用于显示低合金高强钢焊接热影响区分区的腐蚀剂及方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于显示低合金高强钢焊接热影响区分区的腐蚀剂及方法，该腐蚀剂包括用于腐蚀步骤一的组分A和用于腐蚀步骤二的组分B，所述组分A 为质量分数是5～8%的FeCl3溶液，组分B由以下按体积百分比计的成分组成：硝酸：2～2.5%，氢氟酸：0.5～1.5%，其余为无水乙醇；先用腐蚀剂的组分A腐蚀并清洗后，再用腐蚀剂的组分B进行腐蚀，即分两步的组合腐蚀，可显示腐蚀焊接热影响区各分区的宏观金相；使用本发明的腐蚀剂并参照本发明的腐蚀方法可明显的显示出焊接热影响区分区的边界，便于焊接热影响区尺寸的测量，从而准确的进行焊道的几何尺寸排布，从而实现回火焊道技术。
【专利说明】
用于显示低合金高强钢焊接热影响区分区的腐蚀剂及方法
技术领域
[0001]本发明涉及焊接修复技术领域，具体的说是一种用于显示低合金高强钢焊接热影响区分区的腐蚀剂及方法。【背景技术】
[0002]在焊接过程中，由于焊接热源的分布状态，母材的不同区域经历了不同的焊接热循环，从而得到不同的组织状态。对于低合金钢来讲，针对其焊接热影响区组织和性能的差异，焊接热影响区分区主要分为粗晶区、细晶区、临界区。在针对低合金钢压力容器及设备进行回火焊道焊接修复时，焊接热影响区各分区的腐蚀及尺寸测量是回火焊道技术实施的如提和关键。
[0003]通常情况下，低合金钢焊接热影响区的腐蚀通常采用FeCl3溶液，硝酸酒精溶液、 浓盐酸与乙醇的混合溶液等腐蚀后用蒸馏水冲洗。然而上述方法在腐蚀低合金钢焊接热影响区时候只能腐蚀出焊缝的熔深及焊接热影响区外层边缘，并不能明显的腐蚀出焊接热影响区中粗晶区、细晶区以及临界粗晶区的边缘；即使在熔深及焊接热影响区边缘的腐蚀问题上，上述腐蚀剂也仅针对特定的高强度钢种才会有理想的效果。
[0004]近年来随着国内核电的强势发展，核力发电正在逐渐成为国内供电的主要方式， 但核设施部件在服役过程中长期经受高温、高压及中子辐照等问题，从而导致核设施部件产生失效断裂。核设施部件在制造过程中需要进行焊后热处理，但服役过程中失效的设备此时已经无法进行焊后热处理，因此在焊接修复时就需要采用一种无焊后热处理的焊接修复技术一回火焊道技术。回火焊道技术的原理是利用焊接热影响区的几何尺寸表征焊接热循环的温度场分布，从而实现无焊后热处理的焊接修复。因此焊接热影响区几何尺寸的准确测量(即焊接热影响区的分区尺寸的测量)是该技术实施的基础前提。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种用于显示低合金高强钢焊接热影响区分区的腐蚀剂及方法，该方法可以清晰的腐蚀出焊接热影响区各分区的边界，不仅可以准确的测量焊接热影响区的几何尺寸，对于焊接热源作用下的焊接温度场分布也具有一定的参考意义。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:一种用于显示低合金高强钢焊接热影响区分区的腐蚀剂，该腐蚀剂包括用于腐蚀步骤一的组分A和用于腐蚀步骤二的组分B，所述组分A为质量分数是5?8%的FeCl3溶液，组分B 由以下按体积百分比计的成分组成:硝酸:2?2.5%，氢氟酸:0.5?1.5%，其余为无水乙醇。
[0007]所述组分A为质量分数是6%的FeCl3溶液。
[0008]所述组分B由以下按体积百分比计的成分组成:硝酸:2%，氢氟酸:1%，其余为无水乙醇。
[0009]所述组分B由以下按体积百分比计的成分组成:硝酸:2.5%，氢氟酸:1%，其余为无水乙醇。
[0010]所述组分A和组分B的体积比为1:2?2:1。
[0011]—种利用如上所述腐蚀剂的腐蚀方法，包括以下步骤:步骤一:取腐蚀剂的组分A并加热至45°C>55°C，将研磨好的焊接热影响区金相试样浸入加热后的组分A中，将待腐蚀表面均匀的浸入，同时避免与容器接触，待试样表面发灰发暗时取出，用蒸馏水或无水乙醇进行冲洗后吹干；步骤二:取腐蚀剂的组分B，将步骤一处理过的金相试样浸入组分B中25?35s后取出，用无水乙醇冲洗后吹干。[0〇12]所述步骤一中腐蚀剂的组分A加热至50°C。[〇〇13] 所述步骤二中将步骤一处理过的金相试样浸入组分B中30s后取出。[〇〇14]本发明的有益效果:本发明提供的用于显示低合金高强钢焊接热影响区分区的腐蚀剂及方法，针对铁基低合金高强钢，即以Fe元素为主的高强度钢种，本方法先用腐蚀剂的组分A(即质量分数是5? 8%的FeCl3溶液)腐蚀并清洗后，再用腐蚀剂的组分B(即由以下按体积百分比计的成分组成:硝酸:2?2.5%，氢氟酸:0.5?1.5%，其余为无水乙醇)进行腐蚀，即分两步的组合腐蚀， 可显示腐蚀焊接热影响区各分区的宏观金相;使用本发明的腐蚀剂并参照本发明的腐蚀方法可明显的显示出焊接热影响区分区的边界，便于焊接热影响区尺寸的测量，从而准确的进行焊道的几何尺寸排布，从而实现回火焊道技术;本发明不仅限于使用回火焊道前的焊接接头几何尺寸测量，也适用于低合金高强钢的宏观金相腐蚀及熔深测量等。【附图说明】
[0015]图1为体积分数为4%硝酸酒精溶液腐蚀后形貌图；图2为三氯化铁溶液腐蚀后形貌图；图3为实例1方法腐蚀后形貌图；图4为实例2方法腐蚀后形貌图。【具体实施方式】
[0016]下面结合【具体实施方式】对本发明做进一步的阐述。
[0017]—种用于显示低合金高强钢焊接热影响区分区的腐蚀剂，该腐蚀剂包括用于腐蚀步骤一的组分A和用于腐蚀步骤二的组分B，所述组分A为质量分数是5?8%的FeCl3溶液， 组分B由以下按体积百分比计的成分组成:硝酸:2?2.5%，氢氟酸:0.5?1.5%，其余为无水乙醇。
[0018]—种利用如上所述腐蚀剂的腐蚀方法，包括以下步骤:步骤一:取腐蚀剂的组分A并加热至45°C>55°C，将研磨好的焊接热影响区金相试样浸入加热后的组分A中，将待腐蚀表面均匀的浸入，同时避免与容器接触，待试样表面发灰发暗时取出，用蒸馏水或无水乙醇进行冲洗后吹干；步骤二:取腐蚀剂的组分B，将步骤一处理过的金相试样浸入组分B中25?35s后取出，用无水乙醇冲洗后吹干。
[0019]实施例1:将SA508-3钢的氩弧焊焊接接头浸入温度为50°C的质量百分比为5%的FeCl3中，待腐蚀表面应均匀的浸入，同时避免与容器接触，待表面发灰发暗时取出；将取出试样用无水乙醇进行冲洗，并用吹风机均匀吹干;将吹干后的试样浸入体积分数为2%硝酸、1%氢氟酸、其余为无水乙醇的HNO3-HF-C2H5OH溶液中腐蚀30s后，使用无水乙醇进行冲洗随后使用吹风机吹干。
[0020]实施例2:将WELD0X960E钢的氩弧焊焊接接头浸入温度为50°C的质量百分比为6%的FeCl3中，待腐蚀表面应均匀的浸入，同时避免与容器接触，待表面发灰发暗时取出；将取出试样用无水乙醇进行冲洗，并用吹风机均匀吹干;将吹干后试样浸入体积分数为2.5%硝酸、1%氢氟酸、 其余为无水乙醇的HNO3-HF-C2H5OH溶液中腐蚀30s后，使用无水乙醇进行冲洗随后使用吹风机吹干。
[0021]实施例3:将SA508-3钢的氩弧焊焊接接头浸入温度为45°C的质量百分比为8%的FeCl3中，待腐蚀表面应均匀的浸入，同时避免与容器接触，待表面发灰发暗时取出；将取出试样用无水乙醇进行冲洗，并用吹风机均匀吹干;将吹干后的试样浸入体积分数为2%硝酸、0.5%氢氟酸、其余为无水乙醇的HN03-HF-C2H50H溶液中腐蚀35s后，使用无水乙醇进行冲洗随后使用吹风机吹干。[〇〇22] 实施例4:将WELD0X960E钢的氩弧焊焊接接头浸入温度为55°C的质量百分比为6%的FeCl3中，待腐蚀表面应均匀的浸入，同时避免与容器接触，待表面发灰发暗时取出；将取出试样用无水乙醇进行冲洗，并用吹风机均匀吹干;将吹干后试样浸入体积分数为2.5%硝酸、1.5%氢氟酸、其余为无水乙醇的HNO3-HF-C2H5OH溶液中腐蚀25s后，使用无水乙醇进行冲洗随后使用吹风机吹干。[〇〇23]图1为体积分数为4%硝酸酒精溶液腐蚀后形貌，可以看出腐蚀后焊接熔合线不清晰，焊接热影响区各边界不明显；图2位使用三氯化铁溶液腐蚀后的形貌，可以看出，腐蚀形貌中粗晶区和细晶区中无明显边界，无法进行焊道测量。[〇〇24]图3、4分别为实施例1、2腐蚀后的形貌，可以看出，腐蚀后焊缝、粗晶区、细晶区、临界区界线明显，能清晰的观察出焊接接头的四个区域(焊缝、粗晶区、细晶区、临界区)的大小。
【主权项】
1.一种用于显示低合金高强钢焊接热影响区分区的腐蚀剂，其特征在于:该腐蚀剂包 括用于腐蚀步骤一的组分A和用于腐蚀步骤二的组分B，所述组分A为质量分数是5?8%的 FeCh溶液，组分B由以下按体积百分比计的成分组成:硝酸:2?2.5%，氢氟酸:0.5?1.5%， 其余为无水乙醇。2.如权利要求1所述的用于显示低合金高强钢焊接热影响区分区的腐蚀剂，其特征在 于:所述组分A为质量分数是6%的FeCl3溶液。3.如权利要求1所述的用于显示低合金高强钢焊接热影响区分区的腐蚀剂，其特征在 于:所述组分B由以下按体积百分比计的成分组成:硝酸:2%，氢氟酸:1%，其余为无水乙醇。4.如权利要求1所述的用于显示低合金高强钢焊接热影响区分区的腐蚀剂，其特征在 于:所述组分B由以下按体积百分比计的成分组成:硝酸:2.5%，氢氟酸:1%，其余为无水乙 醇。5.如权利要求1所述的用于显示低合金高强钢焊接热影响区分区的腐蚀剂，其特征在 于:所述组分A和组分B的体积比为1:2?2:1。6.—种利用如权利要求1所述腐蚀剂的腐蚀方法，其特征在于，包括以下步骤:步骤一:取腐蚀剂的组分A并加热至45°C>55°C，将研磨好的焊接热影响区金相试样浸 入加热后的组分A中，将待腐蚀表面均匀的浸入，同时避免与容器接触，待试样表面发灰发 暗时取出，用蒸馏水或无水乙醇进行冲洗后吹干；步骤二:取腐蚀剂的组分B，将步骤一处理过的金相试样浸入组分B中25?35s后取出，用 无水乙醇冲洗后吹干。7.如权利要求6所述的腐蚀方法，其特征在于:所述步骤一中腐蚀剂的组分A加热至50r。8.如权利要求6所述的腐蚀方法，其特征在于:所述步骤二中将步骤一处理过的金相试 样浸入组分B中30s后取出。
【文档编号】C23F1/14GK106086893SQ201610414196
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月15日 公开号201610414196.8, CN 106086893 A, CN 106086893A, CN 201610414196, CN-A-106086893, CN106086893 A, CN106086893A, CN201610414196, CN201610414196.8
【发明人】秦建
【申请人】洛阳双瑞特种装备有限公司