保护浆料及其制备方法、含该保护浆料的保护套及其制备方法和在激光焊接不锈钢中的应用与流程

本发明属于激光焊接，具体涉及保护浆料及其制备方法、含该保护浆料的保护套及其制备方法和在激光焊接不锈钢中的应用。

背景技术：

1、激光焊接是一种新型的焊接方式，利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法。激光焊接速度快、深度大、变形小，能在室温或特殊条件下进行焊接，焊接过程中产生热量很少，可避免焊缝区域的热变形；焊接面整齐，焊缝质量高整体美观，无气孔，对于无过高要求的焊接无需抛光打磨，因此激光焊接成为焊接加工技术领域的重要方面之一。

2、不锈钢材料耐腐蚀、耐高温、加工性能好，因此广泛应用于工业和家具装饰行业和食品医疗行业，一般情况下，不锈钢激光焊接比常规焊接更易于获得优质接头，由于高的焊接速度热影响区很小，敏化不成为重要问题，与碳钢相比，不锈钢低的热导系数更易于获得深熔窄焊缝，而且当下激光焊接工艺已经越来越成熟，价格也在大幅下调，因此现在市场上已开始大规模采用激光焊接工艺焊接不锈钢制品。然而，目前激光焊接器焊接特殊形状的不锈钢制品时，易出现保护气吹扫不足，导致存在凹槽形状处的不锈钢制品表面无法被保护，造成不锈钢制品表面氧化严重，影响外观的同时会改变不锈钢氧化面的力学结构变化，最终导致不锈钢制品表面装饰性差，内部质量不能保证等问题。

3、目前针对普通焊接过程中因保护气吹扫不足而造成被焊接制品表面外观性差，氧化反应影响制品的力学性能等问题，一般采用防焊接氧化的保护套，如公开号为cn110883406a的实用新型专利公开了一种有色金属管件焊接保护套，这种有色金属管件焊接保护套的保护套本体一侧设置套孔i，保护套本体另一侧设置套孔ii，保护套本体上设置通气孔、焊枪孔、填焊丝孔、观察镜、出气孔，通气孔与氩气罐连通，通气孔位于保护套本体一侧，出气孔位于保护套本体另一侧。上述保护套对焊接中的管件焊接结构及热影响区进行保护，使得管件焊接接头及热影响区与空气隔绝，让管件焊接接头和热影响区在高温向常温冷却，避免了氧气的进入，避免发生氧化反应，避免色差问题产生，提高管件质量。又如公开号为cn205278604u的使用新型专利公开了一种防焊接氧化的金属软管，包括波纹管，还包括接管、套管和外编织网，波纹管的两个端面上各设一个环形的连接圈，连接圈的外侧壁和接管的内侧壁之间焊接固定，两个接管分别套入一个套管内，外编织网包覆在波纹管的外侧面上，外编织网的两端分别嵌入接管两端接管外侧壁和套管内侧壁之间的间隙内，接管的外侧壁和套管的内侧壁之间焊接固定；此金属软管结构简单，制造方便，性能稳定，适用范围广，使用寿命长。

4、然而，目前市场上针对普通焊接设置的保护套大多以金属或有机聚合物为主，金属保护套需要与被焊接件紧密结合才能达到保护的目的，因此同一个保护套只能应用于特定的焊接件，且制备工艺复杂，成本高；而有机聚合物制成的保护套最高承受温度一般为200-300℃，不足以抵挡激光焊接所产生的高温，且使用过程中易发生起泡焦化现象，变质的聚合物粘在不锈钢工件上，难以清理，造成工件表面残留有机物。同时，传统保护套在高能量温度下被破坏后，结构发生较大的变化，可能造成工件表面裸露，从而氧化焊接件，并且传统保护套的散热较差，容易造成焊缝周围的不锈钢发生变质。

技术实现思路

1、针对上述现有技术的不足，本发明提供了保护浆料及其制备方法、含该保护浆料的保护套及其制备方法和在激光焊接不锈钢中的应用，目的是解决现有保护套适配性差，制作成本高，难以抵挡激光焊接产生的高温，使用中易发生气泡焦化现象，不仅影响不锈钢焊接件的外观，而且易造成不锈钢焊接件力学性能下降的技术问题。

2、本发明提供了第一个技术方案为保护浆料，具体技术方案如下：

3、保护浆料，包括107硅橡胶、甲基三丁酮肟基硅烷、含氢硅油、过氧化二异丙苯、kh550偶联剂、硅微粉-氢氧化铝混合填料、催化剂、mq硅树脂和氮化硅。

4、优选的，所述保护浆料按质量份计，包括如下组分：107硅橡胶15-30份、甲基三丁酮肟基硅烷5-15份、含氢硅油2-5份、过氧化二异丙苯0.5-1份、kh550偶联剂0.5-10份、硅微粉-氢氧化铝混合填料10-20份、催化剂0.5-3份、mq硅树脂5-10份、氮化硅10-20份。

5、优选的，所述硅微粉-氢氧化铝混合填料中硅微粉与氢氧化铝的质量比为5:1～1:5，所述硅微粉的细度为900-1300目，所述氢氧化铝的细度为600-900目。

6、优选的，所述催化剂为铂金催化剂或者二月桂酸二丁基锡催化剂中的一种。

7、本发明提供了第二个技术方案为保护浆料的制备方法，基于第一个技术方案所述的保护浆料，具体技术方案如下：

8、保护浆料的制备方法，具体包括如下步骤：

9、将107硅橡胶、过氧化二异丙苯、kh550偶联剂、硅微粉-氢氧化铝混合填料、氮化硅和mq硅树脂混合搅拌，并进行多次研磨，得到均匀浆料；

10、s2，使用时，将催化剂与甲基三丁酮肟基硅烷加入至含氢硅油中搅拌混合均匀，再加入步骤s1所述均匀浆料中，充分搅拌均匀制得保护浆料。

11、优选的，步骤s1中所述多次研磨，具体为使用三辊研磨机进行研磨，当粉体填料中的大颗粒团聚状态消失，无大的粉体填料颗粒后，再整体研磨3-5次得到均匀浆料；

12、本发明提供了第三个技术方案为保护套的制备方法，基于第一个技术方案所述的保护浆料，具体技术方案如下：

13、保护套的制备方法，具体为使用所述保护浆料浸润并完全包裹基材后，固化形成保护套。

14、优选的，所述保护套的制备方法，具体包括以下步骤：

15、1)将基材包裹待焊接件需要保护的部分，包裹厚度为1-3mm；

16、2)用所述保护浆料完全浸润所述基材，且所述保护浆料在所述基材表面上的涂刷厚度为1mm以上，再进行固化，得到保护套。

17、优选的，所述基材为无碱玻璃纤维或者碳纤维等增韧纤维。

18、本发明提供了第四个技术方案为保护套，即使用第三个技术方案制备的保护套。

19、本发明提供了第五个技术方案为保护套在激光焊接不锈钢中的应用，基于第四个技术方案所述的保护套，具体技术方案如下：

20、保护套在激光焊接不锈钢中的应用，具体为在激光焊接前，将所述保护套包裹在不锈钢件上。

21、优选的，所述保护套在激光焊接不锈钢件中的应用，能够反复使用。

22、优选的，所述保护套在激光焊接不锈钢中反复使用的方法具体如下：将保护套割开后整体剥落，然后重新套上新的工件，再用保护浆料将保护套表面及与所述新的工件缝隙处填满，涂抹厚度大于1mm，保护浆料固化后即可再次使用。

23、优选的，所述保护套在激光焊接不锈钢中的应用，所述保护套剥落后，工件的清理方法具体为：先将焊接工件浸泡在丙酮中，再使用超声波清洗，最后用含丙酮的无尘布进行擦拭处理。

24、本发明中基材具有超强的韧性以及支撑作用，表面的保护浆料在高温下开始发生软化和碳化时，内部的基材能够起到良好的支撑作用，保证外部保护浆料被破坏后保护套整体不会脱落，有效保证不锈钢焊接件表面不会发生氧化反应。

25、本发明保护浆料在固化过程中会生成气体，在保护套表面形成微弱的气孔，在焊接过程中，这些气孔可以快速散热，防止工件在过热环境中氧化变形，并且保护浆料中氮化硅以及硅微粉-氢氧化铝混合填料在高温下都具有稳定的作用，其中氢氧化铝在高温下能发生反应，形成氧化铝的高温保护层，从而使保护套能够承担更高的温度，有效保护不锈钢焊接件在激光焊接过程中避免高温氧化变色，保证了激光焊接后不锈钢焊接件的质量以及良好的外观。

26、本发明采用内部包裹基材，外部涂覆高性能树脂保护浆料的方法制备不锈钢激光焊接用保护套，能够承受的温度为300-400℃，且在更高的温度破坏后，不会产生焦化现象，能够轻松从工件上取下。内部缠绕的基材可以与不锈钢焊接件紧密结合，不受工件截面形状的限制，适用于多种异形截面工件；在基材外部涂覆高性能树脂保护浆料，可以加强保护套与不锈钢焊接件的紧密结合，且保护浆料中富含耐高温填料，经过高能量焊接温度的作用后粉体填料能够通过结成块，避免周围环境的高温气体进入不锈钢焊接件的表面造成氧化，并且选用的氮化硅、硅微粉-氢氧化铝混合填料具有优异的导热性能，可以将工件焊缝周围的高温有效传导散去，保证焊缝周围的不锈钢体不会产生高温变质；本发明保护浆料的制备方法简单可靠，成本较低，保护套与不锈钢焊接件紧密结合，而且能够应用于多种异形截面的不锈钢焊接件。