电化学工作站通过在腐蚀介质中对焊接样品进行动电位极化测试来评估其耐腐蚀性。利用精确的三电极系统，该设备对异种金属接头施加一系列电压，并实时测量由此产生的电流。此过程可生成关于样品自腐蚀电位和电流密度的定量数据，从而直接评估其化学稳定性。
该方法的核心价值在于其能够分离特定区域——焊缝区、热影响区和母材——的行为。它将异种金属复杂的化学相互作用转化为可测量的电信号，预测接头在保持其保护性钝化层或抵抗点蚀方面的能力。
三电极测量系统
电路配置
为确保准确性，工作站不依赖简单的两点测量。它采用三电极系统来隔离变量。
电极的具体作用
该系统包括一个用于导电的铂电极（辅助电极）和一个用于提供稳定基准电压的饱和甘汞电极（参比电极）。焊接接头本身充当工作电极（试样）。
实时监测
施加电压时，工作站会即时监测电化学响应。这捕捉了金属表面化学物质在与腐蚀环境相互作用时发生的动态变化。
评估的关键指标
自腐蚀电位
工作站测量自腐蚀电位，它指示了金属的腐蚀热力学趋势。更负的电位通常表明材料更活泼，更容易腐蚀。
腐蚀电流密度
同时，设备计算腐蚀电流密度。该指标至关重要，因为它代表了腐蚀的实际动力学速率——材料损失的速度。
钝化行为
测试评估材料形成稳定、保护性氧化层（钝化）的能力。电流流中的中断或不稳定可能表明保护膜失效的位置。
分析异种接头的不同区域
区分不同区域
异种金属焊缝并非均匀一体；它们由母材、热影响区 (HAZ) 和焊缝区组成。工作站允许您分析每个不同区域的具体腐蚀行为。
识别薄弱环节
通过比较这些区域的电流密度，您可以识别哪个区域最容易发生降解。通常，由于焊接过程中的热变化，热影响区是最脆弱的。
点蚀抗力
动电位扫描会推动材料，直到发生局部击穿。这有效地量化了接头的点蚀抗力，揭示了它发生深度、局部孔洞的可能性，而不是均匀表面腐蚀的可能性。
理解局限性
测试的破坏性
尽管动电位极化信息量很大，但它通常是破坏性测试。施加的高电位可能会永久改变试样表面或在分析过程中引起严重的点蚀。
对表面处理的敏感性
工作站的准确性在很大程度上取决于试样的表面光洁度。焊缝的不当抛光或清洁可能会引入机器解释为腐蚀活动的伪影。
为您的项目做出正确选择
为了最大限度地发挥电化学工作站对焊接接头的效用，请根据您的具体工程目标来解读数据：
- 如果您的主要关注点是电偶兼容性：寻找母材和焊缝区之间自腐蚀电位的显著差异，因为这些差异会驱动电偶腐蚀。
- 如果您的主要关注点是使用寿命预测：优先考虑腐蚀电流密度数据，因为它提供了材料随时间损失率的最直接计算。
- 如果您的主要关注点是环境适应性：检查极化曲线的钝化区域，以确保保护性氧化层在高电位下保持稳定。
通过系统地分析这些电化学信号，您可以超越猜测，确保异种金属连接的化学完整性。
总结表：
| 评估指标 | 描述 | 关键洞察 |
|---|---|---|
| 自腐蚀电位 | 腐蚀的热力学趋势 | 指示材料活性和电偶兼容性。 |
| 腐蚀电流密度 | 材料损失的动力学速率 | 预测实际腐蚀速度/使用寿命。 |
| 钝化行为 | 保护性氧化层的稳定性 | 确定环境适应性和点蚀抗力。 |
| 区域分析 | 比较焊缝、热影响区和母材 | 识别接头中最薄弱的结构环节。 |
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参考文献
- M. Dziekońska, T. Jung. Microstructure and Properties of Dissimilar Joints of AISI 430 Steel with Inconel 625 Obtained by Electron Beam Welding. DOI: 10.12913/22998624/152529
本文还参考了以下技术资料 Kintek Solution 知识库 .
