18-8奥氏体不锈钢焊接接头晶间腐蚀的评定及控制探究

18-8奥氏体不锈钢焊接接头晶间腐蚀的评定及控制探究

刘志营

新发药业有限公司 山东省东营市 257500

摘要：奥氏体不锈钢焊接接头出现晶间腐蚀，其原因主要是沉淀析出了晶间碳化铬。对此，可对碳化铬沉淀进行控制，据此对晶间腐蚀进行预防。本文简述了奥氏体不锈钢焊接接头晶间腐蚀试验，浅析了判定晶间腐蚀裂纹的方法，探究了焊接接头抗晶间腐蚀能力的控制及预防措施，以期为18-8奥氏体不锈钢焊接接头晶间腐蚀的评定及控制提供借鉴。

关键词：奥氏体不锈钢；焊接接头；晶间腐蚀

前言：18-8奥氏体不锈钢在诸多领域得到了日渐广泛的应用，但在氧化介质和弱氧化介质中，此类不锈钢会形成晶间腐蚀，并沿晶界从表面深入至内部，急剧降低材料强度。虽然其表面仍能保持光亮完好，但稍微受到外力作用，即会沿晶界发生断裂。因此，晶间腐蚀作为一种腐蚀破坏，危害性极大。对此，有必要对18-8奥氏体不锈钢焊接接头晶间腐蚀进行检查判定，并采取有效措施加以控制。

1 奥氏体不锈钢焊接接头晶间腐蚀试验

一般通过加速方法，对不锈钢对于晶间腐蚀呈现的敏感性进行测定，其原理在于，创设适当条件，并合理选用侵蚀剂，对晶间实施加速选择性腐蚀^[1]。可遵循GB/T 4334.5-2000“不锈钢硫酸-硫酸铜腐蚀试验方法”对焊接接头开展晶间腐蚀试验。

2 判定晶间腐蚀裂纹

试验弯曲部位相应的棱角出现的裂纹、滑移线、表面粗糙以及皱纹等，均不能将其视为晶间腐蚀导致的裂纹。若试样发生晶间腐蚀，经过冷弯之后，鳞状裂纹会形成于其表面，对之进行敲击，不会发出金属声响。可通过金相法对之进行评定。对断面实施金相检查，若发现局部腐蚀存在于晶界或者其毗邻部位，甚至出现晶粒脱落，沿晶界形成均匀腐蚀，即可判定其为晶间腐蚀^[2]。

3 焊接接头抗晶间腐蚀能力的控制及预防措施

1. 对焊接方法进行选择

对焊接方法进行合理选择，能对焊件停留于敏化温度区的时间进行尽量缩短，并能减少危险温度造成的影响。若板材小且薄，可对离子焊或者真空电子束焊进行采用；若板材厚度中等，可对半自动气体保护焊进行采用；若板材厚度较大，可对埋弧焊进行采用。

2. 对焊接材料进行控制

一般，将奥氏体不锈钢的具体材质及其温度、介质等工作条件作为依据，据此选择焊接材料。从原则上来看，应对接近母材的焊接材料进行选用，为确保焊缝区具备良好的抗晶间腐蚀性能，应做好如下几点：一，对低碳或者超低碳不锈钢焊材进行选用，最大化地对焊缝金属的碳含量进行降低，遏制碳对碳化铬的形成，避免形成贫铬区，增强焊缝金属具备的抗晶间腐蚀能力。二，对添加了各类稳定化元素，诸如钛、钽、铌的焊材进行选用。此类元素，能优先与碳相结合，形成相应的碳化物，并以颗粒的形式在晶内呈弥散分布，进而减少奥氏体所含的固溶碳，将碳含量减少到少于0.01%，碳化铬即无法形成，能实现对抗腐蚀能力的增强。三，对具有 双相组织的焊材进行采用。四，对焊材直径进行控制。焊材直径对焊接热输入量具有直接影响，因此，在确保全焊透的基础上，尽量对小直径焊材进行选用，减少焊接过程中的热量输入^[3]。

3. 对焊接参数进行控制

在确保全熔合和完全焊透的基础上，尽量对电流较小、电压较低的焊接方式进行选用，实现对热输入量的有效减少，并实现对焊接接头性能的良好改善。

4. 对焊接过程进行控制

对焊接过程进行控制，要做好如下两点：一，做好焊接准备。对焊件进行清洁，去除焊接坡口存在的油漆和油污，并清除自动焊丝表面存在的油漆和锈蚀，并在干燥清洁处对之进行保存；必须将电弧焊焊丝烘干，并在保温筒中对之进行保存。二，在焊接过程中，应对直线运条进行采用，并禁止横向摆动，采用多层焊时，要控制层间温度，避免温度过高，应冷却至低于60℃条件，并完成清渣后，再继续实施焊接。应将层间接头错开，并填满收弧。在必要情况下，应在施焊的同时，用水对焊缝进行冷却，其冷却标准是水无法浸入焊接熔池。还可将水或者惰性气体通入焊缝背面，实现加速冷却，并形成对焊缝的有效保护，据此有效遏制焊接件出现晶间腐蚀。

5. 对焊接环境进行控制

应对焊接环境场地进行清洁，避免焊接环境中存在的油污、锈蚀对焊接接头的耐蚀性能以及强度造成不良影响。

结束语

综上所述，18-8奥氏体不锈钢焊接接头之所以出现晶间腐蚀，是因为在敏化温度范围内，晶界内形成碳化物沉淀，进而产生贫铬区，导致晶界具备的耐蚀性能出现大幅度降低。以18-8奥氏体不锈钢为材料生产焊接结构时，应对焊接质量进行有效控制，减少甚至避免沉淀析出碳化物，实现对晶间腐蚀的有效预防。

参考文献

[1]王庆田,胡朝威,蒋兴钧.奥氏体不锈钢焊接接头弯曲试验的理解与争议——探讨统一相关标准要求的可能性[J].焊接技术,2017,46(07):93-98.

[2]吕旭伟,周海波.奥氏体不锈钢焊接接头晶间腐蚀断裂分析[J].电焊机,2016,46(11):95-98.

[3]农琪,邓开豪,赵永东,韦孟洲,张晶莹.奥氏体不锈钢焊接接头晶间腐蚀性能的研究[J].轻工科技,2013,29(09):25-26.

作者简介:刘志营，男1983.03.15出生电焊工技师，山东省技术能手，东营市技术能手，东营市五一劳动奖章获得者，东营市首席技师。