在價格低(di)(di)(di)廉的(de)低(di)(di)(di)碳鋼(gang)上堆(dui)焊(han)耐(nai)蝕合金(jin)，大(da)多采(cai)用帶(dai)(dai)(dai)極(ji)埋弧堆(dui)焊(han)的(de)方法實施。20世紀70年代國外發明(ming)了用帶(dai)(dai)(dai)極(ji)電渣堆(dui)焊(han)技術，具有熔敷(fu)率(lv)高、稀釋率(lv)低(di)(di)(di)、焊(han)縫成(cheng)形好等優點(dian)，近年來在工業(ye)發達的(de)國家得(de)到(dao)廣泛的(de)應用。采(cai)用帶(dai)(dai)(dai)極(ji)電渣堆(dui)焊(han)（ESW）和帶(dai)(dai)(dai)極(ji)埋弧焊(han)（SAW）兩種不(bu)同的(de)方法在Q235母(mu)材上熔敷(fu)不(bu)銹鋼(gang)層，對堆(dui)焊(han)金(jin)屬的(de)電化學腐蝕及晶間腐蝕性(xing)能進行(xing)了比(bi)較。
一(yi)、試驗設備(bei)和材料
試驗設備(bei)采(cai)用MZ-1000電源和(he)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(ti)不(bu)銹鋼焊帶。堆焊試板和不銹鋼(gang)焊(han)帶的化學成分見表5-67。
二、堆焊(han)工(gong)藝及腐蝕(shi)試驗(yan)
1. 帶極堆(dui)焊層金(jin)屬的(de)制備與工藝
堆(dui)焊參數(shu)是：焊接(jie)電流338～380A，初(chu)始(shi)電壓26～30V，焊接(jie)速度4～8m／h，在Q235母材上分別進(jin)行帶極電渣堆(dui)焊和(he)帶極埋弧堆(dui)焊。利(li)用 Bruker Elmental 直讀光譜(pu)儀對堆(dui)焊層金屬(shu)進(jin)行成分分析(xi)，結果見表5-68。
注：SAW為(wei)帶極電(dian)弧堆焊，ESW為(wei)帶極電(dian)渣堆焊。
2. 電化(hua)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. 晶間腐蝕試驗
晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)試樣(yang)的制備方(fang)法與電化學腐(fu)蝕(shi)試樣(yang)相同(tong)。試驗(yan)(yan)按國家標(biao)準GB／T 4334-2008《金屬(shu)和合金的腐(fu)蝕(shi) 不銹(xiu)鋼(gang)晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)試驗(yan)(yan)方(fang)法》進(jin)行，晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)狀況采(cai)用XJG-05大型金相顯微(wei)鏡觀察。
三、試(shi)驗(yan)結(jie)果
1. 電(dian)化學腐蝕試驗結(jie)果(guo)
腐蝕(shi)性能(neng)特(te)性值見表5-69。從(cong)表中(zhong)可知，3種堆焊(han)層金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)自腐蝕(shi)電位約為-433mV，母(mu)材(cai)的(de)(de)(de)(de)自腐蝕(shi)電位為-480mV；兩種帶極(ji)(ji)電渣堆焊(han)層金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)自腐蝕(shi)電流接近于(yu)(yu)0.17mA，遠小于(yu)(yu)帶極(ji)(ji)埋弧堆焊(han)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)0.44mA和母(mu)材(cai)的(de)(de)(de)(de)1.12mA；以(yi)此判斷，帶極(ji)(ji)電渣堆焊(han)層金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)耐蝕(shi)性比帶極(ji)(ji)埋弧堆焊(han)層金(jin)(jin)屬(shu)(shu)和母(mu)材(cai)好。
從表5-69也可知(zhi)，在(zai)5％HCI溶液(ye)中，堆(dui)焊層(ceng)金屬的自(zi)腐蝕(shi)電(dian)位(wei)約為-440mV，高于母材-492mV；其自(zi)腐蝕(shi)電(dian)流接(jie)近于0.48mA，遠低于母材1.22mA。因此，在(zai)5％HCI溶液(ye)中，堆(dui)焊層(ceng)金屬的抗腐蝕(shi)能力大(da)致相同。
2. 晶間腐蝕試驗結果與(yu)分析
堆(dui)焊金屬(shu)在10％草酸溶液中浸蝕后的(de)(de)(de)金相組(zu)織形貌上(shang)可以(yi)看出：當焊接速度(du)越小(xiao)時(shi)，帶極電渣堆(dui)焊層(ceng)金屬(shu)金相晶(jing)(jing)粒(li)越粗大，被網狀分(fen)布的(de)(de)(de)腐(fu)蝕溝包圍的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)粒(li)越多，部(bu)分(fen)晶(jing)(jing)粒(li)被腐(fu)蝕溝包圍的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)內有凹坑；相反，隨著焊接速度(du)的(de)(de)(de)加(jia)快，晶(jing)(jing)粒(li)變(bian)得細小(xiao)，被網狀分(fen)布的(de)(de)(de)腐(fu)蝕溝包圍的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)粒(li)越少。
造(zao)成(cheng)堆焊(han)金(jin)屬(shu)層(ceng)(ceng)金(jin)屬(shu)晶(jing)(jing)(jing)間(jian)腐蝕(shi)(shi)程度(du)不(bu)同的(de)原因是采用帶(dai)極埋弧(hu)堆焊(han)技術，熔化(hua)(hua)焊(han)材和母(mu)材所(suo)需(xu)要的(de)熱量(liang)(liang)是由(you)中心(xin)軸溫度(du)可達上(shang)萬(wan)度(du)的(de)電(dian)弧(hu)產生，得到的(de)堆焊(han)金(jin)屬(shu)碳(tan)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)高(gao)，鉻含(han)(han)(han)量(liang)(liang)低(di)，從(cong)而(er)造(zao)成(cheng)帶(dai)極埋弧(hu)堆焊(han)層(ceng)(ceng)金(jin)屬(shu)抗(kang)晶(jing)(jing)(jing)間(jian)腐蝕(shi)(shi)性(xing)能下降。在(zai)帶(dai)極電(dian)渣(zha)堆焊(han)工藝中，熔化(hua)(hua)焊(han)材和母(mu)材所(suo)需(xu)要的(de)熱量(liang)(liang)由(you)溫度(du)為(wei)2300℃左右(you)的(de)熔融態渣(zha)池供(gong)給，形成(cheng)的(de)晶(jing)(jing)(jing)粒較細小，因此單位體積(ji)的(de)晶(jing)(jing)(jing)界面(mian)積(ji)小，導致晶(jing)(jing)(jing)界形成(cheng)貧(pin)鉻區的(de)傾(qing)向變小；另(ling)一方面(mian)，帶(dai)極電(dian)渣(zha)堆焊(han)層(ceng)(ceng)金(jin)屬(shu)的(de)碳(tan)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)低(di)，鉻含(han)(han)(han)量(liang)(liang)高(gao)，這(zhe)種“低(di)碳(tan)高(gao)鉻”減少了鉻的(de)碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)在(zai)晶(jing)(jing)(jing)界的(de)析(xi)出，從(cong)而(er)保證(zheng)了帶(dai)極電(dian)渣(zha)堆焊(han)層(ceng)(ceng)具有(you)良好的(de)抗(kang)晶(jing)(jing)(jing)間(jian)腐蝕(shi)(shi)性(xing)能。
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。
