CN1772971A - 提高不锈钢焊缝耐蚀性的方法及所用的装置 - Google Patents
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Abstract
一种提高不锈钢焊缝耐蚀性的方法，其特征在于将不锈钢焊缝作为阳极，利用直流电源控制电流，在电解抛光液中用本发明的装置对焊缝部位进行电解抛光加工，接着将不锈钢焊缝作为工件阳极，利用恒电位仪控制电位，在钝化液中用本发明的另一装置对焊缝部位进行电化学钝化处理。本发明能极大提高普通不锈钢焊缝部位的耐腐蚀性能，处理速度快，成本低，操作简便，外观效果好，适用范围广泛，既便于携带进行现场处理，也可用于工业化流水线生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种提高不锈钢焊缝耐蚀性的处理方法及所用的装置。
背景技术
焊接是不锈钢产品生产中最常用的加工方法之一，尤其对奥氏体不锈钢进行电焊时，由于电弧熔池的温度高达1300℃以上，没有采用惰性气体保护或保护效果不理想时，会在焊接部位形成氧化层(常见为彩色或黑色焊迹)，这极大地影响了产品的外观。此外，由于焊接过程中的高温操作，会在焊缝部位形成敏化温度区，即由于(Fe、Cr)23C6相的形成，造成焊缝部位贫铬现象的发生，从而形成焊缝部位与不锈钢母材之间的腐蚀微电池，这种条件下不锈钢产品在一定的使用环境中，极易发生晶间腐蚀，也就是常说的焊缝腐蚀，这对不锈钢产品的正常使用产生了破坏性的影响。
针对上述不锈钢焊缝腐蚀，国内外通常采用的方法包括重新固溶处理，即把焊接件加热至1050～1100℃，使沉积的(Fe、Cr)23C6重新溶解，然后淬火防止其再次沉积。显然对于很多不锈钢产品不可能把整件产品都放入热处理炉中进行处理，这种方法具有很大的局限性；另一方法就是从材料入手，例如选择含钛和铌的不锈钢材料，采用超低碳不锈钢、双相不锈钢等，这些材料虽然可以部分或完全抑制不锈钢焊缝腐蚀，但局限性就是材料成本相对较高，而工业上尤其国内许多不锈钢产品为了降低成本，没有使用上述材料，因此如何使普通的奥氏体不锈钢也具有耐焊缝腐蚀的能力，已成为工业上急需解决的技术难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高不锈钢焊缝耐蚀性的方法及所用的装置，它能解决现有技术中存在的上述问题。
一种提高不锈钢焊缝耐蚀性的方法，其特征在于将不锈钢焊缝作为阳极，利用直流电源控制电流，在电解抛光液中对焊缝部位进行电解抛光加工，接着将不锈钢焊缝作为工件阳极，利用恒电位仪控制电位，在钝化液中对焊缝部位进行电化学钝化处理。
上述提高不锈钢焊缝耐蚀性的方法所用的焊缝电解抛光加工装置，其特征在于有一下端固定在辅助阴极上的运动部件，它的外面固定1～20个散热片，电解抛光液载体包覆在该辅助阴极的外围，辅助阴极的上端通过电缆接在直流电源的负极上，阳极夹具通过电缆接在直流电源的正极上。
上述提高不锈钢焊缝耐蚀性的方法所用的焊缝电化学钝化处理装置，其特征在于有一下端固定在辅助阴极上的运动部件，钝化液载体包覆在该辅助阴极的外围，辅助阴极的上端通过导线接在恒电位仪的C接线端，参比电极的中段固定在辅助阴极中，它的下端插入于钝化液载体中，它的上端与恒电位仪的R接线端连接，阳极夹具通过导线接在恒电位仪的W接线端。本发明能极大提高普通不锈钢焊缝部位的耐腐蚀性能，处理
速度快，成本低，操作简便，外观效果好，适用范围广泛，既便于携带进行现场处理，也可用于工业化流水线生产。
附图说明
附图1为不锈钢焊缝电解抛光加工装置的结构示意图。
附图2为不锈钢焊缝电化学钝化处理装置的结构示意图。
具体实施方式
首先将两块厚2mm的304不锈钢板用亚弧焊焊接，然后用图1所示的装置对焊缝部位进行电解抛光加工。焊缝电解抛光加工装置有一用于操作辅助阴极8移动的运动部件6，它的外面固定1～20个散热片7，它的下端固定在辅助阴极8上，电解抛光液载体9包覆在辅助阴极8的外围，辅助阴极8的上端通过电缆2接在直流电源1的负极上，阳极夹具4通过电缆接在直流电源1的正极上。使用焊缝电解抛光加工装置时，用阳极夹具4夹住不锈钢工件3，用电解液载体9吸足不锈钢电解抛光液(重量百分比为50％H3PO4+50％H2SO4的溶液)，并与不锈钢焊缝部位5轻轻接触上，再接通直流电源1，通入阳极电流，电流密度一般不小于0.05A/cm2，沿着不锈钢工件3上的焊缝部位5缓慢移动，其在每一点上的停留时间取决于所加的电流密度的大小。本实施例中通入的电流密度为0.8A/cm2，移动速度为10cm/min。当焊缝位置出光后，即完成电解抛光加工。用水冲洗干净后，进入下一工序，用图2所示的装置对焊缝部位进行电化学钝化处理。焊缝电化学钝化处理装置有一用于操作辅助阴极15移动的运动部件13，它的下端固定在辅助阴极15上，钝化液载体16包覆在辅助阴极15的外围，辅助阴极15的上端通过导线11接在恒电位仪10的C接线端，参比电极14(饱和甘汞电极)的中段固定在辅助阴极15中，它的下端插入于钝化液载体16中，它的上端与恒电位仪10的R接线端连接，阳极夹具12通过导线接在恒电位仪10的W接线端。使用焊缝电化学钝化处理装置时，用阳极夹具12夹住不锈钢工件3，用钝化液载体16吸足不锈钢电化学钝化液(重量百分比为5％HNO3的水溶液)，并与不锈钢焊缝部位5轻轻接触上，接通恒电位仪10，控制电极电位为1.1V(相对于饱和甘汞电极)，沿着不锈钢工件3上的焊缝部位5缓慢移动，其在每一点上的停留时间不小于2分钟，当时间达到要求时，即完成该焊缝部位的电化学钝化处理，最后用清水冲洗干净，吹干，即完成全部的处理过程。
上述装置中所述的电解抛光液和钝化液的溶液载体是一种具有耐酸、耐热和强吸水性能的材料，它可以是无纺布、陶瓷纤维织布、泡沫塑料、玻璃绒或石棉绒。而所述的辅助阴极的几何形状应与焊缝部位形状相适应，可以是矩形或圆形的平板，也可以是有一定弧度的曲面或球面。
表1列出了经本发明的方法和装置处理前后不锈钢焊缝耐蚀性能的比较结果。其中失重试验是在15％H2SO4的水溶液中浸泡两个月后的腐蚀速率和表面形貌观察的试验结果；极化曲线试验是在20％H2SO4的水溶液中，利用PARC 2263电化学综合测试系统测量得到的腐蚀电位Eoorr和腐蚀电流密度icorr参数，其中Ecorr越正，icorr越小，则表明不锈钢焊缝的耐腐蚀性越好。从表1中可以明显看出，经本发明的方法处理过的不锈钢焊缝部位的耐蚀性能得到了极大的提高。
表1
| 样品 | 腐蚀速率(g/cm2·年) | 外观(两个月后) | Ecorr(mV) | icorr(μA/cm2) |
| 未处理经本发明处理 | 5.480×10-21.435×10-4 | 腐蚀穿透表面光亮 | -303128 | 868.51.6 |
Claims (5)
1.一种提高不锈钢焊缝耐蚀性的方法，其特征在于将不锈钢焊缝作为阳极，利用直流电源控制电流，在电解抛光液中对焊缝部位进行电解抛光加工，接着将不锈钢焊缝作为工件阳极，利用恒电位仪控制电位，在钝化液中对焊缝部位进行电化学钝化处理。
2.权利要求1所述的方法所用的焊缝电解抛光加工装置，其特征在于有一下端固定在辅助阴极(8)上的运动部件(6)，它的外面固定1～20个散热片(7)，电解抛光液载体(9)包覆在该辅助阴极(8)的外围，辅助阴极(8)的上端通过电缆(2)接在直流电源(1)的负极上，阳极夹具(4)通过电缆接在直流电源(1)的正极上。
3.权利要求1所述的处理方法所用的焊缝电化学钝化处理装置，其特征在于有一下端固定在辅助阴极(15)上的运动部件(13)，钝化液载体(16)包覆在该辅助阴极(15)的外围，辅助阴极(15)的上端通过导线(11)接在恒电位仪(10)的C接线端，参比电极(14)的中段固定在辅助阴极(15)中，它的下端插入于钝化液载体(16)中，它的上端与恒电位仪(10)的R接线端连接，阳极夹具(12)通过导线接在恒电位仪(10)的W接线端。
4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于所述的电解抛光液载体(9)或钝化液载体(16)是无纺布、陶瓷纤维织布、泡沫塑料、玻璃绒或石棉绒中的一种。
5.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于所述的辅助阴极(8)或(15)的几何形状是平板、曲面或球面。
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