在(zai)價格低(di)廉的(de)低(di)碳鋼(gang)上堆焊(han)(han)耐蝕合金，大多采用(yong)帶極埋弧堆焊(han)(han)的(de)方(fang)法(fa)(fa)實施。20世紀70年(nian)代國外(wai)發明了(le)用(yong)帶極電渣堆焊(han)(han)技術，具有熔敷率高、稀釋率低(di)、焊(han)(han)縫成(cheng)形(xing)好等(deng)優(you)點，近年(nian)來在(zai)工業發達的(de)國家得到廣泛的(de)應用(yong)。采用(yong)帶極電渣堆焊(han)(han)（ESW）和(he)帶極埋弧焊(han)(han)（SAW）兩種不同的(de)方(fang)法(fa)(fa)在(zai)Q235母材(cai)上熔敷不銹鋼(gang)層(ceng)，對堆焊(han)(han)金屬的(de)電化學腐蝕及晶間腐蝕性(xing)能進行了(le)比(bi)較(jiao)。
一、試驗設備和材(cai)料(liao)
試驗設備采用MZ-1000電源和FD11-200T平焊小車配帶極堆(dui)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(ti)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、堆焊工藝及(ji)腐蝕試驗(yan)
1. 帶極堆焊(han)層(ceng)金屬的(de)制備與工(gong)藝
堆焊(han)參數(shu)是：焊(han)接(jie)電流(liu)338～380A，初始電壓26～30V，焊(han)接(jie)速度4～8m／h，在Q235母(mu)材(cai)上分別進行帶(dai)極(ji)電渣堆焊(han)和帶(dai)極(ji)埋(mai)弧(hu)堆焊(han)。利用 Bruker Elmental 直讀光(guang)譜儀(yi)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(dian)弧(hu)堆焊，ESW為帶極(ji)電(dian)渣(zha)堆焊。
2. 電化學腐蝕試驗(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
晶間腐(fu)蝕試樣的制備方法(fa)與電(dian)化學腐(fu)蝕試樣相(xiang)同。試驗按國家標準GB／T 4334-2008《金屬和合(he)金的腐(fu)蝕 不銹鋼(gang)晶間腐(fu)蝕試驗方法(fa)》進行，晶間腐(fu)蝕狀況采(cai)用XJG-05大型金相(xiang)顯微鏡觀察(cha)。
三、試驗結果(guo)
1. 電化(hua)學腐(fu)蝕試驗結果(guo)
腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)能特性(xing)值見表5-69。從(cong)表中可知(zhi)，3種(zhong)堆焊(han)層(ceng)金(jin)屬的金(jin)屬的自腐(fu)蝕(shi)(shi)電(dian)位約為-433mV，母材(cai)的自腐(fu)蝕(shi)(shi)電(dian)位為-480mV；兩種(zhong)帶(dai)極電(dian)渣(zha)堆焊(han)層(ceng)金(jin)屬的自腐(fu)蝕(shi)(shi)電(dian)流接近于(yu)0.17mA，遠(yuan)小于(yu)帶(dai)極埋(mai)弧堆焊(han)金(jin)屬0.44mA和(he)母材(cai)的1.12mA；以此判(pan)斷，帶(dai)極電(dian)渣(zha)堆焊(han)層(ceng)金(jin)屬的耐蝕(shi)(shi)性(xing)比帶(dai)極埋(mai)弧堆焊(han)層(ceng)金(jin)屬和(he)母材(cai)好。
從(cong)表5-69也可知，在(zai)(zai)5％HCI溶液中(zhong)，堆焊層金屬的自腐(fu)蝕電位約為(wei)-440mV，高(gao)于(yu)母(mu)材-492mV；其自腐(fu)蝕電流接近于(yu)0.48mA，遠低于(yu)母(mu)材1.22mA。因此，在(zai)(zai)5％HCI溶液中(zhong)，堆焊層金屬的抗腐(fu)蝕能(neng)力大(da)致(zhi)相同。
2. 晶間腐蝕試(shi)驗結果與分析
堆焊金(jin)屬(shu)在(zai)10％草酸溶(rong)液中(zhong)浸蝕(shi)(shi)后的(de)金(jin)相(xiang)組(zu)織形貌上(shang)可以(yi)看出：當焊接速度越(yue)(yue)小時，帶極電渣堆焊層(ceng)金(jin)屬(shu)金(jin)相(xiang)晶粒(li)越(yue)(yue)粗大，被網狀分布(bu)的(de)腐蝕(shi)(shi)溝(gou)包(bao)圍的(de)晶粒(li)越(yue)(yue)多，部分晶粒(li)被腐蝕(shi)(shi)溝(gou)包(bao)圍的(de)晶內(nei)有(you)凹坑；相(xiang)反(fan)，隨(sui)著(zhu)焊接速度的(de)加快，晶粒(li)變得細小，被網狀分布(bu)的(de)腐蝕(shi)(shi)溝(gou)包(bao)圍的(de)晶粒(li)越(yue)(yue)少。
造(zao)成(cheng)堆(dui)(dui)焊(han)(han)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)層(ceng)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)晶(jing)(jing)間腐蝕(shi)程度(du)不同的(de)(de)(de)原(yuan)因(yin)是采用(yong)帶極埋弧(hu)堆(dui)(dui)焊(han)(han)技術，熔化焊(han)(han)材(cai)和(he)母(mu)材(cai)所需(xu)要(yao)的(de)(de)(de)熱量(liang)是由中心軸(zhou)溫(wen)度(du)可達上萬度(du)的(de)(de)(de)電弧(hu)產生，得到(dao)的(de)(de)(de)堆(dui)(dui)焊(han)(han)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)碳(tan)(tan)含(han)量(liang)高(gao)，鉻(ge)(ge)含(han)量(liang)低(di)，從而造(zao)成(cheng)帶極埋弧(hu)堆(dui)(dui)焊(han)(han)層(ceng)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)抗(kang)晶(jing)(jing)間腐蝕(shi)性能下降(jiang)。在(zai)帶極電渣堆(dui)(dui)焊(han)(han)工(gong)藝中，熔化焊(han)(han)材(cai)和(he)母(mu)材(cai)所需(xu)要(yao)的(de)(de)(de)熱量(liang)由溫(wen)度(du)為2300℃左右的(de)(de)(de)熔融(rong)態渣池供給，形成(cheng)的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)粒較細小，因(yin)此單(dan)位體積的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)界面(mian)積小，導致晶(jing)(jing)界形成(cheng)貧(pin)鉻(ge)(ge)區的(de)(de)(de)傾(qing)向變小；另一方面(mian)，帶極電渣堆(dui)(dui)焊(han)(han)層(ceng)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)碳(tan)(tan)含(han)量(liang)低(di)，鉻(ge)(ge)含(han)量(liang)高(gao)，這種“低(di)碳(tan)(tan)高(gao)鉻(ge)(ge)”減少了鉻(ge)(ge)的(de)(de)(de)碳(tan)(tan)化物在(zai)晶(jing)(jing)界的(de)(de)(de)析出(chu)，從而保證了帶極電渣堆(dui)(dui)焊(han)(han)層(ceng)具(ju)有良好的(de)(de)(de)抗(kang)晶(jing)(jing)間腐蝕(shi)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。
