一种改善高强铝合金焊接接头抗腐蚀性能的方法
【专利摘要】本发明公开了一种改善高强铝合金焊接接头抗腐蚀性能的方法，对已经焊接完成的铝合金板材，选择对应的热处理参数立即进行固溶处理和人工时效，首先将加热炉匀速加热到固溶温度，当温度稳定后将焊态工件放入炉中保温；保温时间完成后将工件取出，放入冷水中做淬火处理；然后将淬火后的工件再放入加热炉中，匀速加热到时效温度进行保温；保温完成后工件随炉冷却到室温，取出。本发明的技术方案提供一种方便高效、适用性强的改善高强铝合金焊接接头抗腐蚀性能的方法，即采用焊后热处理的方法来改变焊接接头的组织形态，从根本上提高抗腐蚀性能。
【专利说明】一种改善高强铝合金焊接接头抗腐蚀性能的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及到焊接领域中改善高强铝合金焊接接头抗腐蚀性能的工艺方法，更具 体地讲，涉及到一种利用焊后热处理的方法改善高强铝合金焊接接头的抗腐蚀性能方法。
【背景技术】
[0002] 腐蚀现象广泛存在于自然界和工业环境中，金属腐蚀问题存在于国民经济的各个 领域，而且随着经济建设和科学技术的发展，腐蚀的危害越来越严重，对于国民经济的发展 的制约作用越来越突出，使得腐蚀科学在国民经济中所处的地位越来越重要。铝合金具有 强度高、密度小、导电导热性强、力学性能优异、可加工性好等优点，使得铝合金焊接结构， 已广泛应用于化学工业、航空航天工业、汽车制造业、食品工业、电子、仪器仪表业以及海洋 船舶工业等领域。但是铝合金与其他金属一样，也面临着严重的腐蚀问题，尤其是高强铝合 金焊接结构的腐蚀问题尤为严重。虽然在在一般的自然条件下，铝合金表面容易形成一层 厚约4nm的自然氧化膜，能够有效地保护铝合金基材，但是在含有电解质的湿气中，由于这 层膜多孔、不均匀且抗蚀性差，加之铝合金焊接接头处组织的不均匀性，在铝合金表面常常 会出现点蚀、晶间腐蚀、剥蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀及腐蚀疲劳等局部腐蚀，严重降低产品的 使用寿命。
[0003] 铝合金在各种环境作用下发生的腐蚀遍及国民经济的各个部门，造成巨大损失， 目前已经有多种技术用来防止腐蚀的发生，其中包括表面铬化处理、氧化膜技术，防腐漆技 术和缓蚀剂技术等。虽然这些技术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，铬化处理是铝及其合金的传统的表面处理方法，通过铬酸盐处理得到的氧化膜 具有良好的耐蚀性，但是该膜优越的性能与膜结构中的六价铬有关，由于六价铬具有致癌 性，该方法对人体及环境有严重的危害。传统的缓蚀剂由于毒性较大，给环境造成了污染。 因此研究一种清洁、有效的铝合金的腐蚀与防护的方法具有明显的经济和社会效益。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服上述【背景技术】论述中已有技术的不足，而提供一种方便高 效、适用性强的改善高强铝合金焊接接头抗腐蚀性能的方法，即采用焊后热处理的方法来 改变焊接接头的组织形态，从根本上提高抗腐蚀性能。
[0005] 本发明的目的通过下述技术方案予以实现：
[0006] 本发明的技术方案一种改善高强铝合金焊接接头抗腐蚀性能的方法，使用高强铝 合金，一般是指以铝锌镁铜铝合金为系列的超硬高强铝合金，例如2219铝合金板材。
[0007] 采用焊机对该铝合金板材进行对接。焊接前必须对焊件和焊丝进行表面清理(表 面抛光的铝及铝合金焊丝无需焊前清理或清洗)。可采用机械清理或化学清理法清除表面 油脂、污物及氧化膜，以免焊接时产生气孔等焊接缺陷。焊件和焊丝经过清洗后，在存放过 程中会重新产生氧化膜，特别是在潮湿的环境中，因此一般应在清理后4?8小时内施焊。 焊接过程中采用刚性夹具将焊接的铝板紧固在焊接工作台上，以控制焊接变形，注意夹紧 力要适当。焊接时，选择合理的焊接工艺参数以保证焊接质量。
[0008] 焊接接头由两块尺寸为300_X 150_X8mm的2219铝合金板材沿长边对接焊而 成，坡口为70° V型坡口。焊机采用美国米勒公司生产的Dynasty700型变极性TIG焊机， 焊前先用酒精擦拭试件表面去除油污，然后用手持电动钢丝刷打磨去除表面氧化膜，最后 用酒精擦拭去除铝屑。为防止铝合金表面再次生成氧化铝薄膜，处理完4?8小时内进行 焊接。焊接过程中采用刚性夹具将焊接的铝板紧固在焊接工作台上，以控制焊接变形，注意 夹紧力要适当。具体焊接参数选择如表1所示，采用先进行定位焊，然后进行三层焊接的方 式实施焊接。
【权利要求】
1. 一种改善高强铝合金焊接接头抗腐蚀性能的方法，其特征在于，使用高强铝合金 2219铝合金板材，对已经焊接完成的铝合金板材，立即进行固溶处理和人工时效，其中 第一步为固溶处理，将炉子的加热速度设为l〇°C /min，加热到535°C后，将焊件放入加 热炉内，535°C下保温30min ;保温完成后取出，放入20- 25°C中作淬火处理；第二步为人工 时效，将淬火处理后的焊件再放入加热炉内，加热炉以l〇°C /min的加热速率加热到175°C， 然后在这个温度下保温12小时，保温完成后焊件随炉冷却到室温20- 25°C，取出，即完成 人工时效处理。
2. 根据权利要求1所述的一种改善高强铝合金焊接接头抗腐蚀性能的方法，其特征在 于，采用焊机对所述铝合金板材进行对接，焊接接头由两块尺寸为300mmX 150mmX8mm的 2219铝合金板材沿长边对接焊而成，坡口为70° V型坡口，采用先进行定位焊，然后进行三 层焊接的方式实施焊接，具体工艺如下： 在所述定位焊中，电流为140A，电压为13. 0V，交流频率为100Hz，脉冲频率为6Hz，脉冲 峰值时间为70%，脉冲基值与峰值之比20%，保护气体流量为15L/min ; 在所述三层焊接中，第一层电流为150A，电压为10. 6V，交流频率为100Hz，脉冲频率为 6Hz，脉冲峰值时间为70%，脉冲基值与峰值之比20%，保护气体流量为15L/min ;第二层电流 为155A，电压为12. 9V，交流频率为100Hz，不添加脉冲，保护气体流量为15L/min ;第三层电 流为157A，电压为12. 4V，交流频率为100Hz，不添加脉冲，保护气体流量为15L/min。
3. 根据权利要求2所述的一种改善高强铝合金焊接接头抗腐蚀性能的方法，其特征在 于，所述保护气体采用惰性气体进行保护，例如氩气或者氮气。
4. 根据权利要求2所述的一种改善高强铝合金焊接接头抗腐蚀性能的方法，其特征在 于，焊接前必须对焊件和焊丝进行表面清理，采用机械清理或化学清理法清除表面油脂、污 物及氧化膜，以免焊接时产生气孔等焊接缺陷，在清理后4?8小时内施焊。
【文档编号】C22F1/04GK104233126SQ201310240156
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年6月17日 优先权日:2013年6月17日
【发明者】王颖, 王东坡, 丁吉坤, 杜辉, 王志江 申请人:天津大学