一、煤倉漏斗結(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馬氏體不銹鋼板，兩層鋼板之間采用塞焊工藝將它們連接起來。
二、焊(han)接(jie)性分析
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(fa)及(ji)焊材的選擇
選用焊(han)(han)條電弧焊(han)(han)對煤倉漏(lou)(lou)斗進行焊(han)(han)接。漏(lou)(lou)斗要求在耐磨(mo)、耐蝕的(de)條件下工作，焊(han)(han)縫為不(bu)(bu)承(cheng)受(shou)重載荷(he)的(de)結構。焊(han)(han)條可(ke)選用與(yu)母材金屬化(hua)學成分相當的(de)1Cr13型不(bu)(bu)銹鋼(gang)焊(han)(han)條，如選用E410型（G202、G207）焊(han)(han)條。但(dan)在焊(han)(han)縫和熱影(ying)響區都會產生(sheng)硬化(hua)，冷裂紋傾向比較大。為了克服(fu)冷裂紋的(de)形成，焊(han)(han)前必須進行高于300℃的(de)焊(han)(han)前預熱及焊(han)(han)后700℃左右的(de)回火(huo)處理。但(dan)此工藝方案比較復雜(za)，難以(yi)實現。
若選用E309（A302）和E310（A402）奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)焊(han)(han)條，可使焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭得(de)到較好(hao)的塑性來防(fang)止焊(han)(han)接(jie)時冷裂紋的產生。為此(ci)，對該(gai)類焊(han)(han)條進行了下(xia)列(lie)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)驗方法”（GB 4675.1-1984）進(jin)行焊接(jie)性(xing)試(shi)(shi)驗。除選用E309、E310型焊條(tiao)(tiao)外，還選用了鎳合金焊條(tiao)(tiao)Ni317進(jin)行抗裂性(xing)試(shi)(shi)驗，其試(shi)(shi)驗結果見表6-11。試(shi)(shi)驗結果表明：A402焊條(tiao)(tiao)的工藝(yi)性(xing)能及抗裂性(xing)良好(hao)。因此，可(ke)選用A402焊條(tiao)(tiao)在預熱(re)溫度為150℃條(tiao)(tiao)件下進(jin)行產品模擬試(shi)(shi)驗。
注：試驗時室(shi)溫(wen)為5℃。保溫(wen)材料用厚(hou)10mm硅酸(suan)鋁(lv)板，焊前墊(dian)在(zai)試件下起緩(huan)冷作用。 Ni317焊條在(zai)不預熱(re)條件下施焊，焊后即發現裂紋，故未做(zuo)其他試驗。
2. 產品模擬(ni)試驗。進行對(dui)接焊縫試驗。
a. 試(shi)件尺寸為600mmx300mmx6mm，開(kai)60°V形坡口，鈍邊為1.5mm，根部間隙(xi)為1mm±0.5mm。
b. 焊(han)前(qian)用砂(sha)輪(lun)清除(chu)坡(po)口及兩側各(ge)100mm范圍內的(de)油、銹(xiu)等雜物。
c. 將焊(han)接(jie)試(shi)件放(fang)在厚為(wei)10mm硅酸鋁保溫板上，用(yong)氧乙炔焰加熱坡口兩側(ce)至150℃后進行施焊(han)。
d. 采用φ4mm的(de)A402焊(han)(han)條，焊(han)(han)前經150℃烘干1h，用直流電源(yuan)反接法，焊(han)(han)接電流為(wei)105～110A。焊(han)(han)接順序(xu)為(wei)先(xian)焊(han)(han)坡口(kou)背(bei)面，清根后再焊(han)(han)坡口(kou)正面。
e. 焊后(hou)放置24h后(hou)，對(dui)焊縫外(wai)觀(guan)進行檢驗，未發現裂紋。
f. 沿焊縫縱向用滾(gun)床滾(gun)壓到彎(wan)曲半(ban)徑小于(yu)750mm時停止滾(gun)壓。
g. 再進(jin)行焊縫外觀檢驗(yan)及X射(she)線檢測，未發(fa)現新的焊接缺陷。
試(shi)(shi)驗結果(guo)(guo)表明，該牌(pai)號焊(han)條可(ke)以(yi)(yi)用于產品(pin)的(de)焊(han)接(jie)。為(wei)了使試(shi)(shi)件更(geng)接(jie)近(jin)產品(pin)的(de)實際情況，又焊(han)接(jie)了一組由6塊4Cr13鋼板（250mm×200mm×6mm）拼接(jie)成具有T形、十字(zi)形接(jie)頭(tou)的(de)對(dui)接(jie)焊(han)縫的(de)試(shi)(shi)件，焊(han)后按產品(pin)的(de)最(zui)小彎曲半徑進行(xing)彎曲變形，結果(guo)(guo)仍未(wei)發現裂(lie)紋。這(zhe)樣就(jiu)可(ke)以(yi)(yi)放心地用A402焊(han)條對(dui)產品(pin)進行(xing)焊(han)接(jie)了。
四、襯(chen)板的焊(han)接
根據設計圖(tu)樣要求，并考(kao)慮現場安裝的條件，垂直高(gao)度為(wei)5500mm的漏斗(dou)是由兩大(da)節圓臺形(xing)漏斗(dou)組(zu)成(cheng)，并運至現場組(zu)裝焊接。每(mei)一(yi)大(da)節又(you)由兩小節組(zu)成(cheng)（即圖(tu)6-3中①、②為(wei)一(yi)大(da)節，③、④為(wei)另(ling)一(yi)大(da)節）。
正式投產前，選漏斗下(xia)部的一大節(jie)做產品(pin)試驗(yan)，因該節(jie)曲率(lv)半徑最小，焊(han)接接頭受力復雜(za)，故選擇以此做產品(pin)試驗(yan)。其焊(han)接工藝與產品(pin)模擬試驗(yan)相同。坡口(kou)兩側(ce)120mm范圍內的預熱采用遠紅外加熱元件，并用半導體點溫(wen)計測溫(wen)。焊(han)后經壓彎成形，未發(fa)現(xian)裂(lie)紋。
為了更接(jie)近實際(ji)產(chan)品(pin)，在此試(shi)驗(yan)基礎上又(you)用600mm×300mm×6mm的(de)試(shi)件(jian)，開I形坡(po)口(kou)，間(jian)隙留2～3mm，在不預熱的(de)條件(jian)下進行(xing)(xing)定(ding)位焊(han)和焊(han)接(jie)試(shi)驗(yan)。焊(han)后進行(xing)(xing)壓彎試(shi)驗(yan)，未發現裂(lie)紋。應當指出(chu)的(de)是，定(ding)位焊(han)縫不宜太(tai)短，定(ding)位焊(han)后應及時焊(han)接(jie)，否則定(ding)位焊(han)處有裂(lie)紋出(chu)現的(de)可(ke)能(neng)性。
五、漏斗的組裝焊接
漏斗4Cr13襯板與外層Q235 鋼板的組裝焊接(jie)有兩個工藝方案。
第一(yi)個(ge)工藝方(fang)(fang)案：襯板(ban)分片壓形后與圓臺形Q235鋼板(ban)貼(tie)合，進行塞焊的方(fang)(fang)案。由(you)于內、外層板(ban)不可能(neng)完全(quan)貼(tie)緊(jin)，給(gei)塞焊帶來了(le)困難，在生產(chan)中(zhong)沒有采用。
第二個工(gong)藝(yi)方(fang)(fang)案：將內、外鋼(gang)板預先塞焊好成為雙層鋼(gang)板，然后進行壓形(xing)工(gong)藝(yi)。此方(fang)(fang)案保證了兩塊鋼(gang)板之間的貼合，同(tong)時(shi)由兩次(ci)壓形(xing)工(gong)藝(yi)合并為一次(ci)壓形(xing)工(gong)藝(yi)，提高了工(gong)作效率。組裝后的漏斗，焊接時(shi)應注意下列事項。
①. 漏斗(dou)組裝后，內襯縱縫(feng)間(jian)隙留(liu)4mm±1mm，以保證(zheng)焊透為準。當間(jian)隙過小時，應使用砂輪(lun)打磨坡口，然后才能進行定(ding)位(wei)焊。縱焊縫錯邊量(liang)不(bu)大(da)(da)于1mm，環(huan)焊縫的錯邊量(liang)不(bu)大(da)(da)于2mm。
②. 定位(wei)焊(han)后立即(ji)檢查(cha)焊(han)縫外觀質量(liang)，如(ru)發現(xian)有(you)裂紋，應打(da)磨(mo)消除后補(bu)定位(wei)焊(han)縫，方可正式焊(han)接(jie)。
③. 先焊(han)4Cr13襯板的(de)縱(zong)縫，后(hou)焊(han)Q235 鋼板外層的(de)縱(zong)焊(han)縫。然后(hou)再(zai)焊(han)兩小(xiao)節(jie)之間的(de)環焊(han)縫，最后(hou)將兩大節(jie)圓臺形漏斗運(yun)至(zhi)現場進行組裝焊(han)接。環焊縫(feng)采(cai)用分段(duan)對稱(cheng)焊的操作方法。
④. 內(nei)襯(chen)環(huan)焊縫焊前(qian)要用遠紅外加熱(re)器預熱(re)至150℃，保溫5min，升溫速度不大于100℃／min。焊后(hou)需立即進行250～300℃的后(hou)熱(re)處理，保溫5min以上，停(ting)電(dian)冷卻至100℃以下時，去除(chu)加熱(re)器。
⑤. 焊(han)(han)接過程中若發現裂(lie)紋應立即停(ting)止施焊(han)(han)，待裂(lie)紋全部消除后(hou)，才能進行施焊(han)(han)。焊(han)(han)后(hou)若發現裂(lie)紋，則必須(xu)清(qing)除徹底后(hou)補焊(han)(han)，補焊(han)(han)前仍需采取(qu)預(yu)熱和后(hou)熱處理的措施。
總之，采用上(shang)述工(gong)藝方案，焊(han)接成的(de)漏斗(dou)已通過鑒定(ding)。這為采用耐蝕、耐磨、價格較低(di)的(de)4Cr13馬氏體不銹鋼焊(han)接提供了(le)生產經(jing)驗。
