在(zai)價格低(di)廉的(de)低(di)碳(tan)鋼上堆(dui)(dui)焊(han)耐蝕合金，大多采用(yong)帶極(ji)埋(mai)弧(hu)堆(dui)(dui)焊(han)的(de)方法實施。20世紀70年代國外發明了用(yong)帶極(ji)電渣(zha)堆(dui)(dui)焊(han)技術，具有熔敷率(lv)高、稀釋率(lv)低(di)、焊(han)縫(feng)成形好等優點，近年來在(zai)工業(ye)發達的(de)國家得到廣泛的(de)應(ying)用(yong)。采用(yong)帶極(ji)電渣(zha)堆(dui)(dui)焊(han)（ESW）和帶極(ji)埋(mai)弧(hu)焊(han)（SAW）兩(liang)種不同的(de)方法在(zai)Q235母材上熔敷不銹鋼層，對堆(dui)(dui)焊(han)金屬的(de)電化(hua)學腐蝕及晶間(jian)腐蝕性能進行了比較。
一(yi)、試驗(yan)設備和(he)材料
試(shi)驗設備(bei)采用(yong)MZ-1000電源(yuan)和FD11-200T平焊小車配(pei)帶極堆焊機頭。
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帶的化學成分見表5-67。
二、堆焊工藝(yi)及(ji)腐(fu)蝕試驗
1. 帶極堆焊層(ceng)金(jin)屬(shu)的(de)制備(bei)與(yu)工藝
堆(dui)焊(han)參數是：焊(han)接電(dian)流338～380A，初(chu)始電(dian)壓26～30V，焊(han)接速度4～8m／h，在Q235母材(cai)上分(fen)別進行(xing)帶極(ji)電(dian)渣堆(dui)焊(han)和帶極(ji)埋(mai)弧堆(dui)焊(han)。利(li)用 Bruker Elmental 直(zhi)讀(du)光譜儀對堆(dui)焊(han)層金屬進行(xing)成分(fen)分(fen)析，結果見(jian)表5-68。
注：SAW為帶極電弧堆(dui)焊(han)，ESW為帶極電渣堆(dui)焊(han)。
2. 電化學腐蝕試驗
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(jing)間腐蝕試驗
晶間(jian)腐蝕(shi)(shi)試(shi)樣(yang)的(de)制備方法與電化學(xue)腐蝕(shi)(shi)試(shi)樣(yang)相(xiang)同。試(shi)驗(yan)按國家標(biao)準GB／T 4334-2008《金屬和(he)合金的(de)腐蝕(shi)(shi) 不(bu)銹(xiu)鋼晶間(jian)腐蝕(shi)(shi)試(shi)驗(yan)方法》進行，晶間(jian)腐蝕(shi)(shi)狀況采用(yong)XJG-05大型金相(xiang)顯微鏡觀察。
三、試(shi)驗結果(guo)
1. 電化學腐蝕試驗(yan)結果
腐(fu)蝕(shi)性能特性值(zhi)見(jian)表5-69。從表中可(ke)知，3種堆(dui)焊層(ceng)(ceng)金屬(shu)(shu)的金屬(shu)(shu)的自腐(fu)蝕(shi)電(dian)(dian)位約為-433mV，母(mu)材(cai)的自腐(fu)蝕(shi)電(dian)(dian)位為-480mV；兩(liang)種帶極(ji)(ji)電(dian)(dian)渣(zha)堆(dui)焊層(ceng)(ceng)金屬(shu)(shu)的自腐(fu)蝕(shi)電(dian)(dian)流接近于0.17mA，遠小(xiao)于帶極(ji)(ji)埋(mai)弧堆(dui)焊金屬(shu)(shu)0.44mA和母(mu)材(cai)的1.12mA；以(yi)此判斷，帶極(ji)(ji)電(dian)(dian)渣(zha)堆(dui)焊層(ceng)(ceng)金屬(shu)(shu)的耐蝕(shi)性比帶極(ji)(ji)埋(mai)弧堆(dui)焊層(ceng)(ceng)金屬(shu)(shu)和母(mu)材(cai)好。
從表5-69也可(ke)知(zhi)，在(zai)5％HCI溶(rong)液(ye)中，堆(dui)焊層金(jin)屬的(de)自腐蝕電(dian)(dian)位約為(wei)-440mV，高于(yu)母材(cai)-492mV；其自腐蝕電(dian)(dian)流接近(jin)于(yu)0.48mA，遠(yuan)低于(yu)母材(cai)1.22mA。因此，在(zai)5％HCI溶(rong)液(ye)中，堆(dui)焊層金(jin)屬的(de)抗(kang)腐蝕能力(li)大致相(xiang)同。
2. 晶(jing)間腐蝕試驗結果(guo)與分析
堆焊金屬在(zai)10％草酸(suan)溶液中浸蝕(shi)后(hou)的金相組織(zhi)形(xing)貌上可以看出：當焊接速(su)度(du)越(yue)(yue)小(xiao)時，帶極電渣(zha)堆焊層金屬金相晶(jing)粒(li)越(yue)(yue)粗(cu)大，被(bei)網(wang)狀分布的腐蝕(shi)溝包圍(wei)的晶(jing)粒(li)越(yue)(yue)多(duo)，部(bu)分晶(jing)粒(li)被(bei)腐蝕(shi)溝包圍(wei)的晶(jing)內(nei)有凹坑；相反，隨(sui)著焊接速(su)度(du)的加快，晶(jing)粒(li)變(bian)得細小(xiao)，被(bei)網(wang)狀分布的腐蝕(shi)溝包圍(wei)的晶(jing)粒(li)越(yue)(yue)少。
造(zao)成(cheng)堆(dui)(dui)焊(han)金屬(shu)層(ceng)金屬(shu)晶(jing)間腐(fu)蝕程度(du)(du)不同的(de)(de)(de)(de)原因(yin)是采用帶(dai)極(ji)(ji)(ji)(ji)埋弧(hu)堆(dui)(dui)焊(han)技術，熔化(hua)焊(han)材和(he)母材所需要的(de)(de)(de)(de)熱量(liang)(liang)是由(you)中心軸溫(wen)度(du)(du)可達上(shang)萬度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)電弧(hu)產生，得到的(de)(de)(de)(de)堆(dui)(dui)焊(han)金屬(shu)碳(tan)含(han)(han)量(liang)(liang)高，鉻(ge)含(han)(han)量(liang)(liang)低(di)，從(cong)而造(zao)成(cheng)帶(dai)極(ji)(ji)(ji)(ji)埋弧(hu)堆(dui)(dui)焊(han)層(ceng)金屬(shu)抗晶(jing)間腐(fu)蝕性能下(xia)降。在帶(dai)極(ji)(ji)(ji)(ji)電渣堆(dui)(dui)焊(han)工藝中，熔化(hua)焊(han)材和(he)母材所需要的(de)(de)(de)(de)熱量(liang)(liang)由(you)溫(wen)度(du)(du)為2300℃左右(you)的(de)(de)(de)(de)熔融態渣池供(gong)給(gei)，形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)晶(jing)粒較細(xi)小，因(yin)此單(dan)位(wei)體積(ji)的(de)(de)(de)(de)晶(jing)界面積(ji)小，導致晶(jing)界形(xing)成(cheng)貧鉻(ge)區的(de)(de)(de)(de)傾向變小；另一方面，帶(dai)極(ji)(ji)(ji)(ji)電渣堆(dui)(dui)焊(han)層(ceng)金屬(shu)的(de)(de)(de)(de)碳(tan)含(han)(han)量(liang)(liang)低(di)，鉻(ge)含(han)(han)量(liang)(liang)高，這種“低(di)碳(tan)高鉻(ge)”減少了鉻(ge)的(de)(de)(de)(de)碳(tan)化(hua)物(wu)在晶(jing)界的(de)(de)(de)(de)析出(chu)，從(cong)而保證了帶(dai)極(ji)(ji)(ji)(ji)電渣堆(dui)(dui)焊(han)層(ceng)具有良(liang)好的(de)(de)(de)(de)抗晶(jing)間腐(fu)蝕性能。
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。
