在價格低廉的(de)低碳鋼上(shang)(shang)堆(dui)焊(han)耐(nai)蝕合金(jin)(jin)，大(da)多采用帶(dai)極埋(mai)弧堆(dui)焊(han)的(de)方法實施。20世紀70年代國外發(fa)明了(le)用帶(dai)極電(dian)渣(zha)堆(dui)焊(han)技術(shu)，具有熔敷(fu)率(lv)(lv)高、稀釋率(lv)(lv)低、焊(han)縫成形(xing)好等優點，近年來在工(gong)業(ye)發(fa)達的(de)國家得(de)到(dao)廣(guang)泛的(de)應用。采用帶(dai)極電(dian)渣(zha)堆(dui)焊(han)（ESW）和帶(dai)極埋(mai)弧焊(han)（SAW）兩種(zhong)不(bu)同的(de)方法在Q235母材上(shang)(shang)熔敷(fu)不(bu)銹鋼層，對(dui)堆(dui)焊(han)金(jin)(jin)屬的(de)電(dian)化學腐蝕及晶間腐蝕性(xing)能(neng)進行(xing)了(le)比較。
一、試驗設備和(he)材料
試(shi)驗設備采用MZ-1000電源和FD11-200T平焊小車配帶極堆焊機(ji)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的奧氏體不銹鋼焊帶。堆焊試板和不銹鋼(gang)焊帶的化學成分見表5-67。
二(er)、堆(dui)焊工藝(yi)及腐(fu)蝕試驗
1. 帶極堆焊層金屬的制備與工(gong)藝(yi)
堆(dui)焊(han)參數是：焊(han)接(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)流338～380A，初始電(dian)(dian)(dian)壓26～30V，焊(han)接(jie)(jie)速度4～8m／h，在Q235母(mu)材上分別進行帶(dai)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)渣堆(dui)焊(han)和帶(dai)極(ji)(ji)埋弧堆(dui)焊(han)。利用 Bruker Elmental 直(zhi)讀光譜(pu)儀對堆(dui)焊(han)層金屬(shu)進行成分分析，結果見表(biao)5-68。
注(zhu)：SAW為(wei)帶極電弧(hu)堆焊，ESW為(wei)帶極電渣堆焊。
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
晶間腐(fu)蝕(shi)試(shi)樣的(de)制備方(fang)(fang)法(fa)與電化學(xue)腐(fu)蝕(shi)試(shi)樣相同。試(shi)驗(yan)按國家標準GB／T 4334-2008《金屬(shu)和合金的(de)腐(fu)蝕(shi) 不銹鋼晶間腐(fu)蝕(shi)試(shi)驗(yan)方(fang)(fang)法(fa)》進(jin)行，晶間腐(fu)蝕(shi)狀況采用XJG-05大型金相顯微鏡觀察。
三、試驗結果
1. 電化(hua)學(xue)腐蝕試驗結果
腐蝕性(xing)(xing)能特性(xing)(xing)值見表5-69。從表中可知，3種堆(dui)(dui)焊層金屬(shu)的(de)金屬(shu)的(de)自(zi)腐蝕電(dian)(dian)位(wei)約為-433mV，母(mu)(mu)材(cai)的(de)自(zi)腐蝕電(dian)(dian)位(wei)為-480mV；兩種帶(dai)極(ji)電(dian)(dian)渣堆(dui)(dui)焊層金屬(shu)的(de)自(zi)腐蝕電(dian)(dian)流(liu)接近(jin)于0.17mA，遠小于帶(dai)極(ji)埋弧(hu)堆(dui)(dui)焊金屬(shu)0.44mA和母(mu)(mu)材(cai)的(de)1.12mA；以此(ci)判斷，帶(dai)極(ji)電(dian)(dian)渣堆(dui)(dui)焊層金屬(shu)的(de)耐蝕性(xing)(xing)比帶(dai)極(ji)埋弧(hu)堆(dui)(dui)焊層金屬(shu)和母(mu)(mu)材(cai)好。
從表5-69也可知，在5％HCI溶(rong)液中，堆(dui)焊(han)(han)層(ceng)金屬的自腐蝕(shi)電(dian)位約(yue)為-440mV，高(gao)于(yu)(yu)母材-492mV；其自腐蝕(shi)電(dian)流接近(jin)于(yu)(yu)0.48mA，遠低于(yu)(yu)母材1.22mA。因此，在5％HCI溶(rong)液中，堆(dui)焊(han)(han)層(ceng)金屬的抗腐蝕(shi)能力大致(zhi)相同。
2. 晶間(jian)腐蝕試驗(yan)結果與分析
堆焊金(jin)屬在(zai)10％草(cao)酸溶液中浸(jin)蝕(shi)后的(de)金(jin)相(xiang)(xiang)(xiang)組織形貌(mao)上可以看(kan)出：當焊接(jie)速度(du)越(yue)(yue)小時(shi)，帶極電渣堆焊層金(jin)屬金(jin)相(xiang)(xiang)(xiang)晶(jing)(jing)粒越(yue)(yue)粗大，被(bei)網狀分布的(de)腐蝕(shi)溝包圍的(de)晶(jing)(jing)粒越(yue)(yue)多，部分晶(jing)(jing)粒被(bei)腐蝕(shi)溝包圍的(de)晶(jing)(jing)內有凹坑(keng)；相(xiang)(xiang)(xiang)反，隨著焊接(jie)速度(du)的(de)加快，晶(jing)(jing)粒變得細小，被(bei)網狀分布的(de)腐蝕(shi)溝包圍的(de)晶(jing)(jing)粒越(yue)(yue)少。
造成堆(dui)焊(han)金屬層(ceng)金屬晶(jing)(jing)(jing)間(jian)腐蝕程(cheng)度不(bu)同的(de)(de)(de)(de)原因是(shi)采用帶極(ji)埋(mai)弧堆(dui)焊(han)技(ji)術，熔化(hua)焊(han)材(cai)和(he)母材(cai)所需(xu)要的(de)(de)(de)(de)熱量(liang)(liang)是(shi)由中心軸溫度可(ke)達上(shang)萬度的(de)(de)(de)(de)電(dian)弧產生，得到的(de)(de)(de)(de)堆(dui)焊(han)金屬碳(tan)含量(liang)(liang)高(gao)，鉻(ge)(ge)含量(liang)(liang)低，從而造成帶極(ji)埋(mai)弧堆(dui)焊(han)層(ceng)金屬抗(kang)晶(jing)(jing)(jing)間(jian)腐蝕性能(neng)下降。在帶極(ji)電(dian)渣(zha)(zha)堆(dui)焊(han)工藝中，熔化(hua)焊(han)材(cai)和(he)母材(cai)所需(xu)要的(de)(de)(de)(de)熱量(liang)(liang)由溫度為2300℃左右的(de)(de)(de)(de)熔融態(tai)渣(zha)(zha)池供給，形(xing)成的(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)粒(li)較細小(xiao)，因此單(dan)位體積的(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)面(mian)積小(xiao)，導致(zhi)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)形(xing)成貧鉻(ge)(ge)區的(de)(de)(de)(de)傾向(xiang)變小(xiao)；另(ling)一(yi)方面(mian)，帶極(ji)電(dian)渣(zha)(zha)堆(dui)焊(han)層(ceng)金屬的(de)(de)(de)(de)碳(tan)含量(liang)(liang)低，鉻(ge)(ge)含量(liang)(liang)高(gao)，這種“低碳(tan)高(gao)鉻(ge)(ge)”減少了鉻(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)碳(tan)化(hua)物在晶(jing)(jing)(jing)界(jie)的(de)(de)(de)(de)析出，從而保證了帶極(ji)電(dian)渣(zha)(zha)堆(dui)焊(han)層(ceng)具有良好的(de)(de)(de)(de)抗(kang)晶(jing)(jing)(jing)間(jian)腐蝕性能(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。
