。44 北京科技大学学报 第31卷 2.2焊接接头各微区的极化曲线测量 22.1母材Q235钢的极化曲线测量 -200 本文采用自行设计和研发的测试技术1山，测量 -400 了焊接接头焊缝区、熔合线、热影响区及细分的各微 区材料的极化曲线.母材的电化学性能和腐蚀性能 盖 -600 将是焊接接头及其各微区组织性能的比较基础，为 -800 此首先测试了母材的极化曲线结果（图3）.从极化 -1000 曲线上线性极化区和强极化区的分析，可以进一步 -3-2 -1 01 获得重要的电化学参数结果，分别见表3和表4. Ig [i/(mA.cm)] -200 1一母材：2一焊缝区：3一回火区：4一正火区：5一过热区：6一不完 全正火：7一熔合线 400 图4Q235管线钢焊接接头上各微区的极化曲线(J6A溶液，室 -600 温，扫描速度20mV·s) Fig.4 Polarizat ion curves of various micro-areas on a welded joint of Q235 steel (J6A solution,amhient temperature,scanning rate 20 mV-s) 1000 5 -3-2-1012 表5焊接接头各不同微区的E-0和i Ig[i/(mA.cm)] Table 5 E-oand irof various micnrareaon the welded joint of steel Q235 图3Q235管线钢焊接接头试样母材区域材料的极化曲线(J6A 溶液，室温，扫描速度20mV:s) 位置 E1-o/mV ico/(Acm2) Fig.3 Polarization curve of base metal of Q235 steel (J6A solution, 焊缝区 -585 10.2 ambient temperature,scanning rate 20 mVs) 熔合线 -721 325 过热区 -692 27.3 表3从图3极化曲线的线性极化区获得的电化学参数数据 Table 3 Dat a of dectrochemical parameters acquired fm linear polar- 正火区 -655 23.4 ization region in Fig.3 不完全正火区 -709 31.9 Eoodl Ei-d 理论失重/ 腐蚀速率/ 回火区 -647 17.8 (mV)(mV)(0.cm2)(A.cm-2)(g'dn-2-a-)(mm'a-1) 母材 -623 126 -607-623142051267 8.2 009 由表5可知，零电流电位E=o由高（相对更正 表4从图3极化曲线的强极化区获得的电化学参数数据 至低（相对更负）和自腐蚀电流密度icm由小到大的 Table 4 Data of electrochemical parameters aoquired from strong polar- 各微区域的顺序依次为：焊缝区，母材，回火区，正火 ization region in Fig.3 区，过热区，不完全正火区，熔合线. 阳极塔菲尔阴极塔菲尔 阳极电流 阴极电流 常数/mV常数/mV密度/(A“m-密度/(uA'cm-2) 3分析与讨论 43.2 1345 1283 1244 在焊接过程中，热影响区内各点随距焊缝的远 注：阳极电流密度和阴极电流密度分别为金属电极进行阳极极 近不同，其所经历的焊接热循环和热经历也不同，由 化和阴极极化时所测得的金属电极的极化电流密度 此就会产生不同的显微组织，相应地就具有不同的 22.2焊接接头各微区组织的极化曲线测量 性能.因而焊接热影响区是一个具有组织梯度和性 采用自行设计和研发的测试技术，分别测量了 能梯度的非均匀连续体 焊缝、熔合线、过热区、正火区、不完全正火区和回火 这些具有不同组织、不同性能、不同零电流电位 区这些独立区域的极化曲线，如图4所示，相应获得 的微区部位共存于同一金属结构（焊接接头）上，并 的电化学参数列于表5.结果表明，Q235钢焊接接 暴露于同一电解质体系中，它们之间必将形成各种 头各微区在J6A模拟土壤溶液中均表现为活化态 不同的电偶电池.各微区金属之间的电极电位差异 的阳极过程和阴极过程，但它们的极化率、零电流电 就是电池作用的驱动力， 位及相应的自腐蚀电流密度均存在明显的差别 实验中还测定了较大面积的焊接接头热影响2.2 焊接接头各微区的极化曲线测量 2.2.1 母材 Q235 钢的极化曲线测量 本文采用自行设计和研发的测试技术[ 11] , 测量 了焊接接头焊缝区、熔合线、热影响区及细分的各微 区材料的极化曲线.母材的电化学性能和腐蚀性能 将是焊接接头及其各微区组织性能的比较基础, 为 此首先测试了母材的极化曲线结果( 图 3) .从极化 曲线上线性极化区和强极化区的分析, 可以进一步 获得重要的电化学参数结果, 分别见表 3 和表 4 . 图 3 Q235 管线钢焊接接头试样母材区域材料的极化曲线( J6A 溶液, 室温, 扫描速度 20 m V·s -1 ) Fig.3 Polarization curve of base metal of Q235 st eel ( J6A solution, ambient t emperature, scanning rate 20 mV·s -1 ) 表 3 从图 3 极化曲线的线性极化区获得的电化学参数数据 Table 3 Dat a of electrochemical parameters acquired from linear polar￾ization region in Fig .3 Eco rr / ( mV) Ei =0 / ( mV) R P / ( Ψ·cm 2 ) i c orr / ( μA·cm -2 ) 理论失重/ ( g·dm -2·a-1 ) 腐蚀速率/ ( mm·a -1 ) -607 -623 1 420.5 12.67 8.2 0.09 表 4 从图 3 极化曲线的强极化区获得的电化学参数数据 Table 4 Data of electrochemical parameters acquired from strong polar￾ization region in Fig .3 阳极塔菲尔 常数/ mV 阴极塔菲尔 常数/ mV 阳极电流 密度/ ( μA·cm -2 ) 阴极电流 密度/ (μA·cm -2 ) 43.2 134.5 12.83 12.44 注:阳极电流密度和阴极电流密度分别为金属电极进行阳极极 化和阴极极化时所测得的金属电极的极化电流密度. 2.2.2 焊接接头各微区组织的极化曲线测量 采用自行设计和研发的测试技术, 分别测量了 焊缝 、熔合线、过热区 、正火区 、不完全正火区和回火 区这些独立区域的极化曲线, 如图 4 所示, 相应获得 的电化学参数列于表 5 .结果表明, Q235 钢焊接接 头各微区在 J6A 模拟土壤溶液中均表现为活化态 的阳极过程和阴极过程, 但它们的极化率、零电流电 位及相应的自腐蚀电流密度均存在明显的差别. 图 4 Q235 管线钢焊接接头上各微区的极化曲线( J6A 溶液, 室 温, 扫描速度 20 mV·s -1 ) Fig.4 Polarization curves of variousmi cro-areas on a welded join t of Q235 st eel ( J6A solution, ambi ent t emperature, scanning rate 20 mV·s -1 ) 表5 焊接接头各不同微区的 Ei =0和 i corr Table 5 E i=0 and i corr of vari ous micro-area on the w elded joint of steel Q235 位置 Ei =0 / mV i co rr/ ( μA·cm -2 ) 焊缝区 -585 10.2 熔合线 -721 32.5 过热区 -692 27.3 正火区 -655 23.4 不完全正火区 -709 31.9 回火区 -647 17.8 母材 -623 12.6 由表 5 可知, 零电流电位 Ei=0由高( 相对更正) 至低( 相对更负) 和自腐蚀电流密度 i corr由小到大的 各微区域的顺序依次为 :焊缝区, 母材, 回火区, 正火 区, 过热区, 不完全正火区, 熔合线. 3 分析与讨论 在焊接过程中, 热影响区内各点随距焊缝的远 近不同, 其所经历的焊接热循环和热经历也不同, 由 此就会产生不同的显微组织, 相应地就具有不同的 性能.因而焊接热影响区是一个具有组织梯度和性 能梯度的非均匀连续体 . 这些具有不同组织 、不同性能、不同零电流电位 的微区部位共存于同一金属结构( 焊接接头) 上, 并 暴露于同一电解质体系中, 它们之间必将形成各种 不同的电偶电池.各微区金属之间的电极电位差异 就是电池作用的驱动力 . 实验中还测定了较大面积的焊接接头热影响 · 44 · 北 京 科 技 大 学 学 报 第 31 卷