在價格(ge)低廉的(de)(de)(de)低碳(tan)鋼上堆(dui)(dui)焊(han)耐蝕(shi)合金，大多采用(yong)帶(dai)(dai)極(ji)埋(mai)弧堆(dui)(dui)焊(han)的(de)(de)(de)方(fang)法實施。20世紀70年代(dai)國外發明(ming)了(le)用(yong)帶(dai)(dai)極(ji)電渣堆(dui)(dui)焊(han)技術，具有熔敷率高、稀釋率低、焊(han)縫成形好(hao)等優點，近年來在工業發達的(de)(de)(de)國家得(de)到廣泛的(de)(de)(de)應用(yong)。采用(yong)帶(dai)(dai)極(ji)電渣堆(dui)(dui)焊(han)（ESW）和帶(dai)(dai)極(ji)埋(mai)弧焊(han)（SAW）兩種(zhong)不同的(de)(de)(de)方(fang)法在Q235母(mu)材(cai)上熔敷不銹鋼層，對堆(dui)(dui)焊(han)金屬的(de)(de)(de)電化學腐蝕(shi)及晶間腐蝕(shi)性能進行(xing)了(le)比(bi)較。
一、試(shi)驗設備和材料
試驗設備采用MZ-1000電源和FD11-200T平(ping)焊(han)小(xiao)車配帶極堆焊(han)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(ao)氏體不(bu)銹鋼焊帶。堆焊試板和不銹鋼焊帶的化學成分見表5-67。
二、堆焊工藝及(ji)腐蝕試驗
1. 帶極堆焊層金(jin)屬的制備與工藝
堆焊(han)參數是：焊(han)接(jie)(jie)電流338～380A，初(chu)始電壓26～30V，焊(han)接(jie)(jie)速(su)度4～8m／h，在Q235母材上分別進行帶(dai)(dai)極電渣(zha)堆焊(han)和(he)帶(dai)(dai)極埋弧堆焊(han)。利用 Bruker Elmental 直(zhi)讀(du)光譜儀對堆焊(han)層金屬(shu)進行成分分析，結果見表5-68。
注：SAW為帶極(ji)電弧堆焊(han)，ESW為帶極(ji)電渣堆焊(han)。
2. 電化學腐(fu)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. 晶間腐(fu)蝕試驗(yan)
晶(jing)(jing)間(jian)腐(fu)蝕試樣的制備方法(fa)與電化學(xue)腐(fu)蝕試樣相同。試驗(yan)按國家標準GB／T 4334-2008《金(jin)(jin)屬(shu)和(he)合(he)金(jin)(jin)的腐(fu)蝕 不銹(xiu)鋼晶(jing)(jing)間(jian)腐(fu)蝕試驗(yan)方法(fa)》進行，晶(jing)(jing)間(jian)腐(fu)蝕狀況采用XJG-05大型(xing)金(jin)(jin)相顯微鏡(jing)觀察。
三、試驗(yan)結果
1. 電化學腐蝕試(shi)驗結果(guo)
腐蝕(shi)性(xing)能特(te)性(xing)值見表5-69。從表中可(ke)知，3種堆焊(han)層金屬的(de)(de)金屬的(de)(de)自(zi)腐蝕(shi)電(dian)位(wei)約(yue)為(wei)-433mV，母材的(de)(de)自(zi)腐蝕(shi)電(dian)位(wei)為(wei)-480mV；兩種帶極電(dian)渣堆焊(han)層金屬的(de)(de)自(zi)腐蝕(shi)電(dian)流接近于0.17mA，遠小于帶極埋弧堆焊(han)金屬0.44mA和(he)母材的(de)(de)1.12mA；以(yi)此(ci)判斷，帶極電(dian)渣堆焊(han)層金屬的(de)(de)耐蝕(shi)性(xing)比(bi)帶極埋弧堆焊(han)層金屬和(he)母材好。
從表5-69也可知(zhi)，在(zai)5％HCI溶(rong)液中，堆焊(han)層金屬(shu)的(de)自(zi)腐蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)位約為-440mV，高(gao)于母(mu)材-492mV；其自(zi)腐蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)流接近(jin)于0.48mA，遠低于母(mu)材1.22mA。因此，在(zai)5％HCI溶(rong)液中，堆焊(han)層金屬(shu)的(de)抗腐蝕(shi)(shi)能力大致(zhi)相同。
2. 晶(jing)間腐蝕試驗結果(guo)與分(fen)析
堆焊(han)金(jin)(jin)屬(shu)在10％草酸溶液中浸蝕后的(de)(de)金(jin)(jin)相(xiang)組織形(xing)貌上可以(yi)看出(chu)：當焊(han)接(jie)速度越(yue)(yue)小(xiao)時，帶極電(dian)渣堆焊(han)層(ceng)金(jin)(jin)屬(shu)金(jin)(jin)相(xiang)晶(jing)粒(li)(li)越(yue)(yue)粗大，被(bei)網(wang)狀分(fen)布的(de)(de)腐蝕溝包圍的(de)(de)晶(jing)粒(li)(li)越(yue)(yue)多，部分(fen)晶(jing)粒(li)(li)被(bei)腐蝕溝包圍的(de)(de)晶(jing)內有凹坑(keng)；相(xiang)反，隨著焊(han)接(jie)速度的(de)(de)加快，晶(jing)粒(li)(li)變得細(xi)小(xiao)，被(bei)網(wang)狀分(fen)布的(de)(de)腐蝕溝包圍的(de)(de)晶(jing)粒(li)(li)越(yue)(yue)少(shao)。
造成(cheng)堆焊(han)(han)(han)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)層金(jin)屬(shu)(shu)(shu)晶(jing)間腐蝕(shi)(shi)程度(du)不同(tong)的(de)(de)原(yuan)因(yin)是采用帶(dai)極埋弧(hu)堆焊(han)(han)(han)技術，熔(rong)化焊(han)(han)(han)材(cai)和母材(cai)所需(xu)要的(de)(de)熱量是由(you)中(zhong)(zhong)心軸溫(wen)(wen)度(du)可達(da)上(shang)萬度(du)的(de)(de)電(dian)弧(hu)產生，得到的(de)(de)堆焊(han)(han)(han)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)碳(tan)含(han)(han)量高(gao)，鉻(ge)(ge)含(han)(han)量低(di)，從(cong)(cong)而(er)造成(cheng)帶(dai)極埋弧(hu)堆焊(han)(han)(han)層金(jin)屬(shu)(shu)(shu)抗晶(jing)間腐蝕(shi)(shi)性(xing)能(neng)下降。在帶(dai)極電(dian)渣堆焊(han)(han)(han)工藝中(zhong)(zhong)，熔(rong)化焊(han)(han)(han)材(cai)和母材(cai)所需(xu)要的(de)(de)熱量由(you)溫(wen)(wen)度(du)為2300℃左右的(de)(de)熔(rong)融(rong)態渣池(chi)供給，形(xing)成(cheng)的(de)(de)晶(jing)粒(li)較細小，因(yin)此單位體(ti)積的(de)(de)晶(jing)界面(mian)積小，導致晶(jing)界形(xing)成(cheng)貧(pin)鉻(ge)(ge)區的(de)(de)傾向(xiang)變小；另一方面(mian)，帶(dai)極電(dian)渣堆焊(han)(han)(han)層金(jin)屬(shu)(shu)(shu)的(de)(de)碳(tan)含(han)(han)量低(di)，鉻(ge)(ge)含(han)(han)量高(gao)，這種“低(di)碳(tan)高(gao)鉻(ge)(ge)”減少了(le)鉻(ge)(ge)的(de)(de)碳(tan)化物在晶(jing)界的(de)(de)析(xi)出，從(cong)(cong)而(er)保(bao)證了(le)帶(dai)極電(dian)渣堆焊(han)(han)(han)層具有良好(hao)的(de)(de)抗晶(jing)間腐蝕(shi)(shi)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。
