一種改善高強鋁合金焊接接頭抗腐蝕性能的方法
【專利摘要】本發明公開了一種改善高強鋁合金焊接接頭抗腐蝕性能的方法，對已經焊接完成的鋁合金板材，選擇對應的熱處理參數立即進行固溶處理和人工時效，首先將加熱爐勻速加熱到固溶溫度，當溫度穩定后將焊態工件放入爐中保溫；保溫時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，勻速加熱到時效溫度進行保溫；保溫完成后工件隨爐冷卻到室溫，取出。本發明的技術方案提供一種方便高效、適用性強的改善高強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改變焊接接頭的組織形態，從根本上提高抗腐蝕性能。
【專利說明】一種改善高強鋁合金焊接接頭抗腐蝕性能的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及到焊接領域中改善高強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鋁合金焊接接頭的抗腐蝕性能方法。
【背景技術】
[0002] 腐蝕現象廣泛存在于自然界和工業環境中，金屬腐蝕問題存在于國民經濟的各個 領域，而且隨著經濟建設和科學技術的發展，腐蝕的危害越來越嚴重，對于國民經濟的發展 的制約作用越來越突出，使得腐蝕科學在國民經濟中所處的地位越來越重要。鋁合金具有 強度高、密度小、導電導熱性強、力學性能優異、可加工性好等優點，使得鋁合金焊接結構， 已廣泛應用于化學工業、航空航天工業、汽車制造業、食品工業、電子、儀器儀表業以及海洋 船舶工業等領域。但是鋁合金與其他金屬一樣，也面臨著嚴重的腐蝕問題，尤其是高強鋁合 金焊接結構的腐蝕問題尤為嚴重。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，能夠有效地保護鋁合金基材，但是在含有電解質的濕氣中，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 會出現點蝕、晶間腐蝕、剝蝕、縫隙腐蝕、應力腐蝕及腐蝕疲勞等局部腐蝕，嚴重降低產品的 使用壽命。
[0003] 鋁合金在各種環境作用下發生的腐蝕遍及國民經濟的各個部門，造成巨大損失， 目前已經有多種技術用來防止腐蝕的發生，其中包括表面鉻化處理、氧化膜技術，防腐漆技 術和緩蝕劑技術等。雖然這些技術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的表面處理方法，通過鉻酸鹽處理得到的氧化膜 具有良好的耐蝕性，但是該膜優越的性能與膜結構中的六價鉻有關，由于六價鉻具有致癌 性，該方法對人體及環境有嚴重的危害。傳統的緩蝕劑由于毒性較大，給環境造成了污染。 因此研究一種清潔、有效的鋁合金的腐蝕與防護的方法具有明顯的經濟和社會效益。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于克服上述【背景技術】論述中已有技術的不足，而提供一種方便高 效、適用性強的改善高強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 改變焊接接頭的組織形態，從根本上提高抗腐蝕性能。
[0005] 本發明的目的通過下述技術方案予以實現：
[0006] 本發明的技術方案一種改善高強鋁合金焊接接頭抗腐蝕性能的方法，使用高強鋁 合金，一般是指以鋁鋅鎂銅鋁合金為系列的超硬高強鋁合金，例如2219鋁合金板材。
[0007] 采用焊機對該鋁合金板材進行對接。焊接前必須對焊件和焊絲進行表面清理(表 面拋光的鋁及鋁合金焊絲無需焊前清理或清洗)。可采用機械清理或化學清理法清除表面 油脂、污物及氧化膜，以免焊接時產生氣孔等焊接缺陷。焊件和焊絲經過清洗后，在存放過 程中會重新產生氧化膜，特別是在潮濕的環境中，因此一般應在清理后4?8小時內施焊。 焊接過程中采用剛性夾具將焊接的鋁板緊固在焊接工作臺上，以控制焊接變形，注意夾緊 力要適當。焊接時，選擇合理的焊接工藝參數以保證焊接質量。
[0008] 焊接接頭由兩塊尺寸為300_X 150_X8mm的2219鋁合金板材沿長邊對接焊而 成，坡口為70° V型坡口。焊機采用美國米勒公司生產的Dynasty700型變極性TIG焊機， 焊前先用酒精擦拭試件表面去除油污，然后用手持電動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小時內進行 焊接。焊接過程中采用剛性夾具將焊接的鋁板緊固在焊接工作臺上，以控制焊接變形，注意 夾緊力要適當。具體焊接參數選擇如表1所示，采用先進行定位焊，然后進行三層焊接的方 式實施焊接。
【權利要求】
1. 一種改善高強鋁合金焊接接頭抗腐蝕性能的方法，其特征在于，使用高強鋁合金 2219鋁合金板材，對已經焊接完成的鋁合金板材，立即進行固溶處理和人工時效，其中 第一步為固溶處理，將爐子的加熱速度設為l〇°C /min，加熱到535°C后，將焊件放入加 熱爐內，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 時效，將淬火處理后的焊件再放入加熱爐內，加熱爐以l〇°C /min的加熱速率加熱到175°C， 然后在這個溫度下保溫12小時，保溫完成后焊件隨爐冷卻到室溫20- 25°C，取出，即完成 人工時效處理。
2. 根據權利要求1所述的一種改善高強鋁合金焊接接頭抗腐蝕性能的方法，其特征在 于，采用焊機對所述鋁合金板材進行對接，焊接接頭由兩塊尺寸為300mmX 150mmX8mm的 2219鋁合金板材沿長邊對接焊而成，坡口為70° V型坡口，采用先進行定位焊，然后進行三 層焊接的方式實施焊接，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 峰值時間為70%，脈沖基值與峰值之比20%，保護氣體流量為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，脈沖峰值時間為70%，脈沖基值與峰值之比20%，保護氣體流量為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，保護氣體流量為15L/min。
3. 根據權利要求2所述的一種改善高強鋁合金焊接接頭抗腐蝕性能的方法，其特征在 于，所述保護氣體采用惰性氣體進行保護，例如氬氣或者氮氣。
4. 根據權利要求2所述的一種改善高強鋁合金焊接接頭抗腐蝕性能的方法，其特征在 于，焊接前必須對焊件和焊絲進行表面清理，采用機械清理或化學清理法清除表面油脂、污 物及氧化膜，以免焊接時產生氣孔等焊接缺陷，在清理后4?8小時內施焊。
【文檔編號】C22F1/04GK104233126SQ201310240156
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年6月17日 優先權日:2013年6月17日
【發明者】王穎, 王東坡, 丁吉坤, 杜輝, 王志江 申請人:天津大學