[发明专利]焊接接头在薄液膜中的电化学测试装置及其操作方法

权利要求书

1.一种高压环境下焊接接头在薄液膜中的电化学测试装置，以高压拉伸试验机为基础，设计焊接接头电化学测试模块和样品表面薄液膜厚度测试和控制模块；所述的电化学测试模块包括电化学工作站(9)、作为工作电极的焊接接头、固态Ag/AgCl参比电极(17)、环形辅助电极(18)、电极线(11)以及控制开关(10)，焊接接头由母材区试样(161)、热影响区试样(162)和焊缝区试样(163)构成，各区之间相互绝缘；焊接接头试样周围均匀分布有30支固态Ag/AgCl参比电极(17)，焊接接头试样和Ag/AgCl参比电极(17)一同封装于高强度树脂(19)内，高强度树脂(19)外围套装环形辅助电极(18)，二者均固定在样品架(14)上，并与样品架(14)一同置于高压反应釜体(1)内部，沿样品架(14)环向间隔120°装有三个水平调节螺栓(15)，结合水平仪可调节测试面水平；电极线(11)由焊缝区试样引线(111)、热影响区试样引线(112)、母材区试样引线(113)、参比电极引线(114)、环形辅助电极引线(115)从样品架(14)的穿线孔引出后规整而成，电极线(11)一端穿过高压釜盖(2)，并由电极线密封件(12)密封，电极线(11)通过控制开关(10)与电化学工作站(9)连接；通过控制开关(10)可实现接头各区单独或耦合条件下的电化学测试；所述的样品表面薄液膜厚度测试和控制模块包括万用表(8)、控制开关(10)、电极线(11)、焊缝区试样(163)、高压拉伸试验机及固定在高压拉伸试验机拉伸杆(7)上的铂探针(13)，高压釜盖(2)上装有拉伸杆(7)，二者之间通过绝缘密封圈实现高压密封，拉伸杆(7)可由高压拉伸试验机控制其上下移动，横梁(5)安装在拉伸杆(7)上，在拉伸杆(7)的两侧对称安装两支高精度位移传感器(6)，位移传感器(6)的夹持端与横梁(5)之间固定连接，测试端与高压釜盖(2)接触。

2.如权利要求1所述的一种焊接接头在薄液膜中的电化学测试装置的操作方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将焊接接头电化学测试三电极体系安装在样品架(14)上，并置于高压拉伸试验机高压反应釜体(1)内部，通过水平仪调节样品架(14)上的水平调节螺栓(15)，使测试面保持水平；

S2、将电极线(11)从高压釜盖(2)穿线孔引出，并采用电极线密封件(12)密封，电极线(11)依次连接至控制开关(10)和电化学工作站(9)，随后将高压釜盖(2)与高压反应釜体(1)之间密封；

S3、将焊缝区试样引线(111)与拉伸杆(7)之间用万用表(8)相连，闭合控制开关(10)，并将万用表(8)调至电阻测试功能，控制高压拉伸试验机使拉伸杆(7)缓慢下降，当拉伸杆(7)上的铂探针(13)与焊缝区试样(163)接触的瞬间，万用表(8)导通，焊缝区试样引线(111)与拉伸杆(7)之间的电阻由无穷大变为零，记下此时两支位移传感器(6)的平均示数L₁；

S4、通过排液口(3)向反应釜内加入一定量的溶液，再向反应釜内通入高压气体至设定压力，随后通过高压拉伸试验机带动拉伸杆(7)开始向上移动，铂探针(13)开始渐渐远离焊缝区试样(163)，当铂探针(13)与溶液断开时，万用表(8)监测到的电阻变为无穷大，记下此时两支位移传感器(6)的平均示数L₂，两次读数的差值L₂-L₁即为液膜的厚度L；如需控制液膜厚度时，可采用步骤S3所述方法确定铂探针(13)与焊缝区试样(163)接触时位移传感器的示数L₁，设定液膜厚度L，随后采用高压拉伸试验机带动拉伸杆(7)向上移动，并拉伸至位移传感器(6)的目标值L₂＝L₁+L，随后向反应釜内加入溶液，当溶液与铂探针(13)接触时，万用表(8)导通，此时即达到设定的液膜厚度L；

S5、液膜厚度确定后，通过控制开关(10)控制焊接接头各区之间的导通或断开，采用电化学工作站(9)监测接头各区单独或耦合条件下的腐蚀电化学特征；

S6、实验结束后，在压力作用下将高压反应釜体(1)内的溶液经排液口(3)排出，并将残余气体经排气口(4)放出，打开高压釜盖(2)，再将三电极和样品架(14)取出。