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通過更好的了解焊接接頭的腐蝕原因和相應(yīng)的預(yù)防方法，我們可以有效的減小這類腐蝕發(fā)生的概率以及帶來的經(jīng)濟(jì)損失。

從定義上講，腐蝕通常是指由于材料與其周圍環(huán)境發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)而引起的材料性能的退化。雖然這一般是發(fā)生在金屬材料上的問題，但在處理焊接接頭時(shí)應(yīng)特別注意。因?yàn)榧词鼓氵x擇了適當(dāng)?shù)慕饘俸吞畛浣饘?，遵守了所有操作?biāo)準(zhǔn)并且正確地進(jìn)行了焊接，腐蝕仍然會(huì)發(fā)生。

腐蝕一般是由材料、環(huán)境、應(yīng)力和負(fù)載三個(gè)基本因素引起的，這些因素會(huì)獨(dú)立或共同導(dǎo)致?lián)p壞。由于化學(xué)成分的變化，不同的材料可能含有不同的殘余應(yīng)力以及在焊接接頭處形成不同的不連續(xù)性，當(dāng)觀察焊接接頭的性質(zhì)時(shí)，所有這些因素都會(huì)成為一個(gè)問題。

由于腐蝕自古以來就是一個(gè)非常復(fù)雜的研究主題，因此雖然許多研究人員試圖對這些不受歡迎的腐蝕及機(jī)理進(jìn)行分類但大多數(shù)并沒有取得很好的結(jié)果。到目前為止，根據(jù)主流學(xué)派的觀點(diǎn)，腐蝕機(jī)理可以根據(jù)其來源和范圍，材料分離機(jī)制及其物理外觀等因素來分類。

在本文中，重點(diǎn)將主要放在根據(jù)材料分離機(jī)制進(jìn)行分類的探討上，其中將會(huì)舉到一些實(shí)際例子。

焊接接頭的腐蝕原因和機(jī)理概述

焊接接頭的腐蝕主要是由制造和冶金因素共同造成的。這些缺陷包括但不限于：焊接件設(shè)計(jì)缺陷、焊接實(shí)踐不善、各種焊接缺陷（無損檢測中遺漏的細(xì)節(jié)和不可接受的缺陷）、焊接裂紋和殘余應(yīng)力以及各種冶金原因。

焊接接頭結(jié)構(gòu)具有三個(gè)不同的區(qū)域，每個(gè)區(qū)域具有不同的機(jī)械和結(jié)構(gòu)特征。熔合區(qū)是基體和填充金屬混合的部分，每種金屬的化學(xué)和結(jié)構(gòu)組成可能完全不同。熔合區(qū)和基材之間是熱影響區(qū)（HAZ），其結(jié)構(gòu)特性與基材并不相同。由于組成和電勢的不同，這種結(jié)構(gòu)是造成焊接腐蝕的主要原因之一，并且在焊接過程中由于加熱引起的變形，接頭中始終會(huì)存在殘余應(yīng)變。

這意味著，即使已經(jīng)采取了一些預(yù)防措施來防止這些腐蝕，但對這些結(jié)構(gòu)和幾何形狀變化的忽視仍會(huì)導(dǎo)致該特定區(qū)域出現(xiàn)各種形式的腐蝕，而且通常都是出乎意料的腐蝕。

焊縫中的典型腐蝕機(jī)制有電偶腐蝕、應(yīng)力腐蝕開裂（SCC）、微動(dòng)腐蝕、氣蝕、高溫腐蝕、各種形式的局部腐蝕（如點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕）、疲勞腐蝕和氫致冷開裂。由于此處提到的所有腐蝕機(jī)制本質(zhì)上都是電化學(xué)相關(guān)的，因此它們需要電解液（如水）的存在，這使得管道特別脆弱。

電偶腐蝕

電偶腐蝕不限于焊接接頭，是一種由焊接基體金屬和熔合區(qū)金屬的化學(xué)成分不同而引起的腐蝕。

雖然有些金屬可以自動(dòng)焊接（即，使用與基體材料相同的填充材料），但大多數(shù)情況下，這些材料的成分略有不同，通常是為了確保焊接接頭的機(jī)械性能與其余焊接件保持一致。

在后一種情況下，焊接金屬一般會(huì)具有與母材不同的電勢。這種電位差，加上電解液的存在，是電偶腐蝕發(fā)生的必要先決條件。這與一些標(biāo)準(zhǔn)電池的原理是相同的：兩種金屬形成一對電偶，電子從陽極（在這種情況下是具有較低電勢的金屬）傳輸?shù)疥帢O，正離子向相反的方向移動(dòng)。雖然此機(jī)制會(huì)在電池中產(chǎn)生電壓，但在焊接接頭中會(huì)優(yōu)先腐蝕電位較低的材料。

例如，對于大多數(shù)鋁合金材料而言，與母材相比，焊接金屬和熱影響區(qū)變得更難以腐蝕，這意味著母材就更容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕。當(dāng)奧氏體填充金屬被用于對高強(qiáng)度低合金（HSLA）鋼進(jìn)行補(bǔ)焊時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生類似的結(jié)果。

減少腐蝕的焊接方法

雖然完全防止焊接腐蝕是幾乎不可能的，但是有幾種方法可以最大程度地減少其發(fā)生的概率和帶來的影響。

其中比較重要的一些方面包括：必須仔細(xì)選擇金屬材料，使其相對于操作環(huán)境具有盡可能好的化學(xué)相容性。經(jīng)過適當(dāng)清潔和處理的表面具有較少的物理缺陷，這些缺陷可能是某些形式的腐蝕的起點(diǎn)，因此仔細(xì)選擇表面清潔和處理方法也是非常重要的。

咬邊、裂縫以及焊縫表面和焊縫根部形狀不規(guī)范可能是造成幾種不同腐蝕產(chǎn)生的原因，特別是氣蝕，點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕。為了避免這些問題，必須采取幾個(gè)步驟：焊縫根部必須得到正確熔透和沉積。如果使用電弧焊或自動(dòng)粉末焊，則每道焊后必須清除焊渣；表面光潔度必須均勻且光滑，且最好對表面進(jìn)行氧化，這樣可防止進(jìn)一步腐蝕。

正確選擇焊后熱處理（PWHT）可以釋放部分或全部殘余應(yīng)力，并保護(hù)焊接接頭免受某些形式的腐蝕。它還可以釋放一些捕獲的氫并部分均勻化材料從而減小電勢差。此外，鈍化處理可以去除表面污染物并在表面上形成新的均勻鈍化氧化膜，因此可以保護(hù)不銹鋼免受腐蝕。