收稿日期：２０１６-０６-１５基金项目：北京市属高校创新团队建设提升计划（ＩＤＨＴ２０１３０５１６）。作者简介：杨远航（１９９３—），男，硕士生，研究方向为腐蚀及防护，Ｅ-ｍａｉｌ：５２２０１５０２２５＠ｂｉｐｔ．ｅｄｕ．ｃｎ；车俊铁（１９６０—），博士，教授，研究方向为金属材料的腐蚀与防护及金属材料的无
损检测，通讯联系人，Ｅ-ｍａｉｌ：ｃｈｅｊｕｎｔｉｅ＠ｂｉｐｔ．ｅｄｕ．ｃｎ。
第２４卷 第４期２０１６年１２月
北京石油化工学院学报
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＰｅｔｒｏ-ｃｈｅｍｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｖｏｌ．２４ Ｎｏ．４Ｄｅｃ．２０１６
焊接工艺对３１６Ｊ１Ｌ不锈钢焊缝
耐海水腐蚀性能的影响
杨远航，车俊铁*，顾艳红，马慧娟，杨晓宇，赵 杰
（北京石油化工学院机械工程学院，北京１０２６１７）
摘要：通过提高焊接速度，减小焊接电流等手段改进３１６Ｊ１Ｌ的焊接工艺，提高了焊缝的耐海水腐蚀性能。利用金相显微镜、扫描电镜及Ｘ射线衍射技术对原失效焊件及改进工艺焊件三区的微观组织形貌、元素分布、物相组成等进行测定，测量２种工艺下焊件三区的动电位极化曲线，并对电化学特性进行了比较分析。结果表明：改进工艺后焊件三区平均晶粒度较大，元素分布更加均匀，腐蚀电流密度更小，腐蚀电位更高，腐蚀速率显著降低。
关键词：３１６Ｊ１Ｌ不锈钢；焊接工艺；海洋环境；极化曲线中图分类号：ＴＧ４５７；ＴＧ４０７
文献标志码：Ａ
３１６Ｊ１Ｌ超低碳奥氏体不锈钢具有高韧性、
高强度、良好的焊接性和耐腐蚀性等特点［１］
，在
海洋工程中广泛应用［２］
。由于逆频直流手工电弧焊操作方便，使用灵活，适应性强，所以比较适合海洋环境下复杂结构件的连接。然而，该焊接方法在不同焊接工艺下，其焊接接头的元素分布不均匀，合金成分、显微组织及晶粒大小
差距较大［３］
。可见焊接工艺对焊缝耐蚀性能的
影响较大［４］
。不合理的焊接工艺会导致严重的腐蚀破坏，这种海水腐蚀破坏往往会对生产造
成极大的影响［５］
。轻者引起系统停止，需要进行复杂的检修；重者发生管道爆裂，造成巨大的
经济损失和严重的环境污染［６］
。
目前，科研工作者已经对不锈钢焊缝的腐
蚀进行了大量研究。周子业等［７］
采用外观检查等多种方法发现储罐腐蚀缝隙往往出现在热影响区，呈网状，可以通过改进焊接工艺防止泄露
的发生。罗辉等［８］
通过草酸腐蚀和硫酸－硫酸铁腐蚀实验发现：随着焊接线能量的增加，其焊接接头腐蚀越严重，且这种腐蚀有增加的趋势。秦建等［９］
在Ｓ３０４０８不锈钢上进行了等离子弧打底及盖面焊接工艺研究，结果发现：采用合理
的焊接工艺参数可以得到综合性能良好的焊缝。ＺｈｏｎｇｍｅｉＧａｏ等
［１０］
为了获得激光电弧焊
的最佳工艺参数建立了克里格模型，该模型的最优解与实验结果高度相似，且焊接工艺参数对焊缝形状影响较大。ＮａｖｉｄＭｏｓｌｅｍｉ等
［１１］
在
３１６Ｊ１Ｌ上采用电弧焊，在１００Ａ的电弧电流下焊缝缺陷最低，硬度最高，可看作是最合适的电流。张鹏举等
［１２］
发现：奥氏体不锈钢焊接线对
热敏感，耐腐蚀性较弱，可以通过小电流、快速焊、快速冷却等加以改善。研究者虽然意识到焊接工艺对耐蚀性能的影响，但是较少去分析工艺引起焊缝耐蚀性能改变的内在原因，而这些原因恰恰是选择合理焊接工艺的依据。因此，通过对比实验，笔者综合分析了工艺影响焊缝耐蚀性能的原因。
１ 实验
１.１ 实验材料
母材为３１６Ｊ１Ｌ不锈钢，成分如表１所示。焊条为Ａ０２２奥氏体焊条，成分如表２所示。
表１ ３１６Ｊ１Ｌ不锈钢成分表
％元素ＦｅＣｒＮｉＭｏＣｕＭｎＳｉ质量分数６５.７７１６.３３１２.５９１.７１
１.８６
１.０１
０.２０
万方数据