一种焊接联合由于化学成分不同,抗腐蚀能力较低,残余应力和焊接区的冶金结构。通过仔细避免焊接接头的腐蚀选择的材料焊接时,焊料、焊接工艺及涂饰。然而,即使在金属紧密匹配和使用了最好的技术后,由于各种原因,焊缝仍然可能发生腐蚀。(发现更多焊接关节腐蚀概述:原因和预防措施.)
导致焊缝腐蚀的因素
下面的维恩图(图1)显示了材料、环境和应力是如何导致焊缝中不同类型的腐蚀的。
图1所示。导致焊缝腐蚀的应力、材料和环境因素之间的相互关系。
引起的冶金、物理和化学变化焊接过程影响焊缝的耐蚀性。这就导致了热影响区和焊接金属腐蚀的速速比基础金属更快或慢。案件均匀腐蚀在基础金属和焊接金属上,或底座金属腐蚀和剩余的焊接金属也是可能的。
图2.焊接周围的腐蚀的一个例子。
冶金因素
由焊接过程产生的加热和冷却循环通常会影响的表面,微观结构焊接沉积物的组成和相邻的基础金属。这可能会减少耐腐蚀性能底座金属以及焊接材料。
降低耐腐蚀性的一些因素是凝固池的污染,重结晶和晶粒生长在焊缝HAZ中,形成未混合区域,沉淀二次相和微量测定。
然而,仍然可以通过平衡来维持耐腐蚀性合金预防的组成沉淀,从焊接环境中屏蔽热和熔融金属表面,从焊接环境中选择合适的焊接参数,除去铬耗尽的基础金属,并从散热表面除去富含铬氧化物。
焊缝腐蚀的类型和原因
焊缝会受到各种类型的腐蚀;然而,它们更容易受到成分和微观结构变化所产生的形式的影响。具体的腐蚀类型有电腐蚀、应力腐蚀、氢裂解、晶间腐蚀和点腐蚀。
- 母材、热影响区和焊缝金属成分的变化导致了有利的条件电流腐蚀.
- 对含氢环境的敏感性往往会导致裂化。
- 焊接残余应力导致应力腐蚀开裂(SCC).
- 焊接过程中氢的存在会导致氢致裂化焊接。氢气可以从不正确的烘烤或储存不良时出现电极,待焊接部件中是否有杂质和湿气,或焊接部件中是否有湿气通量.
- 焊接不连续性像表面缺陷一样可以充当导致的优惠网站局部腐蚀攻击.
电流夫妇
基础金属和填料金属的不同组成可能导致电流夫妇.这就产生了an电化学势的区别并使焊缝中的某些区域更加活跃。
当焊接接头在诸如海水中的恶劣环境中使用时,电流腐蚀特别是一个问题。(读海洋近海结构焊接接头的腐蚀疲劳研究有关更多信息。)因此有必要仔细选择适当的填充金属以进行恶劣环境。
不锈钢焊缝腐蚀
在焊接期间不锈钢,则可能形成易腐蚀区域。这个过程称为敏感,是由形成的碳化铬沿着晶界.敏化从晶界附近的区域耗尽铬,导致局部的形成电电池.
如果铬含量下降低于维持a所需的12%钝化膜在美国,该地区容易受到腐蚀,并可能遭受损失晶间腐蚀.这种攻击导致焊缝腐烂并且在HAZ中最常见。
焊后高温可使敏化减到最小退火和淬火.这将在晶界处的铬重新溶解,并防止在冷却过程中碳化铬的形成。
可以最小化对HAZ的攻击焊接后热处理(PWHT)缓解压力.然而,通过适当的材料选择和适当的焊接程序,更容易避免这种影响,如:
注意:看到不锈钢简介了解更多有关各种不锈钢等级的信息。
优惠焊接腐蚀(PWC)
焊缝暴露在海水和其他腐蚀环境中会发生优先腐蚀.焊接金属组合物通常优化以增强它们机械性能;这使它们更多anodic.这使得它们比它们的贱金属腐蚀得更快。
腐蚀的原因包括:
- 母材和焊缝金属成分之间的差异可能足以形成a原电池和腐蚀。
- 由此产生的作为焊接的微结构可以改变和降低焊接金属耐腐蚀性。
- 焊态热影响区与母材组织的差异会导致热影响区局部腐蚀。
当材料与诸如海水的高电导电介质接触时,更可能发生焊缝的优先腐蚀。但是,它也可能发生在CO中2低导电性环境。
通过添加合金元素,使焊缝金属比相邻母材更具阴极性,从而最大限度地减少焊缝金属的优先腐蚀。
焊接实践可最大限度地减少腐蚀
优化的材料选择和焊接程序有助于生产耐腐蚀焊缝。焊缝全焊透、焊后修整和避免过量的焊缝加固是减少焊缝几何影响的一些有效方法。
材料选择
这仔细选择和匹配焊接材料和耗材将减少微观和宏观成分的差异,从而减少了电常态条件。
表面处理
污染物必须去除待焊接表面的元素和化合物,否则焊接过程中的热量会导致焊接缺陷,开裂并降低热影响区域或焊接本身的耐腐蚀性。
硫,磷和低熔点元素可导致危险或焊缝中的裂缝。如果是碳或碳质焊接时材料留在表面上,它们可以在溶液中进行并导致高碳层,这降低了某些环境中的耐腐蚀性。
应注意确保清洗过程不会引起其他问题。(了解更多衬底表面制剂用于防腐.)
焊接设计
焊接设计差可能会产生陷阱停滞不前解决方案的裂缝,最终导致挂钩或缝隙腐蚀.例如,表格产品中的不规则沉积形状将促进湍流并导致侵蚀腐蚀.良好设计中的焊接沉积物应具有相对扁平的珠子,其具有较低的曲线和最小值矿渣陷阱。仔细安装也将防止锁定应力。(在文章中了解更多内容如何通过改进设计来控制腐蚀.)
焊接过程
通常建议通过完全穿透来形成一个牢固的接头。这避免了焊道下的缝隙。此外,应在每次通过后取出弹段。这可以用切削工具或磨床来完成。焊接接头的几何形状应该设计成能够完全去除腐蚀和腐蚀亲水助熔剂残留物。
使用背衬材料
当焊接板或薄板时,当只焊接一面时,建议采用这种方法。如果不使用背衬,下面的侧面可能会有不稳定的渗透,有空隙、裂缝和过多氧化.除了降低焊接强度之外,这些缺陷可以引发腐蚀。由于其高,铜是背杆的首选材料导热系数.
焊缝表面处理
必须在焊接过程后立即检查焊接沉积物。为了最大耐腐蚀性,表面必须光滑,均匀氧化和不造成不规则和其他异物颗粒。研磨可以用来甚至出粗糙和焊接飞溅,虽然钢丝刷可用于平滑表面。然而,不建议刷涂不锈钢钢,因为它可能会扰乱被动膜并降低其耐腐蚀性。
去除氢气来源
使用焊接耗材如低氢气保护金属电弧焊电极,清洁焊接表面并干燥磁通量会降低氢拾液的存在,从而防止相关的氢致裂化.
表面涂层的应用
一种保护表面涂层应用于焊接接头和母材,最大限度地减少局部腐蚀的机会,这可能是由于焊接金属成分的变化而产生的。
焊后热处理(PWHT)
该处理减少了残余应力梯度,是一种减少对应力腐蚀开裂敏感性的有效方法。PWHT减少了组合物梯度和微血糖细胞的形成。治疗的其他作用是从焊接区域运输氢,因此防止氢气开裂。
结论
焊缝的腐蚀可能是由几个单独的因素或综合因素造成的。通过适当选择材料和焊接工艺,可以将这些因素的影响降到最低。焊接后的应力消除、除渣、避免裂缝、锋利的缺口、粗糙的表面处理和电偶是一些主要的预防措施,可以最大限度地减少焊接中腐蚀的可能性。