根据定义,腐蚀是一种降解由于其与环境发生化学或电化学反应而产生的。虽然这对一般金属来说是一个问题,但在处理时应特别小心焊接关节.即使是适当的金属和腐蚀,仍然可能发生腐蚀填充金属已选定,所有标准均已遵守,焊接已正确进行。
腐蚀是由三个基本因素造成的,这三个因素或独立或联合对损害负责:材料、环境、应力和负载。可能是由于化学成分不同残余应力,不连续在焊接接头处的形状,当人们观察焊接接头的性质时,所有这些因素都可能是一个问题。
由于这是一个非常复杂的话题,工程师们(大多不成功)试图对这种不受欢迎的机制进行分类。到目前为止,根据不同的学派,腐蚀机制被分为范围和来源,材料分离机制和它们的物理外观。
在本文中,重点将主要放在按材料分离机制进行分类,其中一个示例将被彻底检查。
焊接接头腐蚀原因及机理综述
焊接接头的腐蚀主要是由制造和冶金因素.这些缺陷包括但不限于,有缺陷的焊接件设计,不良的焊接操作,各种焊接缺陷(包括在焊接过程中遗漏的可容忍和不可接受的缺陷)无损检测),焊接裂纹和残余应力和各种冶金原因。
焊接接头结构具有三个不同的区域,每个区域具有不同的机械和结构特性。这融合区是母金属和填充金属混合的部分,每一种都有本质上不同的化学和结构组成。在熔合区和母材之间是热影响区(HAZ),具有与母材不同的结构性能。这种不同的结构是造成焊缝腐蚀的主要原因之一电势,以及在焊接过程中由于热引起的变形而始终存在于接头中的残余应变。
这意味着,即使采取了所有预防措施,以防止腐蚀,误解这些结构和几何变化仍然可能导致各种形式的腐蚀,往往是意外的,在特定的部分。
焊接中一些典型的腐蚀机制是电化学腐蚀,应力腐蚀开裂(SCC),烦恼,空泡腐蚀,高温腐蚀,各种形式的局部腐蚀(例如。,挂钩和缝隙腐蚀),腐蚀疲劳和鼓冷裂纹.
由于这里提到的所有腐蚀机制本质上是机电,因此它们需要存在电解质比如水,这使得管道特别脆弱。
电流腐蚀
这不是焊接接头所独有的,这是由母材和熔合区金属的化学成分不同引起的机制。
而有些金属可以焊接自(即用与母材相同的填充材料),大多数时候这些材料的组成略有不同,通常是为了确保焊接接头的力学性能与焊件的其余部分一致。
当后者是,焊接金属往往有一个不同的电势比母金属。这种电势的差异,连同电解质的存在,是主要的必要条件电化学腐蚀.(了解更多内容电偶系列简介:电偶相容性与腐蚀)。这和标准电池的原理是一样的:两种金属形成一个电偶,电子从阳极(在这种情况下,带有较低电位的金属)阴极并且正离子沿相反方向行进。虽然该机制在电池中产生电压,但在焊接接头中优先腐蚀具有较低电位的材料。
例如,在大多数铝合金的情况下,焊接金属和危险变得更多高贵与母材相比,这意味着母材容易发生电偶腐蚀。当奥氏体填充金属用于由此构建的磁场机械的批量焊接高强度低合金钢.
减少腐蚀的焊接方法
虽然焊接腐蚀几乎不可能完全防止,但有几种方法可以最小化其效果和发生。(也看看焊接接头腐蚀的原因及预防了解更多信息。)
材料必须谨慎选择这样一来,相对于操作环境,它们在化学上尽可能相容。
一个经过适当清洁和处理的表面有更少的物理缺陷,这些缺陷可能是某些形式腐蚀的根源。仔细选择清洗和处理方法是很重要的,要防止表面的杂质或在不经意间造成一层多孔完成.
削弱了、裂缝和焊缝形状不适当焊缝根可能是几种不同腐蚀机制的原因,特别是空化,挂钩和缝隙腐蚀.
为了避免这些问题,必须采取几个步骤。根部焊缝必须进行适当的焊透和沉积。如果使用屏蔽弧形金属焊接或者是自动粉末焊接渣必须在每次通过后删除。表面光洁度必须均匀、光滑,具有一定的光洁度表面氧化这可以防止进一步的腐蚀。
一个正确的选择焊接后热处理(PWHT)可以释放部分或全部残余应力,并保护接头免受某些形式的腐蚀。它还可以释放一些被捕获的氢,并使材料部分均匀化,从而减少电位差。此外,钝化处理可以保护不锈钢免受腐蚀,因为它去除表面污染物,并在表面形成新的均匀的被动氧化膜。