在價格低廉的(de)低碳(tan)鋼上堆(dui)焊(han)(han)(han)耐蝕(shi)合金，大多采用帶(dai)(dai)極(ji)埋弧堆(dui)焊(han)(han)(han)的(de)方(fang)法(fa)實施。20世(shi)紀70年代國外發(fa)明了用帶(dai)(dai)極(ji)電渣堆(dui)焊(han)(han)(han)技術(shu)，具有熔敷(fu)率高(gao)、稀釋率低、焊(han)(han)(han)縫成形(xing)好等優點，近(jin)年來在工業發(fa)達(da)的(de)國家(jia)得到(dao)廣泛(fan)的(de)應用。采用帶(dai)(dai)極(ji)電渣堆(dui)焊(han)(han)(han)（ESW）和帶(dai)(dai)極(ji)埋弧焊(han)(han)(han)（SAW）兩種不(bu)同(tong)的(de)方(fang)法(fa)在Q235母(mu)材上熔敷(fu)不(bu)銹(xiu)鋼層，對堆(dui)焊(han)(han)(han)金屬的(de)電化學腐(fu)蝕(shi)及(ji)晶間(jian)腐(fu)蝕(shi)性能進行了比較。
一(yi)、試驗(yan)設備和(he)材料
試驗設備采用MZ-1000電源和FD11-200T平焊小車(che)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(han)工藝及腐蝕試驗(yan)
1. 帶極(ji)堆焊層金屬(shu)的制備與工藝(yi)
堆焊(han)參數是：焊(han)接(jie)電(dian)流(liu)338～380A，初(chu)始(shi)電(dian)壓26～30V，焊(han)接(jie)速度4～8m／h，在Q235母材(cai)上分(fen)別進行(xing)帶極電(dian)渣堆焊(han)和帶極埋(mai)弧堆焊(han)。利(li)用 Bruker Elmental 直讀光譜儀對堆焊(han)層金(jin)屬進行(xing)成分(fen)分(fen)析，結果見表5-68。
注：SAW為帶極電弧堆焊，ESW為帶極電渣堆焊。
2. 電化學(xue)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. 晶間腐蝕試(shi)驗
晶(jing)(jing)間腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)試(shi)(shi)樣的(de)制備方法(fa)(fa)與(yu)電化學(xue)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)試(shi)(shi)樣相(xiang)同(tong)。試(shi)(shi)驗按國家標(biao)準GB／T 4334-2008《金(jin)(jin)屬(shu)和合金(jin)(jin)的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi) 不銹鋼晶(jing)(jing)間腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)試(shi)(shi)驗方法(fa)(fa)》進(jin)行，晶(jing)(jing)間腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)狀(zhuang)況采用(yong)XJG-05大型金(jin)(jin)相(xiang)顯微鏡觀(guan)察。
三(san)、試驗結果
1. 電化學(xue)腐蝕試驗結果
腐(fu)蝕性(xing)能特性(xing)值見表(biao)5-69。從表(biao)中可知，3種(zhong)堆焊(han)層(ceng)金(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)自(zi)腐(fu)蝕電(dian)(dian)位(wei)約為-433mV，母材(cai)的(de)(de)自(zi)腐(fu)蝕電(dian)(dian)位(wei)為-480mV；兩種(zhong)帶極(ji)(ji)電(dian)(dian)渣堆焊(han)層(ceng)金(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)自(zi)腐(fu)蝕電(dian)(dian)流接(jie)近于0.17mA，遠小于帶極(ji)(ji)埋弧堆焊(han)金(jin)屬(shu)(shu)0.44mA和母材(cai)的(de)(de)1.12mA；以此判斷，帶極(ji)(ji)電(dian)(dian)渣堆焊(han)層(ceng)金(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)耐蝕性(xing)比帶極(ji)(ji)埋弧堆焊(han)層(ceng)金(jin)屬(shu)(shu)和母材(cai)好。
從(cong)表(biao)5-69也(ye)可知(zhi)，在5％HCI溶(rong)液中，堆焊層金(jin)(jin)屬的自腐(fu)蝕電(dian)位約為-440mV，高于(yu)母材-492mV；其(qi)自腐(fu)蝕電(dian)流接(jie)近于(yu)0.48mA，遠低于(yu)母材1.22mA。因(yin)此，在5％HCI溶(rong)液中，堆焊層金(jin)(jin)屬的抗腐(fu)蝕能(neng)力大致相(xiang)同。
2. 晶間腐蝕試驗結果與(yu)分析
堆焊金(jin)(jin)(jin)屬在10％草酸溶液(ye)中(zhong)浸蝕(shi)(shi)后的金(jin)(jin)(jin)相組織形(xing)貌上可以看出：當焊接(jie)(jie)速度(du)越(yue)(yue)(yue)小時，帶極(ji)電渣堆焊層(ceng)金(jin)(jin)(jin)屬金(jin)(jin)(jin)相晶(jing)(jing)粒(li)越(yue)(yue)(yue)粗大，被(bei)網狀分(fen)布(bu)的腐(fu)蝕(shi)(shi)溝包(bao)圍的晶(jing)(jing)粒(li)越(yue)(yue)(yue)多，部分(fen)晶(jing)(jing)粒(li)被(bei)腐(fu)蝕(shi)(shi)溝包(bao)圍的晶(jing)(jing)內有凹坑；相反，隨著焊接(jie)(jie)速度(du)的加快，晶(jing)(jing)粒(li)變得細(xi)小，被(bei)網狀分(fen)布(bu)的腐(fu)蝕(shi)(shi)溝包(bao)圍的晶(jing)(jing)粒(li)越(yue)(yue)(yue)少。
造成堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)金(jin)(jin)屬(shu)層金(jin)(jin)屬(shu)晶間腐蝕(shi)程度不同的(de)原(yuan)因是采用帶(dai)(dai)極(ji)埋(mai)弧(hu)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)技(ji)術(shu)，熔(rong)化(hua)焊(han)(han)(han)材(cai)和母材(cai)所(suo)需要的(de)熱量(liang)是由(you)中(zhong)心軸溫(wen)度可達上萬(wan)度的(de)電弧(hu)產(chan)生，得到的(de)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)金(jin)(jin)屬(shu)碳(tan)含(han)量(liang)高，鉻(ge)(ge)含(han)量(liang)低，從而(er)造成帶(dai)(dai)極(ji)埋(mai)弧(hu)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)層金(jin)(jin)屬(shu)抗(kang)晶間腐蝕(shi)性(xing)能下(xia)降(jiang)。在帶(dai)(dai)極(ji)電渣(zha)(zha)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)工藝(yi)中(zhong)，熔(rong)化(hua)焊(han)(han)(han)材(cai)和母材(cai)所(suo)需要的(de)熱量(liang)由(you)溫(wen)度為2300℃左右的(de)熔(rong)融態渣(zha)(zha)池供給，形成的(de)晶粒較細小，因此單位體(ti)積的(de)晶界面(mian)積小，導致晶界形成貧鉻(ge)(ge)區(qu)的(de)傾向變小；另(ling)一方(fang)面(mian)，帶(dai)(dai)極(ji)電渣(zha)(zha)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)層金(jin)(jin)屬(shu)的(de)碳(tan)含(han)量(liang)低，鉻(ge)(ge)含(han)量(liang)高，這種“低碳(tan)高鉻(ge)(ge)”減少(shao)了鉻(ge)(ge)的(de)碳(tan)化(hua)物(wu)在晶界的(de)析出(chu)，從而(er)保證了帶(dai)(dai)極(ji)電渣(zha)(zha)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)層具有良好的(de)抗(kang)晶間腐蝕(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。
