一、煤倉漏斗結(jié)構(gòu)
洗煤廠的煤倉由4個(gè)圓臺(tái)形漏斗組成，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖4-22所示。漏斗是上口直徑為5940mm、下口直徑為1500mm、垂直高度為5500mm的兩層鋼板結(jié)構(gòu)，外層為6mm厚的Q235鋼板，內(nèi)層為6mm厚的40Cr13 馬氏體不銹鋼板，兩層鋼板之間采用塞焊工藝連接。
二、焊接方法及焊材的選擇
選用焊條電弧焊方法對(duì)煤倉漏斗進(jìn)行焊接。
漏斗在要求耐磨、耐蝕的條件下工作，焊縫為不受重載荷的結(jié)構(gòu)。焊條可選用與母材金屬化學(xué)成分相當(dāng)?shù)牟讳P鋼焊條，如選用E410型（G202、G207）焊條。但焊縫和熱影響區(qū)都會(huì)產(chǎn)生硬化，冷裂紋傾向較大。為了克服冷裂紋的形成，焊前必須進(jìn)行高于300℃的焊前預(yù)熱及焊后700℃左右的回火處理。但此工藝方案比較復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)。
為了簡化焊接工藝，減少復(fù)雜的加工過程，選用了異種金屬焊接材料進(jìn)行焊接。用E309（A309）和E310（A402）奧氏體型不銹鋼焊條，可使焊接接頭得到較好的塑性，防止焊接時(shí)冷裂紋的產(chǎn)生。為此，對(duì)該類焊條進(jìn)行工藝試驗(yàn)：
1. 抗裂性試驗(yàn)選用了E309、E310型焊條，按《斜Y形坡口焊接裂紋試驗(yàn)方法》進(jìn)行焊接性試驗(yàn)，其試驗(yàn)結(jié)果見表4-53。試驗(yàn)結(jié)果表明：A402焊條的工藝性能及抗裂性良好。因此，可選用A402焊條在預(yù)熱溫度為150℃下進(jìn)行產(chǎn)品模擬試驗(yàn)。
2. 產(chǎn)品模擬試驗(yàn) 進(jìn)行對(duì)接焊縫試驗(yàn)。
a. 試板尺寸為600mm×300mm×6mm，開60°V形坡口，鈍邊為1.5mm，根部間隙為（1±0.5）mm。
b. 焊前用砂輪清除坡口兩側(cè)各100mm范圍內(nèi)的油、銹等雜物。
c. 將焊接試板放在厚為10mm硅酸鋁保溫板上，用氧炔焰加熱坡口兩側(cè)至150℃后進(jìn)行焊接。
d. 采用φ4mm的A402焊條，焊前經(jīng)150℃烘干1h，用直流反極電源，焊接電流為105～110A，焊接順序?yàn)橄群钙驴诒趁?，清根后再焊坡口正面?/span>
e. 焊后放置24h后，對(duì)焊縫外觀進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)裂紋。
f. 沿焊縫縱向用滾床滾壓到彎曲半徑小于750mm時(shí)，停止?jié)L壓。
g. 再進(jìn)行焊縫外觀檢查及X光射線檢測，未發(fā)現(xiàn)新的焊接缺陷。
焊接試驗(yàn)結(jié)果表明，該牌號(hào)焊條可以用于產(chǎn)品的焊接。為了使試件更接近產(chǎn)品的實(shí)際情況，又焊接了一組6塊40Cr13鋼板（250mmx200mmx6mm）拼接成具有T形、十字形接頭的對(duì)接焊縫的試件，焊后按產(chǎn)品最小彎曲半徑進(jìn)行彎曲變形，檢查仍未發(fā)現(xiàn)裂紋。這樣就可以放心地用A402焊條對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行焊接了。
3. 襯板的焊接
根據(jù)設(shè)計(jì)圖樣要求，并考慮現(xiàn)場安裝的條件，垂直高度為5500mm的漏斗是由兩大節(jié)圓臺(tái)形漏斗組成，并運(yùn)至現(xiàn)場組裝焊接。每一大節(jié)由兩小節(jié)組成（即圖4-22中①、②為一大節(jié)，③、④為另一大節(jié)）。
正式投產(chǎn)前，選漏斗下部的一大節(jié)做產(chǎn)品試驗(yàn)，因該節(jié)曲率半徑最小，焊接接頭受力復(fù)雜，故選擇以此作產(chǎn)品試驗(yàn)。其焊接工藝與產(chǎn)品模擬試驗(yàn)相同。坡口兩側(cè)120mm范圍內(nèi)預(yù)熱，采用遠(yuǎn)紅外加熱元件，并用半導(dǎo)體點(diǎn)溫計(jì)測溫。焊后經(jīng)壓彎成形，未發(fā)現(xiàn)裂紋。
為了更接近實(shí)際產(chǎn)品，在此試驗(yàn)基礎(chǔ)上又用600mm×300mm×6mm的試板開I形坡口，間隙留2～3mm，在不預(yù)熱的條件下進(jìn)行定位焊和焊接試驗(yàn)。焊后進(jìn)行壓彎試驗(yàn)，未發(fā)現(xiàn)裂紋。應(yīng)當(dāng)指出的是，定位焊縫不宜太短，定位焊后應(yīng)及時(shí)焊接，否則定位焊處有裂紋出現(xiàn)的可能性。
4. 漏斗的組裝焊接
將內(nèi)外鋼板預(yù)先塞焊成為雙層鋼板，然后進(jìn)行壓形工藝。保證了兩塊鋼板之間的貼合，同時(shí)由兩道壓形工藝合并為一次壓形工藝，提高了工作效率。組裝后的漏斗，焊接時(shí)注意下列事項(xiàng)：
a. 漏斗組裝后，內(nèi)襯縱縫間隙留（4±1）mm，以保證焊透為準(zhǔn)?？v焊縫錯(cuò)邊量不大于1mm，環(huán)焊縫的錯(cuò)邊量不大于2mm。
b. 定位焊后立即檢查焊縫外觀質(zhì)量，若發(fā)現(xiàn)有裂紋，應(yīng)打磨消除后補(bǔ)定位焊縫，方可正式焊接。
c. 先焊40Cr13襯板的縱縫，后焊Q235鋼板外層的縱焊縫，然后再焊兩小節(jié)之間的環(huán)焊縫，最后將兩大節(jié)圓臺(tái)形漏斗運(yùn)至現(xiàn)場進(jìn)行組裝焊接。環(huán)焊縫采用分段對(duì)稱焊的操作方法。
d. 內(nèi)襯環(huán)焊縫焊前要用遠(yuǎn)紅外加熱器預(yù)熱至150℃，保溫5min，升溫速度不大于100℃／min。焊后需立即進(jìn)行250～300℃的后熱處理，保溫5min以上，停電冷卻至100℃以下時(shí)，去除加熱器。
e. 焊接過程中若發(fā)現(xiàn)裂紋應(yīng)立即停止施焊，待裂紋全部消除后補(bǔ)焊，補(bǔ)焊前仍需采取預(yù)熱和后熱處理的措施。
總之，采用上述工藝方法，焊接成的漏斗已通過鑒定。這為采用耐蝕、耐磨、價(jià)格較低的40Cr13馬氏體不銹鋼焊接提供了生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。
