探索不锈钢焊接接头防腐蚀治理技术.doc

1、探索不锈钢焊接接头防腐蚀治理技术摘要：焊接后，如果金属表面的钝化膜不能恢复，即使母材金属是耐腐蚀的，焊接接头也容易出现腐蚀，包括点腐蚀、缝隙腐蚀以及微生物腐蚀。本文分析了不锈钢焊接接头抗晶间腐蚀和表面防腐蚀治理技术。关键词：不锈钢；焊接接头；防腐蚀 中图分类号： TG43 文献标识码： A 引言 不锈钢具有独特的强度、较高的耐磨性、优越的防腐蚀性能及不易生锈等优良的特性。故广泛应用于化工行业，食品机械，机电行业，家用电器行业及家庭装潢，精饰行业。 不锈钢的应用发展前景会越来越广，但不锈钢的应用发展很大程度上取决于它的表面处理技术发展程度。 一、不锈钢常用种类 （1）不锈钢主要成分：一般含有铬（

2、Cr） 、镍（Ni） 、钼（Mo） 、钛（Ti）等优质金属元素。 （2）常见不锈钢：有铬不锈钢，含 Cr12%以上；镍铬不锈钢，含Cr18%，含 Ni12%。 （3）从不锈钢金相组织结构分类：有奥氏体不锈钢，例如：1Cr18Ni9Ti，1Cr18Ni11Nb，Cr18Mn8Ni5。马氏体不锈钢，例如：Cr17，Cr28 等。一般称为非磁性不锈钢和带有磁性不锈钢。 二、不锈钢焊接方法 常用不锈钢焊接方法对不锈钢最常用的焊接方法是手工焊（MMA） ，其次是金属极气体保护焊（MIG/MAG）和钨极惰性气体保护焊（TIG）.虽然这些焊接方法对不锈钢工业的大多数人而言是熟悉的，但是我们认为这个领域值得深

3、入探讨. 1、手工焊（MMA） 手工焊是一种非常普遍的、易于使用的焊接方法.电弧的长度靠人的手进行调节，它决定于电焊条和工件之间缝隙的大小.同时，当作为电弧载体时，电焊条也是焊缝填充材料. 这种焊接方法很简单，可以用来焊接几乎所有材料.对于室外使用，它有很好的适应性，即使在水下使用也没问题.大多数电焊机可以 TIG 焊接.在电极焊中，电弧长度决定于人的手：当你改变电极与工件的缝隙时，你也改变了电弧的长度.在大多数情况下，焊接采用直流电，电极既作为电弧载体，同时也作为焊缝填充材料.电极由合金或非合金金属芯丝和焊条药皮组成.这层药皮保护焊缝不受空气的侵害，同时稳定电弧.它还引起渣层的形成，保护焊缝

4、使它成型.电焊条即可是钛型焊条，也可是缄性的，这决定于药皮的厚度和成分.钛型焊条易于焊接，焊缝扁平美观.此外，焊渣易于去除.如果焊条贮存时间长，必须重新烘烤.因为来自空气的潮气会很快在焊条中积聚. 2、MIG/MAG 焊接 这是一种自动气体保护电弧焊接方法.在这种方法中，电弧在保护气体屏蔽下在电流载体金属丝和工件之间烧接.机器送入的金属丝作为焊条，在自身电弧下融化.由于 MIG/MAG 焊接法的通用性和特殊性的优点，至今她仍然是世界上最为广泛的焊接方法.它使用于钢、非合金钢、低合金钢和高合金为基的材料.这使得它成为理想的生产和修复的焊接方法.当焊接钢时，MAG 可以满足只有 0.6mm 厚的薄

5、规格钢板的要求.这里使用的保护气体是活性气体，如二氧化碳或混合气体.唯一的限制是当进行室外焊接时，必须保护工件不受潮，以保持气体的效果. 3、TIG 焊接 电弧在难熔的钨电焊丝和工件之间产生.这里使用的保护气体是纯氩气，送入的焊丝不带电.焊丝既可以手送，也可以机械送.也有一些特定用途不需要送入焊丝.被焊接的材料决定了是采用直流电还是交流电.采用直流电时，钨电焊丝设定为负极.因为它有很深的焊透能力，对于不同种类的钢是很合适的，但对焊缝熔池没有任何“清洁作用”. TIG 焊接法的主要优点是可以焊接大材料范围广.包括厚度在 0.6mm及其以上的工件，材质包括合金钢、铝、镁、铜及其合金、灰口铸铁、普通

6、干、各种青铜、镍、银、钛和铅.主要的应用领域是焊接薄的和中等厚度的工件，在较厚的截面上作为焊根焊道使用. 三、提高焊接接头抗晶间腐蚀能力的措施 由于晶界碳化铬沉淀析出而引起晶界贫铬是奥氏体不锈钢晶间腐蚀的主要原因,因此提高抗晶间腐蚀能力,防止晶间腐蚀的途径都是从控制碳化铬的沉淀来考虑,即从碳化铬沉淀的分量、部位和沉淀物形成动力等方面考虑。 1、焊接方法选择 选择适当的焊接方法尽可能缩短焊件在敏化温度区段下停留的时间,减低危险温度对它的影响。对于薄件、小件,采用高能量的真空电子束焊或等离子焊;对于中等厚度板材,采用熔化极自动或半自动气体保护焊;对于大厚度板材,采用埋弧焊;焊条电弧焊为最常用的方法

7、。 2、焊接材料控制 焊接材料通常根据奥氏体不锈钢的材质、工作条件(介质、温度)来选择,原则上选择与母材相近的焊接材料,为保证焊缝区抗晶间腐蚀性能,采用以下措施： (1)选用低碳或超低碳的不锈钢焊材。最大限度降低碳在焊缝金属中的含量,达到碳在不锈钢中室温溶解极限以下,使碳形成碳化铬的可能性减到最小,从而根除贫铬区的形成,提高焊缝金属抗晶间腐蚀能力。 (2)选择添加了钛、铌、钽等稳定化元素的焊材。钛、铌、钽等稳定化元素与碳的亲和力要比铬大得多,碳与它们优先结合成钛、铌、钽的碳化物,并以颗粒弥散分布在晶内,使奥氏体内的固溶碳含量(质量分数)降低,若碳降至 0.01%以下,就不能形成碳化铬,从而可提

8、高抗腐蚀能力。 (3)焊材直径的控制。材料的直径直接关系到焊接热输入量的大小,在保证焊接质量(全焊透)的情况下,为降低焊接时的热量输入应尽量选用直径较小的焊材。 3、焊接参数控制 在保证完全焊透、全熔合的情况下尽量选用小电流、低电压(短弧焊)焊接,以减少热输入量,改善 焊接接头性能。 4、焊接过程控制 (1)焊前准备清洁焊件,焊件坡口应去除油漆、油污;自动焊丝表面应除油、除锈并保存于干净、干燥处;电弧焊焊丝必须烘干并保存在保温筒中。 (2)焊接过程焊接时采用直线运条,不允许作横向摆动,多层焊时层间温度不能过高,应冷至 60以下清渣后再继续焊接。层间接头应错开,收弧一定要填满。必要时采用强制焊区

9、快速冷却,最适用的方法是一边施焊一边用水冷却焊缝,以水不浸入焊接熔池为准。有条件的也可在焊缝背面通水、通惰性气体,既可加速冷却,又保护焊缝。 5、焊接环境控制 焊接奥氏体不锈钢的场地应清洁,以免由于环境中的油、锈或风等不利因素影响了焊接接头的强度和耐蚀性能。 四、表面处理措施 1、表面本色白化处理 不锈钢在加工过程中，经过卷板、扎边、焊接或者经过人工表面火烤加温处理，产生黑色氧化皮。这种坚硬的灰黑色氧化皮主要是 NiCr2O4和 NiF 二种 EO4 成分，以前一般采用氢氟酸和硝酸进行强腐蚀方法去除。但这种方法成本大，污染环境，对人体有害，腐蚀性较大，逐渐被淘汰。目前对氧化皮处理方法主要有二种

10、： 喷砂（丸）法：主要是采用喷微玻璃珠的方法，除去表面的黑色氧化皮。 化学法：使用一种无污染的酸洗钝化膏和常温无毒害的带有无机添加剂的清洗液进行浸洗。从而达到不锈钢本色的白化处理目的。处理好后基本上看上去是一无光的色泽。这种方法对大型、复杂产品较适用。2、不锈钢表面镜面光亮处理方法 根据不锈钢产品的复杂程度和用户要求情况不同可分别采用机械抛光、化学抛光、电化学抛光等方法来达到镜面光泽。 3、表面着色处理 不锈钢着色不仅赋予不锈钢制品各种颜色，增加产品的花色品种，而且提高产品耐磨性和耐腐蚀性。 1、化学氧化着色法 就是在特定溶液中，通过化学氧化形成膜的颜色，有重铬酸盐法、混合钠盐法、硫化法、酸性

11、氧化法和碱性氧化法。一般“茵科法”（INCO）使用较多，不过要想保证一批产品色泽一致的话，必须用参比电极来控制。 2、电化学着色法 是在特定溶液中，通过电化学氧化形成膜的颜色。 3、离子沉积氧化物着色法化学法 就是将不锈钢工件放在真空镀膜机中进行真空蒸发镀。例如：镀钛金的手表壳、手表带，一般是金黄色。这种方法适用于大批量产品加工。因为投资大，成本高，小批量产品不合算。 4、高温氧化着色法 是在特定的熔盐中，浸入工件保持在一定的工艺参数，使工件形成一定厚度氧化膜，而呈现出各种不同色泽。 5、气相裂解着色法 气相裂解着色法较为复杂，在工业中应用较少。 结束语 如果严格按照焊接工艺施工，日常维护费用与非焊接方式基本相同，基本上免维护，但现状是几乎没有完全按照焊接施工工艺进行焊接的，因此，焊缝处很容易发生腐蚀，日常维护费用必然产生。 参考文献 1杨松祥.超级双相不锈钢 UNSS32760 的焊接试验研究J.南京工业大学学报(自然科学版).2002 2屈金山,王元良.双相不锈钢焊接接头的耐腐蚀性能J.中国有色金属学报.2001