一種改善高強(qiáng)鋁合金焊接接頭抗腐蝕性能的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種改善高強(qiáng)鋁合金焊接接頭抗腐蝕性能的方法，對(duì)已經(jīng)焊接完成的鋁合金板材，選擇對(duì)應(yīng)的熱處理參數(shù)立即進(jìn)行固溶處理和人工時(shí)效，首先將加熱爐勻速加熱到固溶溫度，當(dāng)溫度穩(wěn)定后將焊態(tài)工件放入爐中保溫；保溫時(shí)間完成后將工件取出，放入冷水中做淬火處理；然后將淬火后的工件再放入加熱爐中，勻速加熱到時(shí)效溫度進(jìn)行保溫；保溫完成后工件隨爐冷卻到室溫，取出。本發(fā)明的技術(shù)方案提供一種方便高效、適用性強(qiáng)的改善高強(qiáng)鋁合金焊接接頭抗腐蝕性能的方法，即采用焊后熱處理的方法來(lái)改變焊接接頭的組織形態(tài)，從根本上提高抗腐蝕性能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種改善高強(qiáng)鋁合金焊接接頭抗腐蝕性能的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及到焊接領(lǐng)域中改善高強(qiáng)鋁合金焊接接頭抗腐蝕性能的工藝方法，更具 體地講，涉及到一種利用焊后熱處理的方法改善高強(qiáng)鋁合金焊接接頭的抗腐蝕性能方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 腐蝕現(xiàn)象廣泛存在于自然界和工業(yè)環(huán)境中，金屬腐蝕問(wèn)題存在于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè) 領(lǐng)域，而且隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，腐蝕的危害越來(lái)越嚴(yán)重，對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 的制約作用越來(lái)越突出，使得腐蝕科學(xué)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中所處的地位越來(lái)越重要。鋁合金具有 強(qiáng)度高、密度小、導(dǎo)電導(dǎo)熱性強(qiáng)、力學(xué)性能優(yōu)異、可加工性好等優(yōu)點(diǎn)，使得鋁合金焊接結(jié)構(gòu)， 已廣泛應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)、航空航天工業(yè)、汽車(chē)制造業(yè)、食品工業(yè)、電子、儀器儀表業(yè)以及海洋 船舶工業(yè)等領(lǐng)域。但是鋁合金與其他金屬一樣，也面臨著嚴(yán)重的腐蝕問(wèn)題，尤其是高強(qiáng)鋁合 金焊接結(jié)構(gòu)的腐蝕問(wèn)題尤為嚴(yán)重。雖然在在一般的自然條件下，鋁合金表面容易形成一層 厚約4nm的自然氧化膜，能夠有效地保護(hù)鋁合金基材，但是在含有電解質(zhì)的濕氣中，由于這 層膜多孔、不均勻且抗蝕性差，加之鋁合金焊接接頭處組織的不均勻性，在鋁合金表面常常 會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)蝕、晶間腐蝕、剝蝕、縫隙腐蝕、應(yīng)力腐蝕及腐蝕疲勞等局部腐蝕，嚴(yán)重降低產(chǎn)品的 使用壽命。
[0003] 鋁合金在各種環(huán)境作用下發(fā)生的腐蝕遍及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門(mén)，造成巨大損失， 目前已經(jīng)有多種技術(shù)用來(lái)防止腐蝕的發(fā)生，其中包括表面鉻化處理、氧化膜技術(shù)，防腐漆技 術(shù)和緩蝕劑技術(shù)等。雖然這些技術(shù)在一定程度上能起到防腐作用，但是也都有其自身的局 限性。比如，鉻化處理是鋁及其合金的傳統(tǒng)的表面處理方法，通過(guò)鉻酸鹽處理得到的氧化膜 具有良好的耐蝕性，但是該膜優(yōu)越的性能與膜結(jié)構(gòu)中的六價(jià)鉻有關(guān)，由于六價(jià)鉻具有致癌 性，該方法對(duì)人體及環(huán)境有嚴(yán)重的危害。傳統(tǒng)的緩蝕劑由于毒性較大，給環(huán)境造成了污染。 因此研究一種清潔、有效的鋁合金的腐蝕與防護(hù)的方法具有明顯的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服上述【背景技術(shù)】論述中已有技術(shù)的不足，而提供一種方便高 效、適用性強(qiáng)的改善高強(qiáng)鋁合金焊接接頭抗腐蝕性能的方法，即采用焊后熱處理的方法來(lái) 改變焊接接頭的組織形態(tài)，從根本上提高抗腐蝕性能。
[0005] 本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案一種改善高強(qiáng)鋁合金焊接接頭抗腐蝕性能的方法，使用高強(qiáng)鋁 合金，一般是指以鋁鋅鎂銅鋁合金為系列的超硬高強(qiáng)鋁合金，例如2219鋁合金板材。
[0007] 采用焊機(jī)對(duì)該鋁合金板材進(jìn)行對(duì)接。焊接前必須對(duì)焊件和焊絲進(jìn)行表面清理(表 面拋光的鋁及鋁合金焊絲無(wú)需焊前清理或清洗)。可采用機(jī)械清理或化學(xué)清理法清除表面 油脂、污物及氧化膜，以免焊接時(shí)產(chǎn)生氣孔等焊接缺陷。焊件和焊絲經(jīng)過(guò)清洗后，在存放過(guò) 程中會(huì)重新產(chǎn)生氧化膜，特別是在潮濕的環(huán)境中，因此一般應(yīng)在清理后4?8小時(shí)內(nèi)施焊。 焊接過(guò)程中采用剛性?shī)A具將焊接的鋁板緊固在焊接工作臺(tái)上，以控制焊接變形，注意夾緊 力要適當(dāng)。焊接時(shí)，選擇合理的焊接工藝參數(shù)以保證焊接質(zhì)量。
[0008] 焊接接頭由兩塊尺寸為300_X 150_X8mm的2219鋁合金板材沿長(zhǎng)邊對(duì)接焊而 成，坡口為70° V型坡口。焊機(jī)采用美國(guó)米勒公司生產(chǎn)的Dynasty700型變極性TIG焊機(jī)， 焊前先用酒精擦拭試件表面去除油污，然后用手持電動(dòng)鋼絲刷打磨去除表面氧化膜，最后 用酒精擦拭去除鋁屑。為防止鋁合金表面再次生成氧化鋁薄膜，處理完4?8小時(shí)內(nèi)進(jìn)行 焊接。焊接過(guò)程中采用剛性?shī)A具將焊接的鋁板緊固在焊接工作臺(tái)上，以控制焊接變形，注意 夾緊力要適當(dāng)。具體焊接參數(shù)選擇如表1所示，采用先進(jìn)行定位焊，然后進(jìn)行三層焊接的方 式實(shí)施焊接。

【權(quán)利要求】
1. 一種改善高強(qiáng)鋁合金焊接接頭抗腐蝕性能的方法，其特征在于，使用高強(qiáng)鋁合金 2219鋁合金板材，對(duì)已經(jīng)焊接完成的鋁合金板材，立即進(jìn)行固溶處理和人工時(shí)效，其中 第一步為固溶處理，將爐子的加熱速度設(shè)為l〇°C /min，加熱到535°C后，將焊件放入加 熱爐內(nèi)，535°C下保溫30min ;保溫完成后取出，放入20- 25°C中作淬火處理；第二步為人工 時(shí)效，將淬火處理后的焊件再放入加熱爐內(nèi)，加熱爐以l〇°C /min的加熱速率加熱到175°C， 然后在這個(gè)溫度下保溫12小時(shí)，保溫完成后焊件隨爐冷卻到室溫20- 25°C，取出，即完成 人工時(shí)效處理。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改善高強(qiáng)鋁合金焊接接頭抗腐蝕性能的方法，其特征在 于，采用焊機(jī)對(duì)所述鋁合金板材進(jìn)行對(duì)接，焊接接頭由兩塊尺寸為300mmX 150mmX8mm的 2219鋁合金板材沿長(zhǎng)邊對(duì)接焊而成，坡口為70° V型坡口，采用先進(jìn)行定位焊，然后進(jìn)行三 層焊接的方式實(shí)施焊接，具體工藝如下： 在所述定位焊中，電流為140A，電壓為13. 0V，交流頻率為100Hz，脈沖頻率為6Hz，脈沖 峰值時(shí)間為70%，脈沖基值與峰值之比20%，保護(hù)氣體流量為15L/min ; 在所述三層焊接中，第一層電流為150A，電壓為10. 6V，交流頻率為100Hz，脈沖頻率為 6Hz，脈沖峰值時(shí)間為70%，脈沖基值與峰值之比20%，保護(hù)氣體流量為15L/min ;第二層電流 為155A，電壓為12. 9V，交流頻率為100Hz，不添加脈沖，保護(hù)氣體流量為15L/min ;第三層電 流為157A，電壓為12. 4V，交流頻率為100Hz，不添加脈沖，保護(hù)氣體流量為15L/min。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種改善高強(qiáng)鋁合金焊接接頭抗腐蝕性能的方法，其特征在 于，所述保護(hù)氣體采用惰性氣體進(jìn)行保護(hù)，例如氬氣或者氮?dú)狻?br> 4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種改善高強(qiáng)鋁合金焊接接頭抗腐蝕性能的方法，其特征在 于，焊接前必須對(duì)焊件和焊絲進(jìn)行表面清理，采用機(jī)械清理或化學(xué)清理法清除表面油脂、污 物及氧化膜，以免焊接時(shí)產(chǎn)生氣孔等焊接缺陷，在清理后4?8小時(shí)內(nèi)施焊。
【文檔編號(hào)】C22F1/04GK104233126SQ201310240156
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2013年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月17日
【發(fā)明者】王穎, 王東坡, 丁吉坤, 杜輝, 王志江 申請(qǐng)人:天津大學(xué)