CN116358972A - 一种钢焊接接头宏观腐蚀试剂及金相腐蚀方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种焊接接头宏观腐蚀试剂及金相腐蚀方法，所述焊接接头宏观腐蚀试剂由二水草酸、双氧水和水配制而成。与现有技术相比，本发明提供的焊接接头宏观腐蚀试剂中不含有强酸成分，使用更安全，使用本发明提供的腐蚀试剂不仅可以对焊接接头进行有效腐蚀，使腐蚀面具有较好的抛光性、腐蚀后焊接接头表面具有金属光泽，便于进行宏观金相观察和留存影像记录；而且还能避免对母材和焊缝的腐蚀程度过高，导致腐蚀面过暗，影响宏观金相观察，而且该腐蚀试剂对焊接接头腐蚀后的产物为二氧化碳和水，便于处理，对环境更友好。
Description
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，具体而言，涉及一种焊接接头宏观腐蚀试剂及金相腐蚀方法。
背景技术
低合金高强度结构钢和桥梁用结构钢，如Q345、Q355、Q370、Q390、Q420、Q460、Q500钢具备高强度、抗疲劳、抗冲击、抗腐蚀、抗低温、耐磨、焊接、易加工等优质性能，被广泛应用于起重机、液压机、工程机械、重工机械、桥梁结构、封头、机械配件、钢结构、大型铲车、农用机械等。焊接是这些钢的主要连接方式，焊接接头质量的好坏直接决定了设备的安全可靠性。焊接接头的宏观金相检验是评估焊接接头质量的重要方法。宏观金相是通过肉眼或体视显微镜观察金属材料的组织，包括宏观晶粒的大小、形态、分布和材料中存在的缺陷，如偏析、缩孔、气孔、裂纹、夹杂物等。根据宏观组织，可以鉴定金属材料的质量、存在的缺陷以及由此造成的金属构件在使用过程中的失效原因。
在对焊接接头进行宏观金相检验之前，需要使用腐蚀剂对焊接接头进行宏观腐蚀。焊接接头焊缝中的铁经过高温焊接后，晶体结构被破坏，相较于母材中的铁更活泼。合适的腐蚀剂能与焊缝中的铁反应，而不与母材中的铁反应。现有的腐蚀剂的腐蚀性太强或太弱，腐蚀性太强的腐蚀剂的组分中多含有酸性较强的酸，一方面对试验过程中的安全防护有较高要求，另一方面对母材和焊缝的腐蚀程度过高，导致腐蚀面过暗；腐蚀性太弱的腐蚀剂又无法对焊缝进行有效腐蚀，影响对焊接接头的宏观金相检验。
发明内容
本发明解决的技术问题是现有的腐蚀剂的腐蚀性太强或太弱，腐蚀性太强的腐蚀剂的组分中多含有酸性较强的酸，一方面对试验过程中的安全防护有较高要求，另一方面对母材和焊缝的腐蚀程度过高，导致腐蚀面过暗；腐蚀性太弱的腐蚀剂又无法对焊缝进行有效腐蚀，影响对焊接接头的宏观金相检验。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种焊接接头宏观腐蚀试剂，所述焊接接头宏观腐蚀试剂由二水草酸、双氧水和水配制而成。
优选地，所述焊接接头宏观腐蚀试剂中所述二水草酸、所述双氧水、所述水的质量之比为20-40：58.5-117：340-400。
优选地，所述焊接接头宏观腐蚀试剂中所述二水草酸、所述双氧水、所述水的质量之比为20：58.5：400。
与现有技术相比，本发明提供的焊接接头宏观腐蚀试剂中不含有强酸成分，使用更安全，使用本发明提供的腐蚀试剂不仅可以对焊接接头进行有效腐蚀，使腐蚀面具有较好的抛光性、腐蚀后焊接接头表面具有金属光泽，便于进行宏观金相观察和留存影像记录；而且还能避免对母材和焊缝的腐蚀程度过高，导致腐蚀面过暗，影响宏观金相观察，而且该腐蚀试剂对焊接接头腐蚀后的产物为二氧化碳和水，便于处理，对环境更友好。
本发明还提供了一种金相腐蚀方法，包括以下步骤：
步骤S1、将试样进行打磨处理，使所述试样的待腐蚀面的粗糙度小于等于预设粗糙度；
步骤S2、蘸取腐蚀试剂对所述待腐蚀面进行反复擦拭，待焊缝清晰，然后进行冲洗，并吹干；其中，所述腐蚀试剂采用如上所述的焊接接头宏观腐蚀试剂。
优选地，所述步骤S1中，所述试样的规格为厚度20-40mm，宽度12-20mm，长度50-70mm。
优选地，所述步骤S1中，所述将试样进行打磨处理包括：将所述试样依次经240#砂纸、400#砂纸、600#砂纸打磨。
优选地，所述步骤S1中，所述预设粗糙度Ra为0.6-0.8μm。
优选地，所述步骤S2中，所述冲洗使用的试剂包括水和乙醇中的一种。
优选地，所述步骤S2中所述蘸取腐蚀试剂对所述待腐蚀面进行反复擦拭的工具包括毛刷。
优选地，所述毛刷的刷毛材质为尼龙。
附图说明
图1为本发明实施例中进行金相腐蚀的流程图；
图2为实施例1中待观察试样的扫描图；
图3为实施例2中待观察试样的扫描图；
图4为实施例3中待观察试样的扫描图；
图5为实施例4中待观察试样的扫描图；
图6为实施例5中待观察试样的扫描图；
图7为对比例1中待观察试样的扫描图；
图8为对比例2中待观察试样的扫描图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例中的特征可以相互组合。术语“包含”、“包括”、“含有”、“具有”的含义是非限制性的，即可加入不影响结果的其它步骤和其它成分。以上术语涵盖术语“由……组成”和“基本上由……组成”。如无特殊说明的，材料、设备、试剂均为市售。
本发明实施例提供了一种焊接接头宏观腐蚀试剂，所述焊接接头宏观腐蚀试剂由二水草酸(C2H2O4·2H2O)、双氧水(H2O2)和水配制而成。
与现有技术相比，本发明提供的焊接接头宏观腐蚀试剂中不含有强酸成分，使用更安全，使用本发明提供的腐蚀试剂不仅可以对焊接接头进行有效腐蚀，使腐蚀面具有较好的抛光性、腐蚀后焊接接头表面具有金属光泽，便于进行宏观金相观察和留存影像记录；而且还能避免对母材和焊缝的腐蚀程度过高，导致腐蚀面过暗，影响宏观金相观察，而且该腐蚀试剂对焊接接头腐蚀后的产物为二氧化碳和水，便于处理，对环境友好。
本发明的实施例中，优选地，所述焊接接头宏观腐蚀试剂中所述二水草酸(C2H2O4·2H2O)、所述双氧水(H2O2)和所述水的质量之比为20-40：58.5-117：340-400。更优选地，所述焊接接头宏观腐蚀试剂中所述二水草酸(C2H2O4·2H2O)、所述双氧水(H2O2)和所述水的质量之比为20：58.5：400。
本发明的实施例中，所述水为蒸馏水。
如图1所示，本发明实施例还提供了一种金相腐蚀方法，包括以下步骤：
步骤S1、将试样进行打磨处理，使所述试样的待腐蚀面的粗糙度小于等于预设粗糙度；
步骤S2、蘸取腐蚀试剂对所述待腐蚀面进行反复擦拭，待焊缝清晰，然后进行冲洗，并吹干；其中，所述腐蚀试剂采用如上所述的焊接接头宏观腐蚀试剂。
示例性地，所述步骤S1中，所述试样的规格为厚度20-40mm，宽度12-20mm，长度50-70mm。优选地，所述试样的规格为厚度30mm，宽度16mm，长度60mm
本发明的实施例中，所述步骤S1中，所述将试样进行打磨处理包括：将所述试样依次经240#砂纸、400#砂纸、600#砂纸打磨。
本发明的实施例中，所述步骤S1中，所述预设粗糙度Ra为0.6-0.8μm，优选地，所述预设粗糙度为0.8μm。使待腐蚀面的粗糙度Ra小于0.8μm，更有利后续对待腐蚀面的腐蚀。
示例性地，所述步骤S2中，所述冲洗使用的试剂包括水和乙醇中的一种。
本发明的实施例中，所述步骤S2中所述蘸取腐蚀试剂对所述待腐蚀面进行反复擦拭的工具包括毛刷。优选地，所述毛刷的刷毛材质为尼龙。尼龙材质的毛刷能够耐酸碱腐蚀，不会影响腐蚀试剂对待腐蚀面的腐蚀。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。需要说明的是，本发明实施例中试样的母材为Q355D钢，使用的焊丝型号包括ER50-6和H10Mn2，下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照制造厂商所建议的条件。
实施例1
1.1、将规格为厚度30mm，宽度16mm，长度60mm试样的待腐蚀面依次经240#、400#、600#的砂纸打磨，直至粗糙度Ra小于0.8μm。
1.2、制备焊接接头宏观腐蚀试剂：取二水草酸20g，双氧水40ml，蒸馏水400ml，在室温下，依次将蒸馏水、二水草酸、双氧水倒入玻璃容器中，并用玻璃棒搅拌直至草酸全部溶解，得到焊接接头宏观腐蚀试剂
1.3、用毛刷蘸取所述焊接接头宏观腐蚀试剂不断擦拭待腐蚀面，待焊缝清晰，用蒸馏水冲洗，并吹干腐蚀面，得到腐蚀后的待观察试样。
实施例2
与实施例1的不同之处在于，焊接接头宏观腐蚀试剂的配方中二水草酸的质量为40g。
实施例3
与实施例1的不同之处在于，焊接接头宏观腐蚀试剂的配方中双水的体积为60ml。
实施例4
与实施例1的不同之处在于，焊接接头宏观腐蚀试剂的配方中蒸馏水的体积为370ml。
实施例5
与实施例1的不同之处在于，焊接接头宏观腐蚀试剂的配方中蒸馏水的体积为390ml。
实施例6
6.1、将规格为厚度20mm，宽度12mm，长度50mm试样的待腐蚀面依次经240#、400#、600#的砂纸打磨，直至粗糙度Ra小于0.6μm。
6.2、制备焊接接头宏观腐蚀试剂：取二水草酸20g，双氧水40ml，蒸馏水400ml，在室温下，依次将蒸馏水、二水草酸、双氧水倒入玻璃容器中，并用玻璃棒搅拌直至草酸全部溶解，得到焊接接头宏观腐蚀试剂。
实施例7
7.1、将规格为厚度40mm，宽度20mm，长度70mm试样的待腐蚀面依次经240#、400#、600#的砂纸打磨，直至粗糙度Ra小于0.7μm。
7.2、制备焊接接头宏观腐蚀试剂：取二水草酸20g，双氧水40ml，蒸馏水400ml，在室温下，依次将蒸馏水、二水草酸、双氧水倒入玻璃容器中，并用玻璃棒搅拌直至草酸全部溶解，得到焊接接头宏观腐蚀试剂。
对比例1
与实施例1的不同之处在于，焊接接头宏观腐蚀试剂的配方为：浓硝酸40ml、蒸馏水400ml。
对比例2
与实施例1的不同之处在于，焊接接头宏观腐蚀试剂的配方为：二水草酸50g、甘油150g、去离子水450mL。
实验例
使用扫描仪分别对实施例1-5，对比例1-2中制备的待观察试样扫描，得到图2-8，其中，图2-6分别对应实施例1-5，图7-8分别对应对比例1-2，从图2-6可以看出，实施例1-5中制备的待观察试样的焊缝清晰可见，非常适于进行金相宏观组织观察，有利于对焊接质量的评价，其中实施例1中的待观察试样的焊缝最清晰，更利于对焊接质量的评价。从图7中可以看出，对比例1中制备的待观察试样，焊缝过于黑暗，且焊缝与母材交界模糊，不适于进行金相宏观组织观察。从图8中可以看出，对比例2中制备的待观察试样，腐蚀面暗淡且模糊，不适于进行金相宏观组织观察。
综上所述，本发明实施例提供的焊接接头宏观腐蚀试剂，相比于对比例1和对比例2中腐蚀试剂，对Q355D钢的焊接接头的腐蚀效果更好，经该焊接接头宏观腐蚀试剂处理后的Q355D钢焊接接头，更适于进行金相宏观组织观察，从而有利于焊接质量的评价。
另外，需要说明的是，虽然本发明公开披露如上，但本发明公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本发明公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种焊接接头宏观腐蚀试剂，其特征在于，所述焊接接头宏观腐蚀试剂由二水草酸、双氧水和水配制而成。
2.根据权利要求1所述的焊接接头宏观腐蚀试剂，所述焊接接头宏观腐蚀试剂中所述二水草酸、所述双氧水、所述水的质量之比为20-40：58.5-117：340-400。
3.根据权利要求1所述的焊接接头宏观腐蚀试剂，其特征在于，所述焊接接头宏观腐蚀试剂中所述二水草酸、所述双氧水、所述水的质量之比为20：58.5：400。
4.一种金相腐蚀方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、将试样进行打磨处理，使所述试样的待腐蚀面的粗糙度小于等于预设粗糙度；
步骤S2、蘸取腐蚀试剂对所述待腐蚀面进行反复擦拭，待焊缝清晰，然后进行冲洗，并吹干；其中，所述腐蚀试剂采用如权利要求1-3任一项所述的焊接接头宏观腐蚀试剂。
5.根据权利要求4所述的金相腐蚀方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述试样的规格为厚度20-40mm，宽度12-20mm，长度50-70mm。
6.根据权利要求4所述的金相腐蚀方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述将试样进行打磨处理包括：将所述试样依次经240#砂纸、400#砂纸、600#砂纸打磨。
7.根据权利要求4所述的金相腐蚀方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述预设粗糙度Ra为0.6-0.8μm。
8.根据权利要求4所述的金相腐蚀方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述冲洗使用的试剂包括水和乙醇中的一种。
9.根据权利要求4所述的金相腐蚀方法，其特征在于，所述步骤S2中所述蘸取腐蚀试剂对所述待腐蚀面进行反复擦拭的工具包括毛刷。
10.根据权利要求9所述的金相腐蚀方法，其特征在于，所述毛刷的刷毛材质为尼龙。
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