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(xiu)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類馬氏體不銹(xiu)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(han)(han)接方法及焊(han)(han)材的(de)選擇
選(xuan)用(yong)(yong)焊(han)(han)條(tiao)電弧(hu)焊(han)(han)對煤倉漏斗進行(xing)焊(han)(han)接。漏斗要(yao)求在耐(nai)磨(mo)、耐(nai)蝕的(de)(de)條(tiao)件下工作(zuo)，焊(han)(han)縫(feng)為不承受重載荷的(de)(de)結構。焊(han)(han)條(tiao)可選(xuan)用(yong)(yong)與母(mu)材金屬(shu)化學成(cheng)分(fen)相(xiang)當(dang)的(de)(de)1Cr13型不銹(xiu)鋼焊(han)(han)條(tiao)，如選(xuan)用(yong)(yong)E410型（G202、G207）焊(han)(han)條(tiao)。但(dan)在焊(han)(han)縫(feng)和(he)熱(re)影響區(qu)都會產生硬化，冷(leng)裂紋傾向(xiang)比較大。為了(le)克服冷(leng)裂紋的(de)(de)形(xing)成(cheng)，焊(han)(han)前必須進行(xing)高(gao)于300℃的(de)(de)焊(han)(han)前預熱(re)及(ji)焊(han)(han)后700℃左右的(de)(de)回(hui)火(huo)處(chu)理(li)。但(dan)此工藝方案比較復雜，難以實現(xian)。
若選(xuan)用(yong)E309（A302）和E310（A402）奧氏(shi)體不銹鋼焊(han)條(tiao)，可使焊(han)接接頭得到較好的(de)塑性來防(fang)止焊(han)接時冷裂紋的(de)產生。為此(ci)，對(dui)該類焊(han)條(tiao)進(jin)行(xing)了(le)下列(lie)試驗。
1. 抗(kang)裂性試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)按“斜y形(xing)坡口焊(han)接裂紋試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)方法”（GB 4675.1-1984）進行(xing)焊(han)接性試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)。除選用E309、E310型(xing)焊(han)條(tiao)外，還選用了鎳合金焊(han)條(tiao)Ni317進行(xing)抗(kang)裂性試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)，其試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)結(jie)果(guo)見(jian)表6-11。試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)結(jie)果(guo)表明：A402焊(han)條(tiao)的工藝性能(neng)及抗(kang)裂性良好。因此，可選用A402焊(han)條(tiao)在預熱溫度(du)為(wei)150℃條(tiao)件下(xia)進行(xing)產品(pin)模擬試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)。
注：試(shi)驗(yan)時室溫為5℃。保溫材料用厚10mm硅酸鋁板，焊(han)前墊在試(shi)件下起(qi)緩冷作用。 Ni317焊(han)(han)(han)條(tiao)在不預(yu)熱(re)條(tiao)件下施焊(han)(han)(han)，焊(han)(han)(han)后即(ji)發現裂紋，故未(wei)做其他(ta)試驗。
2. 產(chan)品(pin)模擬試驗。進行對接焊縫試驗。
a. 試件(jian)尺寸(cun)為600mmx300mmx6mm，開60°V形坡口，鈍邊為1.5mm，根部間(jian)隙為1mm±0.5mm。
b. 焊前用砂輪清除坡口及兩(liang)側(ce)各100mm范圍內(nei)的油(you)、銹等雜物。
c. 將焊接(jie)試件(jian)放在(zai)厚為10mm硅酸鋁保溫板上，用氧乙(yi)炔焰(yan)加熱坡口兩側(ce)至150℃后進(jin)行(xing)施焊。
d. 采用φ4mm的A402焊(han)條，焊(han)前經150℃烘干(gan)1h，用直(zhi)流電(dian)源(yuan)反接法，焊(han)接電(dian)流為105～110A。焊(han)接順序(xu)為先焊(han)坡口背面，清根后再焊(han)坡口正(zheng)面。
e. 焊(han)后(hou)放置24h后(hou)，對焊(han)縫外觀(guan)進行檢驗，未發現裂紋。
f. 沿焊縫縱向用滾(gun)床滾(gun)壓到(dao)彎曲半(ban)徑小(xiao)于750mm時停止滾(gun)壓。
g. 再進行焊(han)縫(feng)外觀檢驗及X射線檢測，未發現新的(de)焊(han)接缺陷。
試驗(yan)結果表明，該牌號焊(han)(han)(han)條可(ke)以(yi)用(yong)于產(chan)品(pin)的焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)。為(wei)了使試件更接(jie)(jie)近產(chan)品(pin)的實際情況，又焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)了一組由(you)6塊4Cr13鋼板（250mm×200mm×6mm）拼(pin)接(jie)(jie)成(cheng)具(ju)有T形、十字形接(jie)(jie)頭的對接(jie)(jie)焊(han)(han)(han)縫的試件，焊(han)(han)(han)后按產(chan)品(pin)的最小彎曲(qu)(qu)半徑(jing)進(jin)行(xing)(xing)彎曲(qu)(qu)變形，結果仍(reng)未發(fa)現裂紋。這(zhe)樣就可(ke)以(yi)放心地(di)用(yong)A402焊(han)(han)(han)條對產(chan)品(pin)進(jin)行(xing)(xing)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)了。
四(si)、襯(chen)板的焊(han)接
根(gen)據(ju)設計圖(tu)樣要求，并(bing)考慮現場安裝的條件，垂直高度為(wei)5500mm的漏(lou)斗是由(you)(you)兩大節(jie)圓(yuan)臺形漏(lou)斗組成，并(bing)運(yun)至(zhi)現場組裝焊接。每一(yi)(yi)大節(jie)又由(you)(you)兩小節(jie)組成（即圖(tu)6-3中①、②為(wei)一(yi)(yi)大節(jie)，③、④為(wei)另一(yi)(yi)大節(jie)）。
正(zheng)式投產前，選(xuan)漏斗下部的一大節做產品(pin)(pin)試驗，因該節曲率(lv)半徑(jing)最小，焊接接頭受力復雜(za)，故選(xuan)擇以此做產品(pin)(pin)試驗。其(qi)焊接工藝與(yu)產品(pin)(pin)模擬試驗相同。坡口(kou)兩側120mm范圍內的預熱(re)采用遠紅外加(jia)熱(re)元件，并(bing)用半導體點溫計測溫。焊后經壓彎(wan)成形，未(wei)發現裂(lie)紋。
為了(le)更接(jie)近(jin)實(shi)際產品，在(zai)此試驗基礎上又用600mm×300mm×6mm的(de)試件，開(kai)I形坡(po)口，間隙留(liu)2～3mm，在(zai)不(bu)預熱(re)的(de)條件下進(jin)行(xing)(xing)定位焊(han)和焊(han)接(jie)試驗。焊(han)后進(jin)行(xing)(xing)壓彎試驗，未(wei)發現裂紋。應當指出的(de)是(shi)，定位焊(han)縫不(bu)宜太(tai)短，定位焊(han)后應及(ji)時焊(han)接(jie)，否則定位焊(han)處(chu)有裂紋出現的(de)可能性。
五(wu)、漏斗的(de)組裝焊接
漏斗4Cr13襯板與(yu)外層(ceng)Q235 鋼板的組(zu)裝焊接有兩(liang)個工藝方案。
第一個工藝方(fang)案(an)：襯板(ban)分片(pian)壓形(xing)后與圓臺形(xing)Q235鋼板(ban)貼合，進行塞(sai)(sai)焊(han)的方(fang)案(an)。由于(yu)內、外層板(ban)不(bu)可能完全(quan)貼緊，給塞(sai)(sai)焊(han)帶來了困難，在生(sheng)產(chan)中沒有(you)采用。
第二個工(gong)(gong)藝方(fang)案：將內(nei)、外鋼板(ban)預先(xian)塞焊(han)好成為雙層鋼板(ban)，然后進行(xing)壓(ya)形工(gong)(gong)藝。此方(fang)案保證了兩塊(kuai)鋼板(ban)之間的貼合，同(tong)時由兩次(ci)壓(ya)形工(gong)(gong)藝合并(bing)為一次(ci)壓(ya)形工(gong)(gong)藝，提高了工(gong)(gong)作效率。組裝后的漏斗，焊(han)接(jie)時應注意下列事(shi)項。
①. 漏斗組裝后(hou)，內(nei)襯(chen)縱縫間隙留4mm±1mm，以保(bao)證(zheng)焊透為準。當間隙過小(xiao)時，應使用砂輪打(da)磨坡(po)口(kou)，然(ran)后(hou)才能進行定位焊。縱(zong)焊縫錯(cuo)邊量不大于1mm，環焊縫的錯(cuo)邊量不大于2mm。
②. 定位焊(han)后立即檢查(cha)焊(han)縫外觀(guan)質量(liang)，如發現有裂紋，應(ying)打磨消除(chu)后補定位焊(han)縫，方可正(zheng)式焊(han)接。
③. 先焊(han)4Cr13襯(chen)板的(de)縱(zong)縫，后焊(han)Q235 鋼板外層(ceng)的(de)縱(zong)焊(han)縫。然后再焊(han)兩小節之間的(de)環焊(han)縫，最后將兩大節圓臺形漏斗運(yun)至現場進行組裝焊(han)接。環焊縫采用分段對稱(cheng)焊的(de)操作方法。
④. 內襯環焊縫焊前要用遠紅外加(jia)熱器預熱至(zhi)(zhi)150℃，保溫(wen)5min，升溫(wen)速度不(bu)大(da)于100℃／min。焊后(hou)需立即進(jin)行(xing)250～300℃的(de)后(hou)熱處(chu)理，保溫(wen)5min以上(shang)，停(ting)電冷卻至(zhi)(zhi)100℃以下時，去除(chu)加(jia)熱器。
⑤. 焊(han)接過程(cheng)中若(ruo)發(fa)現裂紋應立即停(ting)止施焊(han)，待裂紋全部消除后(hou)，才能(neng)進行施焊(han)。焊(han)后(hou)若(ruo)發(fa)現裂紋，則必須清除徹底后(hou)補焊(han)，補焊(han)前仍需采取(qu)預熱和(he)后(hou)熱處(chu)理的措(cuo)施。
總之，采(cai)用(yong)上述工藝方案，焊(han)(han)接成的(de)漏(lou)斗已通過鑒定。這為采(cai)用(yong)耐(nai)蝕、耐(nai)磨、價格較低的(de)4Cr13馬氏體不銹鋼焊(han)(han)接提供了(le)生產經驗。
