一种提高搅拌摩擦焊接头耐腐蚀性能的方法技术

本发明专利技术公开了一种提高搅拌摩擦焊焊接接头耐腐蚀性能的方法，首先对采用搅拌摩擦焊焊接完成后的焊接接头处进行电阻加热，使其温度达到500℃，然后采用粒度为纳米级别(尺寸在1‑500nm)的二氧化硅颗粒(或其他疏水性颗粒)对焊接接头进行冷喷涂表面处理，送粉速率为30g/min，送粉距离为25mm，使焊接接头处形成厚度为150μm的疏水性冷喷涂层。本发明专利技术不仅可以方便有效地提高搅拌摩擦焊焊接接头的耐腐蚀性能，延长搅拌摩擦焊焊接接头的使用寿命，而且处理方法简单易实现，处理效果稳定性强、性能可靠，经济实用，因此极具实际价值。

【技术实现步骤摘要】
一种提高搅拌摩擦焊接头耐腐蚀性能的方法
本专利技术涉及一种金属材料连接技术，尤其涉及一种提高搅拌摩擦焊接头耐腐蚀性能的方法。
技术介绍
搅拌摩擦焊(FrictionStirWelding，FSW)是英国焊接研究所(TheWeldingInstitute)于1991年专利技术的一种固相焊接技术。它是利用一种特殊形式的搅拌头边旋转边前进，通过搅拌头与工件的摩擦产生热量，摩擦热使该部位金属处于热塑性状态，并在搅拌头的压力作用下从其前端向后部塑性流动，从而使待焊件压焊为一个整体。与传统的焊接方法相比，搅拌摩擦焊具有接头质量高、焊接变形小、残余应力小、焊接过程无污染等优点，是铝、镁等轻合金的优选焊接方法，广泛用于航空航天，船舶，交通运输等领域。搅拌摩擦焊的焊缝从组织上可以分为四种不同的区域：焊核区(WeldNuggetZone，WNZ)、热机影响区(Thermo-MechanicallyAffectedZone，TMAZ)、热影响区(Heat-AffectedZone，HAZ)和轴肩影响区(Should-AffectedZone，SAZ)，这四个区域的组织差异较大，因此这四个区域在耐腐蚀性方面存在较大差异，从而导致了焊接接头的耐腐蚀性下降。腐蚀发生的根本原因是存在传播介质，而实际服役环境下，水是最常见的腐蚀介质，大多数搅拌摩擦焊所用材料都是亲水的，导致其很容易发生腐蚀，若将其表面材料进行保护，将亲水性变为疏水性，可以很大程度上解决搅拌摩擦焊接头的耐腐蚀问题。冷喷涂技术作为一种新型固相连接技术，能够形成致密保护层，对材料进行保护，目前已大量应用于各类金属材料中，但将其应用于对焊接接头的保护，目前还很少。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种提高搅拌摩擦焊接头耐腐蚀性能的方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：本专利技术的提高搅拌摩擦焊焊接接头耐腐蚀性能的方法，包括：对采用搅拌摩擦焊焊接完成后的焊接接头处进行电阻加热，使其温度达到500℃，然后采用粒度为纳米级别二氧化硅颗粒对焊接接头进行冷喷涂表面处理，送粉速率为30g/min，送粉距离为25mm，使焊接接头处形成厚度为150μm的疏水性冷喷涂层。由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，本专利技术实施例提供的提高搅拌摩擦焊焊接接头耐腐蚀性能的方法，不仅可以方便有效地提高搅拌摩擦焊焊接接头的耐腐蚀性能，延长搅拌摩擦焊焊接接头的使用寿命，而且处理方法简单易实现，处理效果稳定性强、性能可靠，经济实用，因此极具实际价值。附图说明图1为本专利技术实施例提供的提高搅拌摩擦焊焊接接头耐腐蚀性能的方法的工作原理示意图。具体实施方式下面将对本专利技术实施例作进一步地详细描述。本专利技术实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本专利技术的提高搅拌摩擦焊焊接接头耐腐蚀性能的方法，其较佳的具体实施方式是：包括：对采用搅拌摩擦焊焊接完成后的焊接接头处进行电阻加热，使其温度达到500℃，然后采用粒度为纳米级别二氧化硅颗粒对焊接接头进行冷喷涂表面处理，送粉速率为30g/min，送粉距离为25mm，使焊接接头处形成厚度为150μm的疏水性冷喷涂层。所述的电阻加热包括：将焊接接头的两端接入电源正负极，从而对焊接接头进行电阻加热，使焊接接头的温度达到500℃。先对采用搅拌摩擦焊焊接完成后的焊接接头处进行喷丸处理，再对焊接接头进行电阻加热。所述的喷丸处理包括：喷丸处理的工作气体为压缩空气，压力为0.8Mpa。所述的冷喷涂颗粒为纳米级别、尺寸在1-500nm的二氧化硅颗粒或其他疏水性颗粒。所述的焊接接头为传统搅拌摩擦焊焊接接头、双轴肩搅拌摩擦焊焊接接头、静轴肩搅拌摩擦焊焊接接头中的至少一种。纳米级别的二氧化硅颗粒是非常好的疏水性材料，通过冷喷涂技术将其喷涂在接头表面，可以使搅拌摩擦焊接头表面由亲水性改性为疏水性，进而从根本上解决接头的腐蚀问题。本专利技术的提高搅拌摩擦焊焊接接头耐腐蚀性能的方法，不仅可以方便有效地提高搅拌摩擦焊焊接接头的耐腐蚀性能，延长搅拌摩擦焊焊接接头的使用寿命，而且处理方法简单易实现，处理效果稳定性强、性能可靠，经济实用，因此极具实际价值。本专利技术的提高搅拌摩擦焊焊接接头耐腐蚀性能的方法，先对采用搅拌摩擦焊焊接完成后的焊接接头处进行电阻加热，提高了焊接接头处的界面结合强度，然后采用粒度为纳米级别(尺寸在1-500nm)的二氧化硅颗粒(或其他疏水性颗粒)对电阻加热至500℃的焊接接头进行冷喷涂表面处理，并且送粉速率控制为30g/min，送粉距离控制为25mm，从而可以在焊接接头的表面形成一个厚度为150μm的致密冷喷涂层，该冷喷涂层具有疏水性，这不仅能够有效提高搅拌摩擦焊焊接接头的耐腐蚀性能，延长搅拌摩擦焊焊接接头的使用寿命，而且处理方法简单易实现，处理效果稳定性强、性能可靠，经济实用，极具实际应用价值。本专利技术具有如下优点和效果：制备的冷喷涂层结构致密，孔隙率较低；制备的涂层为疏水性涂层；表层平整，很大程度的降低了应力集中；显著提高了冷喷涂涂层的耐腐蚀性。具体实施例：如图1所示，其具体包括：对采用搅拌摩擦焊刚焊接完成后的焊接接头处进行喷砂处理，再对焊接接头进行电阻加热，使其温度达到500℃，然后采用纳米二氧化硅冷喷涂颗粒(或其他疏水性颗粒)对焊接接头进行冷喷涂表面处理，送粉速率为30g/min，送粉距离为25mm，使焊接接头处形成厚度为150μm的疏水性冷喷涂层。其中，该提高搅拌摩擦焊焊接接头耐腐蚀性能的方法可包括以下内容：(1)所述焊接接头为传统搅拌摩擦焊焊接接头、双轴肩搅拌摩擦焊焊接接头、静轴肩搅拌摩擦焊焊接接头中的至少一种。在实际应用中，进行搅拌摩擦焊的焊接设备可以采用现有技术中的搅拌摩擦焊设备，并且焊接参数的选择可以根据所焊材料各自物理性能及差异进行选择。(2)所述的喷丸处理包括：喷丸处理的工作气体为压缩空气，压力为0.8Mpa，这有助于提高冷喷涂层与焊接接头处的结合强度。(3)对焊接接头进行电阻加热，使其温度达到500℃，这可以提高焊接接头处的界面结合强度，使焊接接头处的材料达到一个较为活跃的状态，从而有助于提高冷喷涂层与焊接接头处的结合强度。所述的对焊接接头进行电阻加热可以包括：将焊接接头的两端接入电源正负极，从而对焊接接头进行电阻加热，使焊接接头的温度达到500℃。(4)所述的冷喷涂颗粒为纳米级别(尺寸在1-500nm)的二氧化硅颗粒或其他疏水性颗粒。(5)所述的冷喷涂表面处理除了本专利技术明确要求的技术参数外均可以按照现有技术中的冷喷涂表面处理技术进行。本专利技术中采用的冷喷涂表面处理工艺是通过预热高压，将粉末粒子以较高速度撞击基体，通过较大的塑性变形沉积于基体表面而形成涂层，具有低成本、快速高效、无氧化、组织均匀、可百分百回收利用等优点。具体地，本专利技术中提高搅拌摩擦焊焊接接头耐腐蚀性能的方法将冷喷涂表面处理技术应用于搅拌摩擦焊焊接接头的保护当中，从而可以在焊接接头的表面形成一个厚度为150μm的疏水性致密保护层(即冷喷涂层)，这能够方便有效地提高搅拌摩擦焊焊接接头的耐腐蚀性能，延长搅拌摩擦焊焊接接头的使用寿命。综上可见，本专利技术实施例不仅可以方便有效地提高搅拌摩擦焊焊接接头的耐腐蚀性能，延长搅拌摩擦焊焊接接头的使用寿命，而且处理方法简单易实现，处理效果稳定性强、性能可靠，经济实用，因本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高搅拌摩擦焊焊接接头耐腐蚀性能的方法，其特征在于，包括：对采用搅拌摩擦焊焊接完成后的焊接接头处进行电阻加热，使其温度达到500℃，然后采用粒度为纳米级别二氧化硅颗粒对焊接接头进行冷喷涂表面处理，送粉速率为30g/min，送粉距离为25mm，使焊接接头处形成厚度为150μm的疏水性冷喷涂层。

【技术特征摘要】
1.一种提高搅拌摩擦焊焊接接头耐腐蚀性能的方法，其特征在于，包括：对采用搅拌摩擦焊焊接完成后的焊接接头处进行电阻加热，使其温度达到500℃，然后采用粒度为纳米级别二氧化硅颗粒对焊接接头进行冷喷涂表面处理，送粉速率为30g/min，送粉距离为25mm，使焊接接头处形成厚度为150μm的疏水性冷喷涂层。2.根据权利要求1所述的提高搅拌摩擦焊焊接接头耐腐蚀性能的方法，其特征在于，所述的电阻加热包括：将焊接接头的两端接入电源正负极，从而对焊接接头进行电阻加热，使焊接接头的温度达到500℃。3.根据权利要求1或2所述的提高搅拌摩擦焊焊接接头耐腐蚀性能的方法，其特征在于，先...

【专利技术属性】
技术研发人员：张华，赵常宇，崔冰，潘睿，窦程亮，邵童阁，张巍，
申请(专利权)人：北京石油化工学院，
类型：发明
国别省市：北京,11