一、煤倉漏斗結構

 洗煤廠的煤倉由4個圓臺形漏斗組成，其結構示意圖如圖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的兩層鋼板結構，外層為6mm厚的Q235鋼板，內層為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煤倉漏斗進行焊接。

  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構。焊條可選用與母材金屬化學成分相當的不銹鋼焊條，如選用E410型（G202、G207）焊條。但焊縫和熱影響區都會產生硬化，冷裂紋傾向較大。為了克服冷裂紋的形成，焊前必須進行高于300℃的焊前預熱及焊后700℃左右的回火處理。但此工藝方案比較復雜，難以實現。

  為了簡化焊接工藝，減少復雜的加工過程，選用了異種金屬焊接材料進行焊接。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，防止焊接時冷裂紋的產生。為此，對該類焊條進行工藝試驗：

 1. 抗裂性試驗選用了E309、E310型焊條，按《斜Y形坡口焊接裂紋試驗方法》進行焊接性試驗，其試驗結果見表4-53。試驗結果表明：A402焊條的工藝性能及抗裂性良好。因此，可選用A402焊條在預熱溫度為150℃下進行產品模擬試驗。

 2. 產品模擬試驗 進行對接焊縫試驗。

    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各100mm范圍內的油、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至150℃后進行焊接。

    d. 采用φ4mm的A402焊條，焊前經150℃烘干1h，用直流反極電源，焊接電流為105～110A，焊接順序為先焊坡口背面，清根后再焊坡口正面。

    e. 焊后放置24h后，對焊縫外觀進行檢查，未發現裂紋。

    f. 沿焊縫縱向用滾床滾壓到彎曲半徑小于750mm時，停止滾壓。

   g. 再進行焊縫外觀檢查及X光射線檢測，未發現新的焊接缺陷。

  焊接試驗結果表明，該牌號焊條可以用于產品的焊接。為了使試件更接近產品的實際情況，又焊接了一組6塊40Cr13鋼板（250mmx200mmx6mm）拼接成具有T形、十字形接頭的對接焊縫的試件，焊后按產品最小彎曲半徑進行彎曲變形，檢查仍未發現裂紋。這樣就可以放心地用A402焊條對產品進行焊接了。

3. 襯板的焊接

  根據設計圖樣要求，并考慮現場安裝的條件，垂直高度為5500mm的漏斗是由兩大節圓臺形漏斗組成，并運至現場組裝焊接。每一大節由兩小節組成（即圖4-22中①、②為一大節，③、④為另一大節）。

  正式投產前，選漏斗下部的一大節做產品試驗，因該節曲率半徑最小，焊接接頭受力復雜，故選擇以此作產品試驗。其焊接工藝與產品模擬試驗相同。坡口兩側120mm范圍內預熱，采用遠紅外加熱元件，并用半導體點溫計測溫。焊后經壓彎成形，未發現裂紋。

  為了更接近實際產品，在此試驗基礎上又用600mm×300mm×6mm的試板開I形坡口，間隙留2～3mm，在不預熱的條件下進行定位焊和焊接試驗。焊后進行壓彎試驗，未發現裂紋。應當指出的是，定位焊縫不宜太短，定位焊后應及時焊接，否則定位焊處有裂紋出現的可能性。

 4. 漏斗的組裝焊接

將內外鋼板預先塞焊成為雙層鋼板，然后進行壓形工藝。保證了兩塊鋼板之間的貼合，同時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，焊接時注意下列事項：

  a. 漏斗組裝后，內襯縱縫間隙留（4±1）mm，以保證焊透為準。縱焊縫錯邊量不大于1mm，環焊縫的錯邊量不大于2mm。

  b. 定位焊后立即檢查焊縫外觀質量，若發現有裂紋，應打磨消除后補定位焊縫，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，然后再焊兩小節之間的環焊縫，最后將兩大節圓臺形漏斗運至現場進行組裝焊接。環焊縫采用分段對稱焊的操作方法。

  d. 內襯環焊縫焊前要用遠紅外加熱器預熱至150℃，保溫5min，升溫速度不大于100℃／min。焊后需立即進行250～300℃的后熱處理，保溫5min以上，停電冷卻至100℃以下時，去除加熱器。

  e. 焊接過程中若發現裂紋應立即停止施焊，待裂紋全部消除后補焊，補焊前仍需采取預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、價格較低的40Cr13馬氏體不銹鋼焊接提供了生產經驗。