在價格低廉(lian)的低碳鋼(gang)上堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)耐蝕(shi)(shi)合金(jin)(jin)，大多(duo)采(cai)用(yong)(yong)帶(dai)(dai)極埋弧堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)的方法實施(shi)。20世紀70年(nian)代國外發明了用(yong)(yong)帶(dai)(dai)極電(dian)渣(zha)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)技術，具有熔敷率高、稀釋率低、焊(han)縫(feng)成形好等優點，近年(nian)來在工業發達的國家(jia)得到廣泛(fan)的應用(yong)(yong)。采(cai)用(yong)(yong)帶(dai)(dai)極電(dian)渣(zha)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)（ESW）和帶(dai)(dai)極埋弧焊(han)（SAW）兩種不(bu)同的方法在Q235母材(cai)上熔敷不(bu)銹(xiu)鋼(gang)層(ceng)，對堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)金(jin)(jin)屬(shu)的電(dian)化學(xue)腐蝕(shi)(shi)及晶間(jian)腐蝕(shi)(shi)性(xing)能進行了比較。
一、試驗設備和材料
試驗設備采用MZ-1000電源和FD11-200T平焊(han)小車配帶極(ji)堆(dui)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的奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)焊帶。堆焊試板和不銹鋼焊(han)帶的化學成分見表5-67。
二(er)、堆焊工藝及腐蝕試驗
1. 帶(dai)極堆焊層金屬的制備與工藝
堆焊(han)(han)參數(shu)是：焊(han)(han)接電流338～380A，初始電壓26～30V，焊(han)(han)接速度4～8m／h，在Q235母材上分(fen)別(bie)進行帶(dai)極電渣堆焊(han)(han)和帶(dai)極埋弧堆焊(han)(han)。利用 Bruker Elmental 直讀光譜儀對堆焊(han)(han)層(ceng)金屬進行成(cheng)分(fen)分(fen)析(xi)，結(jie)果見表5-68。
注：SAW為帶(dai)極電弧堆(dui)焊，ESW為帶(dai)極電渣堆(dui)焊。
2. 電化學(xue)腐蝕試驗(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(fu)蝕試驗
晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)試(shi)樣(yang)的(de)制備方法(fa)與電化學腐蝕(shi)試(shi)樣(yang)相同。試(shi)驗按國家標(biao)準GB／T 4334-2008《金屬和合金的(de)腐蝕(shi) 不銹鋼晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)試(shi)驗方法(fa)》進行(xing)，晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)狀(zhuang)況采用XJG-05大型(xing)金相顯微鏡(jing)觀察。
三、試驗(yan)結果
1. 電化學腐(fu)蝕試(shi)驗(yan)結果
腐(fu)蝕(shi)性能特(te)性值(zhi)見表5-69。從表中可知(zhi)，3種堆(dui)焊層(ceng)金(jin)屬的(de)金(jin)屬的(de)自(zi)腐(fu)蝕(shi)電(dian)位(wei)約(yue)為-433mV，母材(cai)的(de)自(zi)腐(fu)蝕(shi)電(dian)位(wei)為-480mV；兩(liang)種帶(dai)極(ji)電(dian)渣(zha)堆(dui)焊層(ceng)金(jin)屬的(de)自(zi)腐(fu)蝕(shi)電(dian)流接近于0.17mA，遠(yuan)小(xiao)于帶(dai)極(ji)埋弧堆(dui)焊金(jin)屬0.44mA和(he)母材(cai)的(de)1.12mA；以此(ci)判(pan)斷，帶(dai)極(ji)電(dian)渣(zha)堆(dui)焊層(ceng)金(jin)屬的(de)耐蝕(shi)性比帶(dai)極(ji)埋弧堆(dui)焊層(ceng)金(jin)屬和(he)母材(cai)好。
從表5-69也可知，在5％HCI溶液中，堆焊層金屬的自腐(fu)(fu)蝕電位約為-440mV，高于母(mu)材(cai)-492mV；其自腐(fu)(fu)蝕電流接近于0.48mA，遠低于母(mu)材(cai)1.22mA。因此(ci)，在5％HCI溶液中，堆焊層金屬的抗腐(fu)(fu)蝕能力大致相(xiang)同。
2. 晶間腐蝕(shi)試(shi)驗(yan)結果與(yu)分析(xi)
堆焊(han)(han)金(jin)屬在10％草酸溶液中浸(jin)蝕(shi)后(hou)的金(jin)相組(zu)織形貌上可以(yi)看出：當焊(han)(han)接速度(du)越(yue)(yue)小時(shi)，帶極電渣堆焊(han)(han)層金(jin)屬金(jin)相晶粒(li)越(yue)(yue)粗大，被(bei)網狀(zhuang)分(fen)(fen)(fen)布(bu)(bu)的腐(fu)蝕(shi)溝包(bao)圍(wei)(wei)的晶粒(li)越(yue)(yue)多，部分(fen)(fen)(fen)晶粒(li)被(bei)腐(fu)蝕(shi)溝包(bao)圍(wei)(wei)的晶內有凹坑；相反，隨著焊(han)(han)接速度(du)的加快(kuai)，晶粒(li)變得(de)細小，被(bei)網狀(zhuang)分(fen)(fen)(fen)布(bu)(bu)的腐(fu)蝕(shi)溝包(bao)圍(wei)(wei)的晶粒(li)越(yue)(yue)少。
造成堆焊(han)金(jin)(jin)屬(shu)層(ceng)金(jin)(jin)屬(shu)晶(jing)(jing)間(jian)腐蝕程度不同的(de)(de)(de)原(yuan)因是采用帶(dai)(dai)極(ji)埋弧堆焊(han)技術，熔(rong)化焊(han)材(cai)(cai)(cai)和(he)母(mu)材(cai)(cai)(cai)所需(xu)要(yao)的(de)(de)(de)熱(re)量(liang)是由中心軸(zhou)溫(wen)度可達上(shang)萬度的(de)(de)(de)電弧產生(sheng)，得到的(de)(de)(de)堆焊(han)金(jin)(jin)屬(shu)碳(tan)含(han)(han)量(liang)高，鉻含(han)(han)量(liang)低(di)，從(cong)(cong)而造成帶(dai)(dai)極(ji)埋弧堆焊(han)層(ceng)金(jin)(jin)屬(shu)抗晶(jing)(jing)間(jian)腐蝕性(xing)能(neng)下(xia)降。在(zai)帶(dai)(dai)極(ji)電渣堆焊(han)工藝中，熔(rong)化焊(han)材(cai)(cai)(cai)和(he)母(mu)材(cai)(cai)(cai)所需(xu)要(yao)的(de)(de)(de)熱(re)量(liang)由溫(wen)度為2300℃左右(you)的(de)(de)(de)熔(rong)融態渣池供給，形成的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)粒較細小，因此(ci)單(dan)位體積的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)面(mian)積小，導(dao)致晶(jing)(jing)界(jie)形成貧鉻區(qu)的(de)(de)(de)傾向變小；另一方面(mian)，帶(dai)(dai)極(ji)電渣堆焊(han)層(ceng)金(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)碳(tan)含(han)(han)量(liang)低(di)，鉻含(han)(han)量(liang)高，這種“低(di)碳(tan)高鉻”減(jian)少了鉻的(de)(de)(de)碳(tan)化物在(zai)晶(jing)(jing)界(jie)的(de)(de)(de)析出，從(cong)(cong)而保(bao)證了帶(dai)(dai)極(ji)電渣堆焊(han)層(ceng)具有良好(hao)的(de)(de)(de)抗晶(jing)(jing)間(jian)腐蝕性(xing)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。
