一种钛及钛合金大型设备焊缝阳极氧化方法
【技术领域】
[0001]本发明属于材料表面改性技术领域，具体是一种钛及钛合金大型设备焊缝阳极氧化方法。
【背景技术】
[0002]
1.钛及钛合金由于其低密度、高耐腐蚀性、较高的强度和好的塑性等优点。随着各种加工技术的发展，钛及钛合金已广泛应用于石油、化工、造船等工业部门。由于焊缝及热影响区存在富Fe区，钛焊区的优先腐蚀，影响了钛制设备的使用寿命。该区作为阳极相优先遭到腐蚀，这对钛及钛合金表面处理技术提出了更新，更高的要求。
[0003]2.阳极氧化法，是一种利用电化学反应生成氧化膜方法。在两个电极间通电后，金属与氧离子在电场的作用下发生扩散，最终在阳极金属表面形成氧化膜。电解过程与电解液的组成、体系的电流、电压、温度、pH值以及氧化时间等有关。
【发明内容】
[0004]本发明是针对钛及钛合金焊缝区易腐蚀，而大型产品在焊缝区实施阳极氧化处理困难及氧化膜层不均匀问题，提供了一种钛及钛合金大型设备焊缝阳极氧化的实施方法。
[0005]采用的技术方案是:
一种钛及钛合金大型设备焊缝阳极氧化方法，其特征在于包括以下步骤:
(I)焊缝经脱脂剂处理后用水清洗去除表面残留的油污。再用酸洗膏酸洗活化、然后用去离子水清洗、烘干。
[0006](2)将步骤(I)预处理后的焊缝做为阳极与具有自动供液功能的阴极装置的阴极通过阴极包套贴合。
[0007]所述具有自动供液功能的阴极装置，包括供液管、阴极笔、阴极和阴极包套。阴极采用石墨材料根据被氧化阳极设备加工成相应形状，阴极内部设有供液孔，供液孔与供液管连通，阴极外有阴极包套。阴极包套由吸水性好、耐磨性高的热压海绵制成的包套，电解液通过供液管与供液孔，使阴极包套浸满电解液，阳极与阴极相对运动进行阳极氧化，通过调节供液流量来补充氧化过程中消耗的电解液。
[0008](3)将经步骤(2)氧化后的焊缝清洗烘干即可。
[0009]上述电解液为10_15g/L硫酸铵溶液。电源为直流电源，氧化电压为20~30V。焊缝与阴极保持相对运动，速度为0.1-0.5m/min，进行阳极氧化。
[0010]本发明的有益效果是:由于采用无腐蚀性的电解液，及具有自动供液的阴极装置，从而保证阳极氧化过程中各项工艺参数的稳定性，解决了大型产品焊缝阳极氧化实现困难及氧化膜层不均匀问题。
【附图说明】
[0011]图1是阴极装置结构示意图。
【具体实施方式】
[0012]实施例一
一种钛及钛合金大型设备焊缝阳极氧化方法，其特征在于:
I)采用设备为具有自动供液功能的阴极装置，包括供液管1、阴极笔2、阴极3和阳极
6 ；
阴极3外部包设有阴极包套4，阴极3设置在阳极6的上方，通过阴极包套4与阳极6上端面贴合。阴极3内部设置有供液孔5。阴极3贴合面7上均匀分布有多个细孔8，多个细孔8分别与供液孔5连通。阴极笔2为圆柱型，有中心孔9，供液管I插设在阴极笔2的中心孔9内，阴极笔2上端以螺纹与供液管I连接。阴极笔2竖直设置，阴极笔2下端以螺纹与阴极3螺纹连接，供液管I下端与阴极3的供液孔5连通。
[0013]上述阴极6为弧形面或平面。
[0014]上述阴极包套4由热压海绵制成。
[0015]上述阴极笔2和阴极3由石墨制成。
[0016]2 )焊缝氧化包括下述步骤:
(I)焊缝表面预处理:经脱脂、酸洗膏酸法活化、清洗、烘干。
[0017](2)将预处理后的焊缝做为阳极与上述的具有自动供液功能的阴极装置的阴极包套4贴合，贴合处采用吸水性好、耐磨性高的热压海绵制成的包套，电解液通过供液管与供液孔，使阴极包套浸满电解液，阳极与阴极相对运动进行阳极氧化，通过调节供液流量来补充氧化过程中消耗的电解液。电解液为15g/L硫酸铵溶液。
[0018]常温条件下，在两极间加载直流电源，电压为20VO焊缝与阴极保持相对运动，速度为0.lm/min，进行阳极氧化。
[0019]氧化后将焊缝清洗烘干。
[0020]实施例二
一种钛及钛合金大型设备焊缝阳极氧化方法，采用的阴极装置与实施例一相同，焊缝氧化包括下述步骤:
(I)焊缝表面预处理:经脱脂、酸洗膏酸法活化、清洗、烘干。
[0021](2)将预处理后的焊缝做为阳极和具有自动供液功能的阴极装置与贴合，贴合处采用吸水性好、耐磨性高的热压海绵制成的包套，电解液通过供液管与供液孔，使阴极包套浸满电解液，阳极与阴极相对运动进行阳极氧化，通过调节供液流量来补充氧化过程中消耗的电解液。电解液配方为13g/L硫酸铵溶液。
[0022](3)常温条件下，在两极间加载直流电源，电压为25V。焊缝与阴极保持相对运动，速度为0.3m/min，进行阳极氧化。
[0023](4)氧化后将焊缝清洗烘干。
[0024]实施例三
一种钛及钛合金大型设备焊缝阳极氧化方法，采用的阴极装置与实施例一相同，焊缝氧化包括下述步骤:
(I)焊缝表面预处理:经脱脂、酸洗膏酸法活化、清洗、烘干。
[0025](2)将预处理后的焊缝做为阳极和具有自动供液功能的阴极装置与贴合，贴合处采用吸水性好、耐磨性高的热压海绵制成的包套，电解液通过供液管与供液孔，使阴极包套浸满电解液，阳极与阴极相对运动进行阳极氧化，通过调节供液流量来补充氧化过程中消耗的电解液。电解液配方为10/L硫酸铵溶液。
[0026](3)常温条件下，在两极间加载直流电源，电压为30V。焊缝与阴极保持相对运动，速度为0.5m/min，进行阳极氧化。
[0027](4)氧化后将焊缝清洗烘干。
【主权项】
1.一种钛及钛合金大型设备焊缝阳极氧化方法，其特征在于: I)采用设备为具有自动供液功能的阴极装置，包括供液管(I)、阴极笔(2 )、阴极(3 )和阳极(6); 阴极(3)外部包设有阴极包套(4)，阴极(3)设置在阳极(6)的上方，通过阴极包套(4)与阳极(6)上端面贴合；阴极(3)内部设置有供液孔(5)，阴极(3)贴合面(7)上均匀分布有多个细孔(8)，多个细孔(8)分别与供液孔(5)连通，阴极笔(2)为圆柱型，有中心孔(9)，供液管(I)插设在阴极笔(2 )的中心孔(9 )内，阴极笔(2 )上端以螺纹与供液管(I)连接；阴极笔(2 )竖直设置，阴极笔(2 )下端以螺纹与阴极(3 )螺纹连接，供液管(I)下端与阴极(3 )的供液孔(5)连通； 焊缝氧化步骤如下: (1)焊缝表面预处理:经脱脂、酸洗膏酸法活化、清洗、烘干，备用； (2)将预处理后的焊缝做为阳极与所述的具有自动供液功能的阴极装置与贴合，贴合处采用吸水性好、耐磨性高的热压海绵制成的包套，电解液通过供液管与供液孔，使阴极包套浸满电解液，阳极与阴极相对运动进行阳极氧化，通过调节供液流量来补充氧化过程中消耗的电解液； (3)氧化将焊缝清洗烘干。
2.根据权利要求1所述的一种钛及钛合金大型设备焊缝阳极氧化方法，其特征在于:上述电解液为10-15g/L硫酸铵溶液，电源为直流电源，氧化电压为20~30V、焊缝与阴极保持相对运动，速度为0.1-0.5m/min。
3.根据权利要求1所述的一种钛及钛合金大型设备焊缝阳极氧化方法，其特征在于: 阴极(6)为弧形面或平面； 阴极包套(4)由热压海绵制成； 阴极笔(2)和阴极(3)由石墨制成。
【专利摘要】一种钛及钛合金大型设备焊缝阳极氧化方法，其焊缝氧化步骤如下：（1）焊缝表面预处理：经脱脂、酸洗膏酸法活化、清洗、烘干，备用；（2）将预处理后的焊缝做为阳极与所述的具有自动供液功能的阴极装置与贴合，贴合处采用吸水性好、耐磨性高的热压海绵制成的包套，电解液通过供液管与供液孔，使阴极包套浸满电解液，阳极与阴极相对运动进行阳极氧化，通过调节供液流量来补充氧化过程中消耗的电解液；（3）氧化将焊缝清洗烘干。本发明的有益效果是：由于采用无腐蚀性的电解液，及具有自动供液的阴极装置，从而保证阳极氧化过程中各项工艺参数的稳定性，解决了大型产品焊缝阳极氧化实现困难及氧化膜层不均匀问题。
【IPC分类】C25D11-26
【公开号】CN104562143
【申请号】CN201410795773
【发明人】高景龙, 李玉海, 刘艳辉, 于海洋
【申请人】沈阳理工大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月22日