異質(zhì)污染對(duì)316L 不銹鋼焊縫組織及 耐蝕性影響的顯色研究

劉寶軍，程從前，曹鐵山，楊樹凱，孟憲明，趙杰

（1.大連理工大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧 大連 116023；2.蘇州熱工研究院有限公司， 江蘇 蘇州 215000；3.中國汽車技術(shù)研究中心有限公司，天津 300300）

316L 奧氏體不銹鋼具有優(yōu)良的耐蝕性、較低的輻照敏感性和良好的焊接性等綜合力學(xué)性能，是核電站中的核燃料支架、閥門、泵殼、泵軸、一回路主管道等關(guān)鍵設(shè)備的重要結(jié)構(gòu)材料[1]。焊接作為這些結(jié)構(gòu)材料的一種重要連接方式，其焊接質(zhì)量直接影響相關(guān)零部件的使用安全和可靠性。在沿海高溫高氯離子條件下，焊縫不僅應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的組織成分及力學(xué)性能要求，同時(shí)還應(yīng)滿足耐蝕性，因此針對(duì)焊縫組織及耐蝕性的質(zhì)量檢驗(yàn)，是相關(guān)領(lǐng)域不銹鋼裝備制造的重要環(huán)節(jié)。

目前，工程常規(guī)無損檢測(cè)方法是超聲、磁粉、射線以及滲透檢測(cè)等，主要針對(duì)焊縫表界面中的氣孔、夾渣以及裂紋等幾何缺陷的檢測(cè)評(píng)價(jià)[2-7]，然而有關(guān)焊縫異質(zhì)污染無損檢測(cè)方面的研究鮮有報(bào)道。異質(zhì)污染是焊接或制造過程中與不適當(dāng)工具接觸，或不合格焊材混用情況下產(chǎn)生的，我國標(biāo)準(zhǔn)GB/T 150—2011《壓力容器》以及法國核電RCC-M 標(biāo)準(zhǔn)中均明確規(guī)定[8-9]，不銹鋼制造中嚴(yán)格禁止異質(zhì)污染。筆者前期針對(duì)不銹鋼鐵污染破壞鈍化膜完整性，提出了鄰菲啰啉顯色反應(yīng)的紅色程度評(píng)價(jià)不銹鋼鈍化膜損傷的方法[10-11]，并 在核電站工程現(xiàn)場(chǎng)得到應(yīng)用。工程檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)，管道焊縫也顯紅色，然而有關(guān)焊縫顯色的產(chǎn)生原因及其對(duì)性能的影響等系列問題尚未得到清晰認(rèn)識(shí)。

本文采用316L 奧氏體不銹鋼為對(duì)象，通過焊接時(shí)添加鐵絲和鐵粉作為模擬手工鎢極氬弧焊中的異質(zhì)污染源，研究異質(zhì)鐵污染下的顯色特征[12]，結(jié)合金相、掃描電鏡和能譜，分析其顯色原因，并結(jié)合電化學(xué)阻抗和動(dòng)電位極化實(shí)驗(yàn)，研究鐵污染對(duì)不銹鋼焊縫耐蝕性的影響。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以為核電管道焊接規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)以及選材提供理論基礎(chǔ)和數(shù)據(jù)支持。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 材料

實(shí)驗(yàn)材料為尺寸80 mm×20 mm×5 mm 的316L不銹鋼板，采用手工鎢極氬弧焊，保護(hù)氣體采用純氬氣，316L 不銹鋼及焊絲的化學(xué)成分如表1 所示。其焊接工藝參數(shù)為：焊接電流80 A，焊接速度8 cm/min，坡口60°，焊絲直徑1 mm，電弧電壓12 V。上述樣品焊完后，線切割成40 mm×15 mm×5 mm 的樣品。對(duì)上述樣品進(jìn)行兩種打磨處理，分別用砂紙對(duì)焊縫表面進(jìn)行輕微打磨并放置3 d、深層打磨磨去表面約1.5 mm（深入基體），開展顯色檢測(cè)和組織性能分析。

表1 316L 不銹鋼、焊絲、鐵絲及鐵粉的化學(xué)成分 Tab.1 Chemical composition of 316L stainless steel, welding wire, iron wire and iron powder wt.%

1.2 方法

采用自主提出的鄰菲啰啉顯色檢測(cè)法評(píng)價(jià)焊縫異質(zhì)污染，其鄰菲啰啉顯色試劑成分為100 mL 去離子水溶解0.1 g 鄰菲羅啉、0.1 g 鹽酸羥胺、1.376 g 檸檬酸和1.015 g 檸檬酸。將濾紙浸漬鄰菲羅啉溶液并貼于待測(cè)樣品表面進(jìn)行顯色反應(yīng)，當(dāng)顯色劑與樣品接觸后，異質(zhì)污染處顯紅色[11,13]。對(duì)顯色圖像進(jìn)行照相，并用Matlab 對(duì)圖像進(jìn)行像素提取和LAB 色空間轉(zhuǎn)換，將其中的紅色像素a矩陣與標(biāo)準(zhǔn)空白樣品的像素矩陣進(jìn)行對(duì)比校正后，繪制紅色色度三維特征圖，并根據(jù)校正后的a*值來定域定量表征顯色程度[11,14-18]。根據(jù)上述顯色特征，選取典型樣品，采用德國Leica DMIL LED 型光學(xué)顯微鏡、德國蔡司Zeiss-Supra 55型掃描電鏡觀察形貌以及能譜分析。

采用武漢科思特CS350 型電化學(xué)工作站和三電極體系，Ag/AgCl 為參比電極，鉑為對(duì)電極，樣品為工作電極，在3.5%NaCl 溶液中進(jìn)行電化學(xué)阻抗譜（EIS）和動(dòng)電位極化掃描實(shí)驗(yàn)。室溫下，將每個(gè)樣品浸泡在電解液中30 min，以穩(wěn)定開路電位（OCP）。在開路電位下測(cè)量阻抗譜，頻率范圍為 100 kHz～ 10 mHz，正弦擾動(dòng)幅值為10 mV。在開路電位穩(wěn)定條件下進(jìn)行動(dòng)電位極化掃描，范圍為開路電位以下40 mV 至開路電位以上 1500 mV，掃描速率為1 mV/s，待電流密度到達(dá)1×10-3A/cm2時(shí)停止[19-20]。

2 結(jié)果與討論

2.1 焊縫的顯色特征

圖1 粗磨后316L 不銹鋼焊縫顯色的三維模擬圖（LAB） Fig.1 3D simulation of weld color of 316L stainless steel after rough grinding (LAB): a) ER316L weld; b) ER316L welding wire + iron wire weld; c) ER316L welding wire + iron powder weld; d) pure iron wire weld

圖1 為對(duì)選擇的4 種不同焊縫進(jìn)行輕微粗磨后焊縫的LAB 紅色色度圖像。在無污染條件下，接頭大部分區(qū)域的顯色值a*在4～5.4 之間；但在焊縫局部區(qū)域，存在點(diǎn)狀顯色，其顯色值a*達(dá)到10.84，如圖1a 所示。當(dāng)焊條中含有鐵絲時(shí)，焊縫區(qū)點(diǎn)狀顯色數(shù)量增多，且在基體中也發(fā)現(xiàn)了一處點(diǎn)狀顯色，如圖1b 所示。當(dāng)焊接過程中加入鐵粉時(shí)，焊縫區(qū)出現(xiàn)連續(xù)且大范圍顯色，如圖1c 所示。當(dāng)焊條為純鐵絲時(shí)，整個(gè)焊縫區(qū)都顯色，如圖1d 所示。可見，鐵污染使得焊縫的顯色明顯增加。

圖2 為打磨1.5 mm 后，剛打磨和打磨放置24 h 的LAB 紅色色度圖像。圖2a、b 分別為純鐵絲焊縫和無污染純ER316L 焊縫剛打磨后的LAB 圖，剛打磨后，無鈍化膜保護(hù)，此時(shí)顯色最深。圖2c 為無污染焊縫打磨放置24 h 后，致密的鈍化膜形成，試樣不再顯色。圖2d 為焊絲中加入鐵絲的焊縫打磨放置24 h 后，在焊縫區(qū)仍存在點(diǎn)狀顯色，基體中不再顯色。圖2e 為用ER316L 焊絲焊接過程中加入鐵粉形成的焊縫，經(jīng)打磨放置24 h 后，焊縫整體不顯色。圖2f為純鐵絲焊縫打磨放置24 h 后，焊縫區(qū)存在一定程度的淺顯色，基體幾乎不顯色。從圖2 可知，試樣顯色程度隨放置時(shí)間的增加而降低，無污染的焊縫以及基體放置24 h 后不再顯色，異質(zhì)鐵污染條件下長時(shí)間放置時(shí)，顯色程度下降相對(duì)較慢，純鐵絲焊縫放置24 h 后，仍然存在一定程度的顯色現(xiàn)象，且ER316L+鐵絲焊縫樣品一直存在點(diǎn)狀顯色。

圖2 剛打磨和打磨放置24 h 后的LAB 圖像 Fig.2 LAB image just after grinding and after 24 hours of grinding: a) pure iron wire 0 h; b) ER316L 0 h; c) ER316 l2 h; d) ER316L + iron wire 24 h; e) ER316L + iron powder 24 h; f) pure iron wire 24 h

圖3 為打磨試樣在空氣中自鈍化時(shí)，用色度計(jì)識(shí)別后的紅色色度值a*隨時(shí)間變化的曲線。由曲線圖可知，4 種試樣經(jīng)打磨后，其顯色值隨在空氣中放置時(shí)間的增加而降低，在整個(gè)過程中純鐵絲焊縫的顯色值最高，ER316L+鐵絲焊縫的顯色值次之，其次是ER316L+鐵粉焊縫，純ER316L 焊縫的顯色值最低。

為了評(píng)價(jià)顯色的非均勻性特性，特別是點(diǎn)狀紅色的局部色度特征，采用色度比公式(1)進(jìn)行計(jì)算。

圖3 打磨后試樣在空氣中自鈍化顯色值隨時(shí)間的變化程度 Fig.3 Change degree of self passivation color development value of sample in air with time after grinding

2.2 顯色區(qū)典型組織與成分特征

圖4 打磨后出現(xiàn)點(diǎn)狀顯色三維模擬圖評(píng)價(jià)指標(biāo) Fig.4 Evaluation index of three-dimensional simulation map with spot color after grinding: a) slight grinding index curve; b) 24 h index curve of deep grinding

圖5 焊縫微觀組織 Fig.5 Weld microstructure: a) full view of the weld; b) ER316l weld; c) ER316l welding wire + iron wire weld; d) ER316l welding wire + iron powder weld; e) pure iron wire weld

焊縫區(qū)顯微組織如圖5 所示，圖5a 是焊縫宏觀形貌，焊縫寬度約為7 mm。圖5 中4 種不同焊縫的組織主要為奧氏體+鐵素體，且δ-鐵素體呈骨架或蠕蟲狀分布在奧氏體上，同時(shí)伴隨著奧氏體晶粒的變形。ER316L 焊縫的微觀組織主要為等軸晶奧氏體+ 樹枝晶奧氏體+少量δ-鐵素體，如圖5b 所示。ER316L焊絲+鐵絲焊縫中含有不明夾渣，圖7 對(duì)該區(qū)域進(jìn)行了能譜分析，焊縫中微觀組織主要為蠕蟲狀δ-鐵素體+奧氏體，局部區(qū)域的微觀組織不明顯，如圖5c 所示。ER316L 焊絲+鐵粉焊縫和純鐵絲焊縫的微觀組織主要為胞狀樹枝晶奧氏體+蠕蟲狀δ-鐵素體，其中純鐵絲焊縫奧氏體組織有一定粗化，局部存在鐵絲與基體未完全熔合區(qū)組織，無明顯微觀形貌。

圖6 為輕微打磨的純鐵絲焊縫以及ER316L+鐵粉焊接樣品顯色區(qū)的表面形貌掃描電鏡圖片，圖6a、b 分別對(duì)應(yīng)圖1d 中藍(lán)色圓環(huán)B、紫色圓環(huán)C 框選區(qū)域，圖6c 對(duì)應(yīng)圖1c 中藍(lán)色方框A 框選區(qū)域，圖6d為基體。表2 中1—4 為純鐵絲焊縫相應(yīng)區(qū)域的元素成分，5—6 為ER316L+鐵粉焊縫中相對(duì)應(yīng)區(qū)域的元素成分，7-基體為316L 母材基體元素成分。從圖1d中可以得出，純鐵絲焊縫區(qū)域整體顯色，從其元素成分分析來看，1、2、4 區(qū)域的Cr 含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于7-基體區(qū)域，可以確定1 區(qū)域?yàn)楹缚p；2 區(qū)域位于焊縫與熔合區(qū)的交界處，從其成分分析該處為鐵銹；4 區(qū)域根據(jù)前期工作及其所處的位置及形貌，可以確認(rèn)是未被打磨掉的氧化皮，這3 處均顯橘紅色。3-熔合區(qū)的Cr 含量相對(duì)較高。圖1c 中ER316L+鐵粉焊縫大面積顯色，從其成分分析得出5 區(qū)域?yàn)楹缚p中的富鐵相；6 區(qū)域含有少量Al 元素及Fe 的氧化物，Cr 含量相對(duì)較低；7 區(qū)域?yàn)榛w成分，Cr、Ni 含量處于正常水平，鈍化質(zhì)量較好。這一結(jié)果表明，存在富鐵相、氧化物以及Cr 含量降低，將導(dǎo)致鈍化膜的鈍化質(zhì)量變差，從而使得焊縫質(zhì)量更差，其顯色結(jié)果更為明顯。

圖6 純鐵絲焊縫、ER316L+鐵粉焊縫輕微打磨后顯色圖1 中選區(qū)的SEM 形貌顯微照片 Fig.6 Micrograph of SEM morphology of selected area in Fig.1 after slight grinding of pure iron wire weld and ER316l + iron powder weld: a) rust color zone B of the pure iron wire weld in Fig.1d; b) oxide color zone C of the pure iron wire weld in Fig.1d; c) iron rich phase zone A of ER316l welding wire + iron powder weld in Fig.1c; d) the er316l matrix

表2 對(duì)圖6 中純鐵絲焊縫、ER316L+鐵粉焊縫選區(qū)相應(yīng)區(qū)域EDX 化學(xué)成分分析 Tab.2 EDX chemical composition analysis of the selected area of pure iron wire weld and er316l + iron powder weld in Fig.6 wt.%

圖7 為ER316L+鐵絲焊縫點(diǎn)狀顯色選區(qū)表面形貌掃描照片，表3 中8—9 為該點(diǎn)狀顯色區(qū)域元素成分。從圖2d 和圖5c 可以得出，該區(qū)域位于焊縫區(qū)，該區(qū)域剛開始出現(xiàn)階段，夾渣面積小，肉眼可觀察到很小的形狀，繼續(xù)往下打磨，該區(qū)域逐漸顯現(xiàn)，形狀變大。該區(qū)域在放置24 h 后，其表面仍然存在點(diǎn)狀顯色，從其元素成分來看，O 元素含量較高，Cr、Ni元素含量都低于正常水平，含有大量的Si 和Ca 元素。區(qū)域9 中的Cr 含量小于基體中的Cr 含量，但在合理范圍內(nèi)，Ni 元素含量在正常范圍內(nèi)，該區(qū)域24 h 后不再顯色。圖7a 中的區(qū)域從其形貌和能譜成分來看，為焊接時(shí)引入的氧化夾雜物。從上述結(jié)果可以得出，氧化夾雜物的存在會(huì)導(dǎo)致鈍化膜形成不完整，進(jìn)而使得焊接質(zhì)量下降，從而導(dǎo)致顯色現(xiàn)象的存在。

圖7 打磨后出現(xiàn)點(diǎn)狀顯色ER316L+鐵絲焊縫顯色圖2 中選區(qū)的表面形貌掃描照片 Fig.7 Spot color rendering of ER316l + scanning picture of iron wire weld of selected surface morphology in Fig.2: a) the overall morphology of the slag inclusion in Fig.2d; b) local amplification area of fig.7a

表3 ER316L+鐵絲焊縫點(diǎn)狀顯色選區(qū)相應(yīng)區(qū)域EDX 元素成分 Tab.3 E316l + EDX element composition in corresponding area of spot color development of iron wire weld wt.%

2.3 異質(zhì)污染對(duì)焊縫電化學(xué)耐蝕性影響

圖8 為圖2 中4 種不同焊接狀態(tài)的焊縫在室溫下 3.5%NaCl 溶液中的動(dòng)態(tài)極化曲線、等效電路模型與Nyquist 圖和Bode 圖。Rs為溶液電阻，Rp為鈍化膜阻值，CPE 為相位角元件。通過圖8 極化曲線可以發(fā)現(xiàn)，ER316L 焊絲+鐵粉焊縫的點(diǎn)蝕電位在0.564 V 左右，腐蝕電位為-0.0367 V 左右，在四者當(dāng)中最高。其次ER316L 焊縫的點(diǎn)蝕電位在0.51 V 左右，腐蝕電位在-0.03 V 左右，ER316L 焊絲+鐵絲焊縫的腐蝕電位高于純鐵絲焊縫，從它們的曲線可以看出二者均沒有點(diǎn)蝕電位，沒有明顯的鈍化區(qū)域，呈現(xiàn)一種活性狀態(tài)，可見后二者的耐腐蝕性很低。從圖8b、d 的Nyquist圖和Bode 圖可以觀察出：隨著鐵污染含量的增加，阻抗譜容抗弧的半徑明顯減小，ER316L 焊絲+鐵粉的容抗弧最大，ER316L 焊絲焊縫的容抗弧半徑小于ER316L+鐵粉焊縫，ER316L 焊絲+鐵絲與純鐵絲焊縫的容抗弧小，經(jīng)放大可以發(fā)現(xiàn)純鐵絲的焊縫的容抗弧最小。Bode 圖中阻抗模值-頻率曲線可以發(fā)現(xiàn)：加入鐵污染的焊縫相較于其無污染的阻抗模值有所減小，無污染與加入鐵粉焊縫的相位角維持在較大角度（-80°），這與動(dòng)態(tài)極化曲線的結(jié)果一一對(duì)應(yīng)，同時(shí)與顯色實(shí)驗(yàn)的結(jié)果成正比關(guān)系。綜上可知，其耐蝕性的高低為：ER316L 焊絲+鐵粉焊縫＞ER 316L 焊縫＞ ER316L+鐵絲焊縫＞純鐵絲焊縫。

根據(jù)對(duì)上述EIS 譜圖的分析結(jié)果，本文采用如圖8c 所示的等效電路模型進(jìn)行擬合，來定量分析4 種不同焊縫所對(duì)應(yīng)的電化學(xué)阻抗值，擬合結(jié)果如表4 所示，其表達(dá)式為：

式中：Z0為CPE 的數(shù)值；ω為角頻率；n為誤差參數(shù)，0≤n≤1。從表4 中結(jié)果可知，無污染與加入鐵污染的溶液電阻Rs差別較大。表4 中擬合的n值結(jié)果均在0.5～1 之間，說明鈍化膜具有良好的電容效應(yīng)。在加入鐵污染的焊縫中，鈍化膜的阻值Rp隨著加入鐵污染含量的增多而降低，說明加入鐵污染會(huì)使不銹鋼中鈍化膜的穩(wěn)定性降低。同時(shí)從表4 中的CPE數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，相對(duì)于無污染及表面加入鐵粉的焊縫，加入鐵絲和純鐵絲的焊縫的CPE 值均有所增加，說明該狀態(tài)下對(duì)應(yīng)的鈍化膜的缺陷程度增加。

表4 4 種不銹鋼焊縫電化學(xué)阻抗譜等效電路的擬合參數(shù) Tab.4 Fitting parameters of electrochemical impedance spectroscopy equivalent circuit of 4 kinds of stainless steel welds

2.4 討論

上述研究表明：在無污染條件下，焊縫局部區(qū)域存在點(diǎn)狀顯色，鑒于焊縫表面不平整，存在局部氧化皮打磨不掉，該處點(diǎn)狀顯色是由氧化皮導(dǎo)致的。在異質(zhì)污染條件下，當(dāng)焊絲中含有鐵絲時(shí)，焊絲與鐵絲相互熔合，導(dǎo)致焊縫區(qū)出現(xiàn)多處點(diǎn)狀顯色；對(duì)該樣品內(nèi)部來說，顯色發(fā)生在異質(zhì)缺陷處，比如氧化夾雜，表現(xiàn)為含有2FeO·SiO2、CaO·SiO2硅酸鹽夾雜（圖5）。當(dāng)焊接過程中加入鐵粉時(shí)，鐵粉在高溫下熔化貼敷在焊縫表面，形成富鐵相，使得焊縫區(qū)出現(xiàn)連續(xù)且大范圍的顯色；當(dāng)焊絲為純鐵絲時(shí)，純鐵絲熔化與部分基體熔合形成焊縫，因此整個(gè)焊縫區(qū)都顯色。在統(tǒng)計(jì)的條件下，當(dāng)ac=5.3 時(shí)，在三維圖中顯色開始變得比較明顯[14-16]。該臨界值的確立可以在一定程度上作為模擬顯色實(shí)驗(yàn)中是否顯色的表征指標(biāo)，Cra曲線拐點(diǎn)的偏移可以作為評(píng)價(jià)顯色程度高低的依據(jù)。

根據(jù)顯色原理可知[15]：鄰菲羅啉顯色檢測(cè)法可以定性表征焊接樣品表面的鈍化質(zhì)量的差異。在本實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)掃描和能譜分析的結(jié)果表明：焊縫區(qū)域里面的Cr 含量都低于基體中的Cr 含量；不銹鋼鈍化膜的主要元素Cr、Fe 在膜中分別以Cr2O3、CrOOH、FeO、Fe2O3存在，其中Cr2O3為鈍化膜的主要成分，當(dāng)Cr含量降低時(shí)，鈍化質(zhì)量變差，富鉻氧化物是鈍化膜具有保護(hù)性的原因[16,19,20]；在大多數(shù)氧氣環(huán)境中，如圖6a 中游離鐵容易氧化成鐵銹，鐵銹主要由Fe2O3、 Fe3O4和FeOOH 組成[17]。由圖6b 中氧化皮區(qū)域可知，其含有FeO、Fe3O4、Fe 等成分，含有極少的Cr 含量，主要以Fe 元素為主，不能形成致密的鈍化膜，從而導(dǎo)致顯色現(xiàn)象的存在。圖1 中ER316L 焊絲+鐵粉焊縫的最高顯色值比ER316L 焊絲+鐵絲焊縫和純鐵絲焊縫的高，在于鐵粉受熱熔化貼敷在焊縫表面，在焊縫表面形成主要以Fe 元素為主的富鐵區(qū)；當(dāng)改變加入鐵污染的含量時(shí)，如純鐵絲焊縫樣品比ER316L 焊絲+鐵絲焊縫樣品加入的鐵污染含量多，導(dǎo)致焊縫的焊接質(zhì)量越差，越容易發(fā)生顯色反應(yīng)[21-23]。綜上所述，在焊接實(shí)驗(yàn)中增加鐵污染的含量會(huì)導(dǎo)致焊縫表面較難形成鈍化膜；氧化夾雜物以及氧化皮的存在，從鈍化膜的形成機(jī)理來說，增加了鈍化膜的形成難度，導(dǎo)致焊接質(zhì)量降低，顯色現(xiàn)象明顯，從而導(dǎo)致焊接樣品的耐腐蝕性能下降[12]。

通過動(dòng)態(tài)極化曲線和阻抗譜實(shí)驗(yàn)，結(jié)合掃描與能譜可以觀察出：ER316L+鐵絲焊縫和純鐵絲焊縫未完全熔合區(qū)的Cr 含量相對(duì)于7-基體中的Cr 含量分別下降了35%和25%；純鐵絲焊縫中未完全熔合區(qū)總體面積稍大于ER316L+鐵絲焊縫，長時(shí)放置試樣表面形成了一層薄薄的鈍化膜[21,24-26]，純鐵絲焊縫和ER316L+鐵絲焊縫沒有點(diǎn)蝕電位，不存在鈍化過程，呈現(xiàn)一種活性溶解狀態(tài)，容抗弧?。籈R316L+鐵粉焊縫的點(diǎn)蝕電位與容抗弧半徑最大，ER316L 焊縫的點(diǎn)蝕電位次之，二者均有相應(yīng)的鈍化過程，原因在于ER316L 焊絲+鐵粉焊接樣品在深層打磨中將鐵粉層打磨掉，剩下焊縫和基體元素成分與ER316L 焊接樣品相似；同時(shí)在ER316L 焊縫焊接過程中存在熱輸入過高干擾，導(dǎo)致ER31L 焊縫的耐蝕性低于ER316L 焊絲+鐵粉焊縫。綜合上述，ER316L 焊絲+鐵粉焊縫的耐蝕性最好，ER31L 焊縫次之，ER316L+鐵絲焊縫和純鐵絲焊縫的耐蝕性能最差[27-32]。

3 結(jié)論

1）輕微打磨條件下，存在氧化皮與鐵污染的焊縫相比無污染焊縫，其鈍化膜的鈍化質(zhì)量降低。深層打磨條件下，焊縫顯色時(shí)間因氧化夾雜物的存在及鐵污染含量的增加而延長。

2）根據(jù)上述內(nèi)容提出臨界參數(shù)判斷標(biāo)準(zhǔn)，從模擬顯色三維圖及色差比等表征指標(biāo)得出：當(dāng)ac=5.3時(shí)，可較為明顯地觀察到顯色現(xiàn)象，Cra曲線隨ac和顯色面積的增加向ac增大的方向偏移。

3）電化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，ER316L 焊絲+鐵粉焊縫的點(diǎn)蝕電位最高，其余三種焊縫試樣的點(diǎn)蝕電位、腐蝕電位以及阻抗譜容抗弧的半徑隨鐵污染含量的增加而減小。電化學(xué)交流阻抗圖和動(dòng)態(tài)極化曲線顯示的結(jié)果與顯色檢測(cè)表征的結(jié)果一致，鄰菲羅啉顯色檢測(cè)法可以定性表征焊接樣品的耐腐蝕性能。