在(zai)(zai)價格低(di)廉的(de)低(di)碳鋼上堆焊(han)(han)(han)耐(nai)蝕(shi)合金(jin)，大多(duo)采用(yong)(yong)(yong)帶極(ji)埋弧堆焊(han)(han)(han)的(de)方(fang)法實(shi)施。20世紀70年代(dai)國外發明了用(yong)(yong)(yong)帶極(ji)電(dian)渣堆焊(han)(han)(han)技術，具有(you)熔敷率(lv)(lv)高、稀釋率(lv)(lv)低(di)、焊(han)(han)(han)縫成(cheng)形(xing)好(hao)等優點，近年來在(zai)(zai)工業(ye)發達的(de)國家得(de)到廣泛的(de)應用(yong)(yong)(yong)。采用(yong)(yong)(yong)帶極(ji)電(dian)渣堆焊(han)(han)(han)（ESW）和帶極(ji)埋弧焊(han)(han)(han)（SAW）兩(liang)種不(bu)同的(de)方(fang)法在(zai)(zai)Q235母材上熔敷不(bu)銹鋼層，對堆焊(han)(han)(han)金(jin)屬的(de)電(dian)化學腐(fu)蝕(shi)及晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)性能進行了比較。
一(yi)、試(shi)驗設(she)備和材料
試驗設備采用MZ-1000電(dian)源和FD11-200T平焊(han)小(xiao)車配帶極堆焊(han)機(ji)頭(tou)。
母材為低碳鋼Q235，尺寸為400mm×200mm×10mm。焊接材料選用自行研制的帶極電渣堆焊用燒結焊劑、熔煉焊劑HJ431和尺寸為25mm×0.4mm的奧(ao)氏體不銹鋼焊帶。堆焊試板和不(bu)銹(xiu)鋼焊帶的化學成分見表5-67。
二、堆焊工藝及腐蝕試驗
1. 帶(dai)極堆(dui)焊層金屬的制備與(yu)工藝
堆(dui)焊參數是：焊接電(dian)(dian)流(liu)338～380A，初(chu)始電(dian)(dian)壓26～30V，焊接速度4～8m／h，在Q235母材上分(fen)別進行帶(dai)極電(dian)(dian)渣(zha)堆(dui)焊和帶(dai)極埋弧堆(dui)焊。利用 Bruker Elmental 直(zhi)讀(du)光(guang)譜儀對堆(dui)焊層金屬進行成(cheng)分(fen)分(fen)析，結果見表5-68。
注：SAW為帶極電(dian)弧堆焊(han)，ESW為帶極電(dian)渣堆焊(han)。
2. 電(dian)化學腐(fu)蝕試驗(yan)
電化學腐蝕試樣的制取是在金屬的中間位置處，從表面刨去2mm，采用線切割方法截取10mmx10mmx3mm試樣。選用PS-268A型化學測量儀，電極采用參比甘汞電極、輔助鉑電極和工作電極構成的三電極體系。試驗在室溫下進行測定，腐蝕液選用質量分數為9.8％H2SO4溶液或5％HCI溶液，采樣周期為1s，以60mV／min的速度進行掃描，對電流和電位進行采集。
3. 晶間腐蝕試(shi)驗
晶(jing)(jing)(jing)間(jian)腐蝕(shi)(shi)(shi)試樣的制(zhi)備(bei)方法與電化學腐蝕(shi)(shi)(shi)試樣相同。試驗(yan)按國家(jia)標(biao)準GB／T 4334-2008《金屬和合金的腐蝕(shi)(shi)(shi) 不銹鋼晶(jing)(jing)(jing)間(jian)腐蝕(shi)(shi)(shi)試驗(yan)方法》進(jin)行(xing)，晶(jing)(jing)(jing)間(jian)腐蝕(shi)(shi)(shi)狀況采用(yong)XJG-05大(da)型金相顯微鏡觀察。
三、試驗結(jie)果
1. 電化(hua)學腐蝕(shi)試驗結果
腐蝕(shi)性(xing)能特性(xing)值見表5-69。從表中可知(zhi)，3種堆(dui)焊層(ceng)金屬(shu)(shu)(shu)的(de)(de)金屬(shu)(shu)(shu)的(de)(de)自(zi)腐蝕(shi)電(dian)位(wei)約為-433mV，母材(cai)(cai)的(de)(de)自(zi)腐蝕(shi)電(dian)位(wei)為-480mV；兩種帶(dai)(dai)極電(dian)渣(zha)堆(dui)焊層(ceng)金屬(shu)(shu)(shu)的(de)(de)自(zi)腐蝕(shi)電(dian)流接近(jin)于0.17mA，遠小于帶(dai)(dai)極埋(mai)弧堆(dui)焊金屬(shu)(shu)(shu)0.44mA和母材(cai)(cai)的(de)(de)1.12mA；以此判(pan)斷，帶(dai)(dai)極電(dian)渣(zha)堆(dui)焊層(ceng)金屬(shu)(shu)(shu)的(de)(de)耐蝕(shi)性(xing)比帶(dai)(dai)極埋(mai)弧堆(dui)焊層(ceng)金屬(shu)(shu)(shu)和母材(cai)(cai)好。
從表5-69也可知，在5％HCI溶(rong)液中，堆(dui)焊層(ceng)金屬(shu)的自(zi)腐蝕(shi)電位約為-440mV，高于(yu)母(mu)材-492mV；其自(zi)腐蝕(shi)電流(liu)接(jie)近(jin)于(yu)0.48mA，遠低于(yu)母(mu)材1.22mA。因此，在5％HCI溶(rong)液中，堆(dui)焊層(ceng)金屬(shu)的抗腐蝕(shi)能(neng)力大(da)致相(xiang)同。
2. 晶(jing)間腐蝕試驗(yan)結果與分析(xi)
堆(dui)焊金屬在10％草酸溶液中浸(jin)蝕后(hou)的(de)金相(xiang)組織形貌上可以看出(chu)：當焊接(jie)速度(du)越(yue)小時，帶(dai)極(ji)電渣堆(dui)焊層金屬金相(xiang)晶(jing)(jing)(jing)粒(li)越(yue)粗大，被(bei)網(wang)(wang)狀(zhuang)分布的(de)腐蝕溝(gou)包(bao)圍的(de)晶(jing)(jing)(jing)粒(li)越(yue)多，部(bu)分晶(jing)(jing)(jing)粒(li)被(bei)腐蝕溝(gou)包(bao)圍的(de)晶(jing)(jing)(jing)內有凹坑；相(xiang)反，隨著焊接(jie)速度(du)的(de)加快，晶(jing)(jing)(jing)粒(li)變(bian)得細(xi)小，被(bei)網(wang)(wang)狀(zhuang)分布的(de)腐蝕溝(gou)包(bao)圍的(de)晶(jing)(jing)(jing)粒(li)越(yue)少。
造成(cheng)堆(dui)焊(han)金(jin)屬層金(jin)屬晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)間腐(fu)蝕程度(du)不(bu)同的(de)(de)(de)(de)原因是采(cai)用(yong)帶(dai)極(ji)埋弧(hu)(hu)堆(dui)焊(han)技術(shu)，熔(rong)化焊(han)材(cai)(cai)和母(mu)材(cai)(cai)所需要(yao)的(de)(de)(de)(de)熱量(liang)是由中(zhong)心軸溫度(du)可達上萬度(du)的(de)(de)(de)(de)電(dian)弧(hu)(hu)產(chan)生，得到的(de)(de)(de)(de)堆(dui)焊(han)金(jin)屬碳(tan)含(han)量(liang)高(gao)，鉻含(han)量(liang)低(di)，從而(er)造成(cheng)帶(dai)極(ji)埋弧(hu)(hu)堆(dui)焊(han)層金(jin)屬抗(kang)(kang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)間腐(fu)蝕性能(neng)下降。在(zai)帶(dai)極(ji)電(dian)渣堆(dui)焊(han)工藝中(zhong)，熔(rong)化焊(han)材(cai)(cai)和母(mu)材(cai)(cai)所需要(yao)的(de)(de)(de)(de)熱量(liang)由溫度(du)為2300℃左右的(de)(de)(de)(de)熔(rong)融態(tai)渣池供給，形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)粒較細小(xiao)，因此單位體積的(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界面(mian)積小(xiao)，導致晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界形(xing)成(cheng)貧鉻區的(de)(de)(de)(de)傾向變小(xiao)；另(ling)一方(fang)面(mian)，帶(dai)極(ji)電(dian)渣堆(dui)焊(han)層金(jin)屬的(de)(de)(de)(de)碳(tan)含(han)量(liang)低(di)，鉻含(han)量(liang)高(gao)，這(zhe)種“低(di)碳(tan)高(gao)鉻”減少(shao)了(le)鉻的(de)(de)(de)(de)碳(tan)化物在(zai)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界的(de)(de)(de)(de)析出，從而(er)保(bao)證了(le)帶(dai)極(ji)電(dian)渣堆(dui)焊(han)層具有良好(hao)的(de)(de)(de)(de)抗(kang)(kang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)間腐(fu)蝕性能(neng)。
由此可知，堆焊金屬層的抗晶間腐蝕程度的優劣順序為ESWv=8m/h>ESWv=4m/h>SAWv=8m/h，帶極電渣堆焊層金屬的抗晶間腐蝕性能優于帶極埋弧堆焊層金屬，此結果與9.8％H2SO4溶液中的電化學腐蝕結果相吻合。
