0 前言

焊接时钢结构的主要连接方式，焊接结构在残余应力和腐蚀环境的共同作用下容易产生应力腐蚀裂纹，成为结构应力腐蚀开裂、失效的高发区[1-4]。为提高焊接结构的耐腐蚀性能，研究残余应力对焊接结构腐蚀行为的影响规律十分重要。研究人员目前对焊接结构腐蚀行为的研究手段以观察焊接结构不同区域极化曲线、电化学阻抗谱及表面腐蚀形貌为主[5-7]，而对于力学因素对焊接结构腐蚀行为影响规律的研究相对较少。肖纪美[8]等人通过大量试验发现，应力主要通过破坏金属表面膜的方式影响焊接结构的腐蚀行为，但在残余应力对焊接结构腐蚀行为影响规律方面的研究报道较少。因此，残余应力对焊接结构腐蚀行为的影响规律及其相关问题成为亟待解决的重要问题。

五是深入推进科教兴水、依法治水，着力提升行业发展能力。加快“金水工程”二期建设步伐，构建防汛抗旱决策、水资源管理、农村水利、电子政务、水利移民等业务应用系统和水文信息综合管理服务体系。积极推进“山东省水土保持条例”“山东省水文管理办法”等项目立法工作，基本完成重点水管单位和乡镇水利服务机构水行政执法队伍建设任务。

本研究以X65钢对焊平板试件在自然海水中的腐蚀行为为对象，通过振动时效法降低部分试件内部的残余应力水平，利用磁测法测量其近焊缝区域的焊接残余应力，观察残余应力水平不同的两组试件表面各区域的腐蚀形貌，并通过金相分析说明显微组织结构与两组试件腐蚀形貌差异的形成无关，最终获得残余应力对焊接结构腐蚀行为的影响规律，对焊接结构耐腐蚀性能提高措施的设计具有一定的参考意义。

1 试验方法

1.1 试件制备与焊接残余应力测量

试验材料采用X65级管线钢，施焊后试件尺寸为350mm×150mm×10mm。将试验试件分为A1、A2两组（每组含3个试件），利用JH-600A振动时效设备降低A2组试件内部的焊接残余应力水平，并对比A1、A2两组试件的腐蚀行为。为保证试件表面完整性，采用磁测法（无损法）测量试件表面的焊接残余应力。测量前将试件表面打磨平整，保证平面公差等级小于7°，表面粗糙度Ra小于12 μm，以满足磁测要求。

受试件尺寸限制，利用H-80三维应力磁测仪测量和分析两组试件表面的横向残余应力，在确定A2组试件内部残余应力消除效果的同时，为研究焊接残余应力对焊接结构腐蚀行为机理的分析提供数据支持。

近日，在北京师范大学和中国医药卫生事业发展基金会联合主办的2018健康养老国际高峰论坛上，北京师范大学中国公益研究院发布的《中国健康养老服务发展趋势研究报告》（以下简称报告）指出了上述问题。

1.2 全浸式海水腐蚀试验

为降低外界对试件腐蚀过程中能量转化过程的干扰（如电化学试验中引入的电能干扰），试验参照《GB/T 6384-2008船舶及海洋工程用金属材料在天然环境中的海水腐蚀试验方法》，利用自然海水对焊接试件进行腐蚀，试验时间为60 d。下水前通过酸洗除去试件表面膜，排除表面膜不连续对试件腐蚀行为的影响。同时，将试件与石墨片相连，以提高其在自然海水中的腐蚀速率。

61年前，北京中科印刷有限公司在北京市通州区北苑建厂，建厂初期主要承印各个研究所的期刊，其当时所做的数字表格，与全国其他印刷企业相比质量名列前茅。

1.3 腐蚀形貌观察

腐蚀试验后通过酸洗除去其表面腐蚀产物，并在酸洗溶液中加入缓蚀剂，避免腐蚀试件与溶液中的酸发生反应。

振动消除应力后，母材表面的腐蚀速率很低，在腐蚀过程中会出现少量的点蚀坑。但是，未经振动消除应力处理焊接结构中的残余应力会导致母材表面形成腐蚀沟槽，并在腐蚀沟槽以外区域产生大量蚀坑，其蚀坑直径大于低残余应力水平下母材的蚀坑直径。

采用SNE 4500M型扫描电子显微镜观察腐蚀后试件焊缝、HAZ（热影响区）和母材表面的腐蚀形貌，并分析各区域的腐蚀特征。

定义 5 设(T,[·,·],α,δ)是Hom-Jordan李代数,(V,ρA)为T-模,则线性映射⊗2→V称为2-上圈,满足下面等式成立:

1.4 显微组织观察

[1]RAMAN R K S.Interplay of microbiological corrosion and alloy microstructure in stress corrosion cracking of weldments of advanced stainless steels[J].Weldments of Advanced Stainless Steels，2013，28（3）：467-473.

近熔合线处HAZ表面的焊接残余应力水平高于HAZ其他区域，在焊接残余应力的作用下内能增量更大。因此近熔合线处HAZ表面呈现出更明显的均匀腐蚀特征，其表面的蚀坑数量明显少于HAZ其他区域。

2 结果与讨论

2.1 焊接残余应力测量结果

A1组试件的焊接残余应力测量结果如图1所示。焊接结构中的横向残余应力为拉应力，在熔合线位置达到峰值，分别为155.83 MPa、158.96 MPa和138.85 MPa。随着距焊缝中心距离的增大，结构中的残余应力水平逐渐降低，依次为：焊缝＞HAZ＞母材。

图1 A1组试件横向残余应力分布曲线 Fig.1 Transverse stress curve of specimens in group A1

A2组试件振动时效（VSR）处理前后的焊接残余应力测量结果如图2所示。

在振动时效处理前，A2组试件中的焊接残余应力分布与A1组试件相同。经过振动时效处理后，A2组试件的横向残余应力峰值显著降低，分别由186.56MPa、181.35MPa、188.02MPa降为 53.87MPa、49.96 MPa、57.92 MPa。振动时效处理对A2组试件的残余应力消除率分别为71.1%、72.5%和69.2%，达到预期的残余应力消除效果。

图2 A2组试件横向残余应力分布曲线 Fig.2 Transverse stress curve of specimens in group A2

图3 试件不同区域表面腐蚀形貌 Fig.3 Surface Corrosion morphology in different areas of specimens

2.2 腐蚀形貌观察结果

A1组、A2组试件焊缝、HAZ和母材表面的腐蚀形貌如图3所示。

由图3可知，两试件焊缝表面的腐蚀形貌均以点蚀为主，A1组试件焊缝的点蚀坑密度和直径均大于A2组试件，说明其耐腐蚀性能低于A2组试件。在HAZ中，A1组试件的腐蚀行为以均匀腐蚀为主，并伴有少量蚀坑，A2组试件的腐蚀行为以点蚀为主。这说明在残余应力的影响下，A1组试件HAZ整体的耐腐蚀性能降低，残余应力对试件表面整体腐蚀速率的促进作用超过金属表面局部腐蚀电偶对金属局部腐蚀速率的提高作用，从而改变HAZ表面的腐蚀形貌。在母材区，虽然区域内部残余应力水平相对较低，但A1组试件母材表面仍形成连续的腐蚀沟槽，并伴有蚀坑。将沟槽底部放大200倍后发现，其腐蚀形貌仍以均匀腐蚀为主。与A1组试件相比，A2组试件母材表面的腐蚀程度较低，其腐蚀行为以点蚀为主，说明焊接残余应力降低了A1组试件母材的耐腐蚀性能。

经过酸洗处理后发现，A1组试件经过腐蚀后在熔合线处形成明显的腐蚀沟槽，而在A2组试件中这一现象并不明显，利用SEM观察A1组、A2组试件熔合线处的腐蚀形貌，结果如图4所示。

由图4可知，在A1组、A2组试件熔合线处均产生了腐蚀沟槽，但A1组试件熔合线处的腐蚀沟槽更深，说明在残余应力作用下，A1组试件熔合线处金属的耐腐蚀性更差。在近熔合线焊缝位置，A1组试件表面产生了严重的点蚀现象，无论是蚀坑直径还是分布密度均远大于焊缝其他区域。这表明高残余应力水平不仅能够降低区域整体的耐腐蚀性能，促进沟槽腐蚀形貌的形成，还能促进局部蚀坑的发展。而A2组试件近熔合线处焊缝表面的点蚀程度虽没A1组试件严重，但比焊缝其他区域更为严重。在近熔合线HAZ位置，A1组试件沟槽底部的腐蚀形貌更趋近于均匀腐蚀，几乎不存在直径较大的蚀坑，说明熔合线处金属的耐腐蚀性能低于HAZ表面金属的耐腐蚀性能。同时，A2组试件近熔合线处HAZ表面的腐蚀形貌也呈现出一定的均匀腐蚀特征，虽然仍存在少量直径较大的蚀坑，但该区域金属的耐腐蚀性能同样低于A2组试件HAZ的耐腐蚀性能。

图4 近熔合线表面腐蚀形貌 Fig.4 Surface Corrosion morphology near fusion line

2.3 金相分析

显微组织结构能够直接影响焊接结构表面的腐蚀形貌，因此为获得残余应力对焊接结构腐蚀行为的影响规律，需分析两组试件的显微组织结构，进而得出两组试件不同区域的显微组织结构对各区域不同腐蚀形貌特征的影响。A1组、A2组试件焊缝、HAZ和母材区域的显微组织结构如图5所示。

由图5可知，A1组、A2组试件焊缝、HAZ和母材区域的显微组织结构无明显差异。焊缝区域的显微组织为块状铁素体、针状铁素体和珠光体，且存在大量细小的铁素体和颗粒状珠光体，使区域内的显微组织结构更为细密。HAZ的显微组织为块状铁素体和少量珠光体，并伴有少量贝氏体析出。由于HAZ在施焊过程中承受大量热输入，区域内的铁素体发生膨胀，晶粒尺寸变大。母材区的显微组织为块状铁素体和珠光体，但因其铁素体晶粒的平均尺寸小于HAZ内的铁素体晶粒的平均尺寸，且颗粒状珠光体的数量多于HAZ，所以母材区的耐腐蚀性能高于HAZ。

熔合线处的显微组织结构如图6所示。由图6中可知，两组试件熔合线HAZ一侧在成形后产生粗大魏氏体组织，这是由于熔合线处的HAZ在施焊过程中过热所致[9]。粗大的魏氏体晶粒降低了熔合线HAZ一侧的耐腐蚀性能，是熔合线处腐蚀沟槽产生的主要原因。

（51）三願九祖盡生天，四願酆都皆罷對。五願二炁無愆伏，六願五穀悉酆登。（《北極真武佑聖真君禮文》，《中华道藏》30/590）

2.4 分析与讨论

观察A1组、A2组试件表面的腐蚀形貌发现，虽然两组试件腐蚀前的表面状态、腐蚀环境和腐蚀时间均相同，但无论是试件自身各区域的腐蚀行为还是两试件的腐蚀行为，均存在很大差异。焊接残余应力检测数据显示：A1、A2组试件中的焊接残余应力水平随着距焊缝中心距离的增大而逐渐降低，焊接结构三个区域残余应力水平关系为σ焊缝＞σHAZ＞σ母材；A2 组试件在经过振动时效处理后，其内部的残余应力水平降低约70%，而两组试件各区域的显微组织结构无明显差异。因此，两组试件内部残余应力水平的差异与试件之间腐蚀形貌的差异存在对应关系，焊接结构内部的残余应力水平是影响焊接结构腐蚀行为的主要因素。

图5 试件不同区域显微组织结构 Fig.5 Microstructure in different areas of specimens

图6 各组试件熔合线处显微组织结构 Fig.6 Microstructure of fusion line in different groups of specimens

2.4.1 不同区域腐蚀行为差异

焊缝表面的焊接残余应力水平很高，本应出现严重的腐蚀现象，但是在施焊过程中，焊材熔化并迅速升温，焊材晶体组织在高温下（T＞700℃）发生相变并进入奥氏体转化区[9]，因此冷却后的焊缝显微组织结构为块状铁素体、针状铁素体和珠光体。虽然在腐蚀过程中焊缝区的显微组织结构会受到破坏，引起晶间腐蚀，但由于焊缝区域显微组织结构更为细小致密，其耐腐蚀性能仍然高于HAZ和母材区。

②使用四次复合数据进行验证,验证误差结果如下:Fx方向最大误差为69.74%,Fy方向最大误差为230.40%,Fz方向最大误差为240.81%,Mx方向最大误差为64.49%,My方向最大误差为133.58%,Mz方向最大误差为124.65%,显然使用单维数据训练得到的网络无法对多维复合数据进行解算。

HAZ表面较高水平的焊接残余应力会导致区域内能升高[10]，降低金属原子转化为金属离子所需的活化能，使金属表面的电化学反应更容易进行。当焊接残余应力水平较低时，HAZ表面的腐蚀形貌以点蚀为主，在残余应力和较大晶粒尺寸的影响下，其点蚀程度比焊缝和母材表面更严重。当焊接残余应力水平较高时，结构内能的升高降低了区域整体的耐腐蚀性能，腐蚀电偶对局部电化学反应速率的促进作用不再明显，HAZ表面的主要腐蚀行为由点蚀转化为均匀腐蚀。同时，不论HAZ表面残余应力水平高低，其表面腐蚀程度均随着残余应力水平的升高而趋于严重。

在英语双及物构式中，构式空间向动词空间提供了方向性，而动词空间又为构式空间提供了语义信息。由于构式已被赋予右向值并在语义压制上具有决定作用，所以只有当动词为右向动词时，两空间的方向性才能一致，才能组合。当动词为零向动词时，它的动作、方式、方向与构式整合，并在动词空间内得到侧重。当动词为左向动词时，该动词不能进入整合空间，因而被淘汰。例如：

2.4.2 近熔合线表面腐蚀行为

新常态下，各级政府部门应将科技创新作为区域协调发展新的战略手段，保持稳定的科技创新投入，优化创新创业环境，逐步构建完善的区域科技创新体系。

振动消除应力后，由于该区域焊缝在形成过程中与少量熔化的母材融合，其显微组织结构在相变后更为粗大，耐腐蚀性能降低。在残余应力的作用下，近熔合线处焊缝表面的点蚀程度明显高于焊缝其他区域，且焊接残余应力水平越高，点蚀程度越严重。

中央空调控制系统在夏季由于外界气温较高,需要进行制冷,因此使用夏季制冷回路对管道回水通过蒸发器冷却塔等设备进行降温。而在冬季,由于外界气温较低,需要加热,因此使用采暖回路对水温进行加热以提高室内温度。通常的中央空调系统使用水作为传递温度的媒介,以空调水泵提供动力,通过提高水压来调节水循环速度,将管道水流推送至分水器,再由分水器将冷水或者热水分送至各个房屋或者负载。经过房屋或者负载已使用过的管道水再次通过集水器进行统一回收至主送水管道,最终流经冷却或者加热端,完成一次水循环。

3 结论

（1）振动消除应力后，焊接结构中的残余应力会对焊缝、HAZ和母材表面的点蚀行为起到促进作用，局部腐蚀电偶仍是结构表面腐蚀行为的主要影响因素。

（2）未经振动消除应力处理时，残余应力为影响结构表面腐蚀行为的主要因素，并使结构表面的腐蚀行为由点腐蚀转化为均匀腐蚀。

（3）粗大魏氏体是腐蚀沟槽产生的主要原因，而残余应力水平越高，熔合线处的腐蚀沟槽越深，金属损失量越多，因此残余应力是焊接结构成为应力腐蚀开裂、失效高发区的重要原因。

参考文献：

熔合线处的粗大魏氏体是腐蚀沟槽产生的主要原因，且熔合线处的残余应力水平会影响腐蚀沟槽的深度：残余应力水平越高，腐蚀沟槽越深，金属损失越多。

为研究焊接结构不同区域的腐蚀行为与显微组织结构之间的关系、确定残余应力对焊接结构腐蚀行为的影响规律，分别在两组试件的焊缝、HAZ和母材区域进行取样，并进行抛光处理。为保证显微组织观察效果，采用化学浸蚀方法腐蚀试样抛光表面，并利用光学显微镜观察两组焊接试件各区域的显微组织。

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在农村地区开展生活污水处理活动时，要考虑当地的实际情况，进而选择最为合理的生活污水处理技术。农村地区因经济水平、气候条件、人口、地质等因素的不同会存有较大差异，因此在技术选择上要因地制宜。例如，对于经济水平较好或是用地有限的地区，可以使用厌氧与好氧相组合的处理技术，而对于用地充足、气候环境较好的地区，就可以选择人工湿地、稳定塘等处理技术。

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