(tiao)外，還選用(yong)了鎳合金焊(han)條(tiao)Ni317進(jin)(jin)行抗(kang)(kang)裂性(xing)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)，其試(shi)驗(yan)(yan)(yan)結果見表(biao)(biao)6-11。試(shi)驗(yan)(yan)(yan)結果表(biao)(biao)明：A402焊(han)條(tiao)的(de)工藝性(xing)能及抗(kang)(kang)裂性(xing)良好。因此，可選用(yong)A402焊(han)條(tiao)在預熱(re)溫度(du)為150℃條(tiao)件下進(jin)(jin)行產品(pin)模擬試(shi)驗(yan)(yan)(yan)。
注：試驗時室溫為5℃。保溫材料用(yong)厚10mm硅(gui)酸鋁板，焊前墊在試件(jian)下起緩冷(leng)作用(yong)。 Ni317焊條在不預熱條件(jian)下施焊，焊后即發現裂紋，故未做其(qi)他試驗。
2. 產品模擬試驗。進行對接(jie)焊縫試驗。
a. 試件尺寸為(wei)600mmx300mmx6mm，開60°V形坡口，鈍邊為(wei)1.5mm，根部間隙為(wei)1mm±0.5mm。
b. 焊前用(yong)砂輪清除坡口及兩(liang)側(ce)各(ge)100mm范圍內的油、銹等(deng)雜物(wu)。
c. 將焊(han)接(jie)試件放在厚(hou)為(wei)10mm硅酸鋁保溫板上(shang)，用(yong)氧乙(yi)炔焰加熱坡口兩側至150℃后進行施焊(han)。
d. 采用φ4mm的(de)A402焊條，焊前經(jing)150℃烘(hong)干(gan)1h，用直流(liu)電源反接法，焊接電流(liu)為(wei)105～110A。焊接順序為(wei)先焊坡(po)口(kou)背面，清根后再焊坡(po)口(kou)正面。
e. 焊后放置24h后，對焊縫外(wai)觀進行檢驗，未發現裂紋(wen)。
f. 沿焊縫縱(zong)向用(yong)滾(gun)床(chuang)滾(gun)壓(ya)到彎曲半徑小于750mm時停止滾(gun)壓(ya)。
g. 再進行(xing)焊縫外(wai)觀(guan)檢(jian)驗及X射線(xian)檢(jian)測，未發現(xian)新的(de)焊接缺陷。
試驗結(jie)果表明，該(gai)牌號焊條(tiao)可(ke)以(yi)用(yong)于(yu)產(chan)品(pin)的(de)(de)焊接。為了使試件(jian)更接近產(chan)品(pin)的(de)(de)實際(ji)情況(kuang)，又(you)焊接了一組由6塊(kuai)4Cr13鋼(gang)板（250mm×200mm×6mm）拼接成具(ju)有(you)T形(xing)、十字形(xing)接頭的(de)(de)對(dui)接焊縫的(de)(de)試件(jian)，焊后按產(chan)品(pin)的(de)(de)最小彎曲(qu)半徑進行彎曲(qu)變形(xing)，結(jie)果仍未發(fa)現裂紋。這樣就可(ke)以(yi)放(fang)心地(di)用(yong)A402焊條(tiao)對(dui)產(chan)品(pin)進行焊接了。
四、襯(chen)板的焊接
根據設計圖樣要求，并(bing)考慮現場安裝的(de)條件，垂直高(gao)度為5500mm的(de)漏斗是由兩(liang)大(da)節圓臺形漏斗組成，并(bing)運至(zhi)現場組裝焊接(jie)。每一大(da)節又由兩(liang)小節組成（即圖6-3中①、②為一大(da)節，③、④為另一大(da)節）。
正式投(tou)產(chan)(chan)前，選漏斗下部的(de)一大(da)節做(zuo)產(chan)(chan)品試驗(yan)，因(yin)該節曲率半徑最小，焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭受力復雜(za)，故(gu)選擇以此(ci)做(zuo)產(chan)(chan)品試驗(yan)。其焊接(jie)(jie)工(gong)藝與(yu)產(chan)(chan)品模擬試驗(yan)相同。坡口兩側120mm范圍內的(de)預熱采用(yong)遠紅外加熱元件(jian)，并用(yong)半導體點溫(wen)計(ji)測溫(wen)。焊后經壓(ya)彎成形，未(wei)發現(xian)裂紋。
為了(le)更接近實際產(chan)品，在此試驗(yan)基礎上又用600mm×300mm×6mm的試件，開(kai)I形坡(po)口(kou)，間(jian)隙留2～3mm，在不預熱的條件下進(jin)行定(ding)位焊(han)(han)和焊(han)(han)接試驗(yan)。焊(han)(han)后進(jin)行壓彎試驗(yan)，未發現裂紋。應當(dang)指出的是(shi)，定(ding)位焊(han)(han)縫不宜太短，定(ding)位焊(han)(han)后應及(ji)時焊(han)(han)接，否則定(ding)位焊(han)(han)處有裂紋出現的可能性。
五、漏斗的組裝焊接
漏(lou)斗4Cr13襯板(ban)與外層Q235 鋼板(ban)的組裝焊接有兩個工藝方案(an)。
第一(yi)個(ge)工藝方案(an)：襯板(ban)(ban)分片壓(ya)形(xing)后與(yu)圓臺形(xing)Q235鋼(gang)板(ban)(ban)貼(tie)合，進行塞(sai)(sai)焊的方案(an)。由于內、外層板(ban)(ban)不可能(neng)完全(quan)貼(tie)緊，給(gei)塞(sai)(sai)焊帶來(lai)了困(kun)難，在(zai)生產中(zhong)沒有采用。
第二個工藝方案(an)：將內(nei)、外鋼板(ban)預(yu)先塞焊(han)(han)好成為(wei)雙層(ceng)鋼板(ban)，然(ran)后進行壓形(xing)工藝。此方案(an)保證了兩塊鋼板(ban)之間(jian)的(de)貼合，同時由(you)兩次(ci)壓形(xing)工藝合并為(wei)一次(ci)壓形(xing)工藝，提高了工作效率。組裝后的(de)漏斗，焊(han)(han)接時應注(zhu)意下(xia)列事(shi)項。
①. 漏斗組裝(zhuang)后，內襯縱縫(feng)間(jian)隙留4mm±1mm，以保(bao)證焊(han)透為準。當(dang)間(jian)隙過小時，應(ying)使用砂輪(lun)打磨坡口，然后才能進行定位焊(han)。縱(zong)焊(han)縫錯邊(bian)量(liang)不大(da)于(yu)1mm，環焊(han)縫的錯邊(bian)量(liang)不大(da)于(yu)2mm。
②. 定位(wei)焊后立(li)即(ji)檢查焊縫外觀質量，如(ru)發(fa)現有裂紋，應打磨消除后補定位(wei)焊縫，方可正式焊接。
③. 先焊(han)4Cr13襯板的(de)縱(zong)縫(feng)，后焊(han)Q235 鋼板外(wai)層(ceng)的(de)縱(zong)焊(han)縫(feng)。然后再焊(han)兩(liang)小節之間的(de)環焊(han)縫(feng)，最后將兩(liang)大節圓臺形(xing)漏斗(dou)運至(zhi)現場進行(xing)組裝焊(han)接。環焊縫采用分段對(dui)稱焊的操作方(fang)法(fa)。
④. 內襯環焊縫(feng)焊前要用遠紅(hong)外加熱(re)器(qi)預熱(re)至150℃，保溫(wen)5min，升(sheng)溫(wen)速度不(bu)大于100℃／min。焊后需立(li)即進行250～300℃的(de)后熱(re)處理，保溫(wen)5min以上，停電冷卻(que)至100℃以下時，去(qu)除加熱(re)器(qi)。
⑤. 焊接過(guo)程中(zhong)若發現(xian)裂(lie)紋(wen)應立即停(ting)止施(shi)焊，待裂(lie)紋(wen)全部消除后，才能進行施(shi)焊。焊后若發現(xian)裂(lie)紋(wen)，則必須清除徹(che)底后補(bu)焊，補(bu)焊前仍需采(cai)取預熱和后熱處(chu)理的措(cuo)施(shi)。
總(zong)之，采用上述工(gong)藝方(fang)案，焊接(jie)成(cheng)的漏(lou)斗已(yi)通過鑒定(ding)。這為采用耐蝕、耐磨(mo)、價格較低(di)的4Cr13馬(ma)氏體不銹鋼(gang)焊接(jie)提供了生產經驗。
