КОРОЗИОННА УСТОЙЧИВОСТ НА ВИГ СЪЕДИНЕНИЯ ОТ СТОМАНА 1.4404, ЗАВАРЕНИ С ПОСТОЯНЕН И ИМПУЛСЕН ТОК

1. КОРОЗИОННА УСТОЙЧИВОСТ НА ВИГ СЪЕДИНЕНИЯ ОТ СТОМАНА 1.4404, ЗАВАРЕНИ С ПОСТОЯНЕН И ИМПУЛСЕН ТОК Теофил Ямболиев1Елена Хорозова2Нина Димчева2 1ТУ София, филиал Пловдив 2 Пловдивски университет

2. CORROSION RESISTANCE OF GTA WELDS OF STEEL 1.4404 (AISI 316L) OBTAINED USING CONSTANT AND PULSE CURRENT Teofil Iamboliev1Elena Horozova2 Nina Dimcheva2 1TUSofia, Plovdiv Branch 2University of Plovdiv

3. Предпоставки При заваряване аустенитните стомани са уязвими по отношение на: • горещи пукнатини; • корозия – обща, междукристална, под напрежение, точкова, биологична и др.

4. Предпоставки Престоят на метала в интервала 450-850 оС може да се намали чрез повишена концентрация на топлинния източник: • електронен и лазерен лъч; • свита дъга (плазмено заваряване); • импулсна дъга – ВИГ, МИГ/МАГ.

5. Ток А Іи Іф tи Т Време, s Импулсен ток Іи – големина на импулсния ток, а; Іф – големина на фоновия ток, а; tи – продължител-ност наимпулса, с; Т – период, с

6. Предимства на импулсното ВИГ заваряване /ИВИГ/ • Точно дозиране на количеството топлина в основния метал • Следствия: • издребняване на зърната в метала на шева; • устойчивост срещу горещи пукнатини и корозия; • понижаване на остатъчните напрежения; • подобряване на механичните свойства на съединенията.

7. Предимства на импулсното ВИГ заваряване /ИВИГ/ • Понижава се разходът на енергия. • Намалява се количеството на вредностите, съпътстващи заваръчния процес.

8. Предпоставки Въпреки тези предимства приложението на импулсното ВИГ заваряване в България е твърде ограничено - преди всичко поради липсана технологии.

9. Цел на изследването Изследване устойчивостта на ВИГ и ИВИГ заварени съединения срещу обща и междукристална корозия /МКК/.

10. Химичен състав на стомана 1.4404 (X5CrNiМо 17 12 2, (AISI 316L), % • Използвани са планки с размери 200х20х2мм и 200х70х2 мм

11. Режим на ВИГ заваряване - електрод: WT20, диаметър 2,4 мм, ъгъл на заточване 30о, излаз 8 мм; - ток: 100 а; - дължина на дъгата: 2 мм; - напрежение на дъгата: 11 в; - скорост на заваряване: 3,5 мм/с; - защитен газ Ar, разход: 6,5 л/мин; - диаметър на газовата дюза: 12,5 мм.

12. Режим на ИВИГ заваряване - импулсен ток Іи: 160 а; - фонов ток Іф: 52 а; - продължителност на импулса tи/Т=0.42; - честота на импулса: 6,5 хц; • дължина на дъгата: 2 мм; • напрежение на дъгата: 10,1 в; - скорост на заваряване: 3,5 мм/с.

13. Пробни тела • Заварени са челни съединения с пълен провар без подложка и без добавъчен метал. • От тях са изрязани образци с размери 35х25х2 мм, които включват метал на шева и зоната на термично влияние. • Част от образците са подложени на провокиращо отгряване: 650 оС, 60 мин, охлаждане на въздух.

14. Изпитване по химичен метод • БДС ISO 3651-2, метод А, и БДС 7039-85: - изваряване на образците в разтвор: 50 г CuSO4+250 см3конц. H2SO4 в 1 л вода в колба с медни стружки; - продължителност: 8 часа.

15. Изпитване по химичен метод - масата на образците се измерва през 2 часа на везна с точност 0,0001 г; - след изваряване образците се огъват до ъгъл >90о върху дорник с диаметър 4 мм.

16. Изпитване по химичен метод • Критерии за устойчивост срещу обща корозия: - относителна загуба на маса ∆mi/m0, %: m0 - начална маса; ∆mi- изменение на масата през 2 часа • Критерии за устойчивост срещу МКК: - ъгъл на огъване, ≥90o; - наличие на пукнатини в огънатите образци.

17. Изпитване по електрохимичен метод • Основава се на електролиза и различия в пасивно-активния преход на стомани, склонни към МКК. • МКК се оценява чрез анодни поляризационни криви. Теизразяват зависимост между потенциала на образеца и плътността на тока, който е мярка за разтварянето на анода, т. е. скоростта на корозия.

18. Изпитване по електрохимичен метод • Образец с размери 10х10х2 мм е свързан като работен електрод в триелектродна електрохимична клетка. • Използвани са спомагателен Pt-електрод, сравнителeн електрод от Ag/AgCl, 1M KCl, агресивна среда: 1М HClO4 и 0,1M NaCl, смесени в съотношение 1:1.

19. Изпитване по електрохимичен метод • Анодната поляризационна крива е снета в интервала 600-1700 мв със скорост 10 мв/с. • За всеки метод на заваряване са проведени по три опита.

20. Изпитване по електрохимичен метод Критерий за устойчивост срещу МКК е големината на: - потенциалана външна поляризация (корозионен потенциал); - критичния потенциал; - критичната плътност на тока при постоянен критичен потенциал.

21. Резултати: химичен метод Относителна загуба на маса преди и след провокиращо отгряване /обща корозия/

22. Резултати: химичен метод Заварени образци, подложени на огъване след кипене в разтвор на H2SO4 ВИГ ИВИГ нетермообработени ВИГ ИВИГ отгряти

23. Резултати: електрохимичен метод

24. Резултати: електрохимичен метод Анодни потенциодинамични криви на ВИГ образец; 1-3 – пореден номер на опита

25. Резултати: електрохимичен метод Анодни потенциодинамични криви на различни образци

26. Резултати: електрохимичен метод Анодни потенциостатични криви на образци при 1200 мв

27. Резултати: електрохимичен метод Повърхност на образци след изпитване на устойчивост срещу МКК Линия на сплавяване на ВИГ образец ЗТВ и основен метал на ИВИГ образец

28. Зона на термично влияние на ВИГ образец след заваряване и провокиращо отгряване, х940 след заваряване, х540

29. Изводи: химичен метод • По устойчивост срещу обща и електрохимична корозия след заваряване и провокиращо отгряванее установен следният низходящ ред: 1. Основен метал 2. ИВИГ образци 3. ВИГ образци

30. Изводи: химичен метод • Загубата на маса на ИВИГ образците съставлява 84-92 % от тази на ВИГ образците. • В образците, огънати до 180о, отсъстват пукнатини.

31. Изводи • По критериите на БДС EN ISO 3651-2, използвани в производството, заварените съединения са устойчиви срещу МКК. • Електрохимичният метод разполага с количествен критерий - плътност на тока, който регистрира МКК в начален стадий на развитие.

32. Благодаря за вниманието!