一种降低铝合金搅拌摩擦焊接接头腐蚀敏感性的方法技术

本发明专利技术涉及高强铝合金结构表面耐腐蚀技术领域，尤其涉及一种降低铝合金搅拌摩擦焊接接头腐蚀敏感性的方法。其具体包括：将熔铸好的铝合金进行多道次热轧，并轧至4‑5mm厚，再进行T6处理获得T6态铝合金板；将所述T6态铝合金板进行搅拌摩擦焊接获得铝合金焊接件；将所述铝合金焊接件置于510℃条件保温60‑70min后，以23‑25℃/s的速度做淬火处理，并在120℃条件下进行保温22‑26h后，冷却至20‑25℃，获得低腐蚀敏感性铝合金。上述方法不仅可以有效的降低合金焊接接头腐蚀敏感性，延长搅拌摩擦焊接接头的使用寿命，且实施方法简单高效，性能可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种降低铝合金搅拌摩擦焊接接头腐蚀敏感性的方法
本专利技术涉及高强铝合金结构表面耐腐蚀
，尤其涉及一种降低铝合金搅拌摩擦焊接接头腐蚀敏感性的方法。
技术介绍
7xxx系铝合金具有密度低、屈强比高、断裂韧性和成型性能优良等优点而逐渐成为航空航天、交通运输等领域重要的结构材料之一。近年来，搅拌摩擦焊接(FSW)技术被广泛应用于铝合金大型结构件的连接，尤其是7xxx系铝合金。该技术利用高速旋转的搅拌头与工件摩擦搅拌产生热量，从而使被焊接材料局部受热塑化。搅拌摩擦焊过程中，焊缝及邻近位置的材料发生相互耦合的形变、相变过程，组织结构演化路径复杂、差异显著，焊接接头从组织上可分为四种不同的区域：焊核区(WeldNuggetZone,WNZ)，热机械影响区(Thermo-mechanicallyAffectedZone,TMAZ)，热影响区(HeatedAffectedZone,HAZ)和母材(BaseMetal,BM)，这四个区域组织存在显著差异，因此它们的腐蚀敏感性差异较大，从而导致焊接接头整体的耐腐蚀性能下降，显著影响构件整体的服役性能。目前，已有多种技术用来防止腐蚀的发生，比如通过在高温环境下对搅拌摩擦焊接接头表面进行高压喷涂细小颗粒以提高焊接接头的耐腐蚀性能；或者经过液氮深冷处理过的焊缝进行激光淬火处理，改善焊缝表层组织，获得耐腐蚀性能较好的焊接接头；又或者通过二次搅拌添加非晶合金粉末法，在FSW焊缝表面开设槽、孔交替分布结构并向其中填加Al86#Ni10#Ce6非晶态合金粉末和/或Se+Bi粉末，通过二次搅拌摩擦加工使粉末分散于焊缝表面及表面以下较浅区域，形成具有与原焊缝表面相比较高的抗腐蚀性能；以及铬化处理、氧化膜技术，防腐漆技术和缓蚀剂技术等。上述方法虽然能够提高了焊接接头的抗腐蚀性能，但是其成本高，操作过程复杂，且污染环境。
技术实现思路
本专利技术旨在克服上述成本较高，操作过程复杂，污染环境等不足，从而提供一种经济环保，工艺简单的降低低Cu高强Al-Zn-Mg-Cu合金搅拌摩擦焊接接头腐蚀敏感性的方法，包括以下步骤：将熔铸好的铝合金进行均匀化和多道次热轧处理，并轧至4-5mm厚的铝合金板，再进行T6处理获得T6态铝合金板；将所述T6态铝合金板进行搅拌摩擦焊接获得铝合金焊接件；将所述铝合金焊接件置于510℃条件保温60-70min后，以23-25℃/s的速度做淬火处理，并在120℃条件下进行保温22-26h后，冷却至20-25℃，获得低腐蚀敏感性铝合金焊接件。优选的，所述将熔铸好的铝合金进行均匀化和多道次热轧处理具体包括：将熔铸好的铝合金在温度为470℃条件下进行均匀化处理24h，再置于420℃条件下保温1h并进行多道次热轧。优选的，所述T6处理具体包括：将铝合金板置于470℃条件下保温处理1h，再在120℃条件下保温处理24h。优选的，所述将所述T6态铝合金板进行搅拌摩擦焊接获得铝合金焊接件步骤之前，还包括：将所述T6态铝合金板的对接面和焊接面进行去氧化层和去油污层处理。优选的，所述搅拌摩擦焊接的工艺参数为：焊接转速900r/min，行进速度100mm/min，倾斜角2.5°，搅拌针长4.0mm，停留时间10s，下压量0.2mm。有益效果：本专利技术通过将搅拌摩擦焊接接头先后在510℃和120℃条件下进行热处理的方法来改变焊接接头的微观组织，从而降低接头的腐蚀敏感性，延长搅拌摩擦焊接接头的使用寿命，且该处理方法仅通过改变温度对铝合金进行处理，其实施方法简单高效，性能可靠，且具有环保性。附图说明图1为本专利技术实施例1中铝合金焊接接头WNZ和HAZ区显微结构；图2为本专利技术实施例1中低腐蚀敏感性铝合金接头WNZ和HAZ区显微结构；图3为本专利技术实施例1中铝合金焊接接头WNZ和HAZ区晶间腐蚀形貌图；图4为本专利技术实施例1中低腐蚀敏感性铝合金接头WNZ和HAZ区晶间腐蚀形貌图；具体实施方式为了更加清楚阐述本专利技术的
技术实现思路
，在此结合具体实施例予以详细说明，显然，所列举的实施例只是本技术方案的优选实施方案，本领域的技术人员可以根据所公开的
技术实现思路
显而易见地得出的其他技术方案仍属于本专利技术的保护范围。低Cu高强Al-Zn-Mg-Cu铝合金铸锭的制备：以纯铝，纯锌，Al-50Mg、Al-50Cu、Al-20Mn和Al-10Zr中间合金为原材料，采用高纯石墨坩埚熔炼制备出含有微量的过渡族元素Mn、Cr和Zr的低Cu高强Al-Zn-Mg-Cu铝合金铸锭。实施例1将上述熔铸好的铝合金在温度为470℃条件下均匀化处理24h，再在420℃的恒温炉里保温1h进行多道次热轧，将板材轧至4.3mm厚的铝合金板。对板材采用直读光谱仪测得该合金的为Al-5.61Zn-1.79Mg-0.68Cu-0.42Mn-0.14Cr-0.11Zr。将铝合金板置于470℃条件下保温处理1h，再在120℃条件下保温处理24h获得T6态铝合金板。将T6态合金板采用酒精清洗除去油污，并采用电动钢丝刷打磨除去氧化层，并在2h内进行焊接，先采用蛤蟆钳等刚性夹具将铝合金板材牢牢固定在工作台上，防止焊接过程中对接板材被顶出缝隙，再采用重集团绍兴重型机床有限公司研制的型号为SXT-010的龙门移动式搅拌摩擦焊机进行焊接实验，焊接由尺寸为60mm×100mm×4.3mm的两块铝合金板材沿长边焊接而成，焊接工艺参数为：焊接转速900r/min，行进速度100mm/min，倾斜角2.5°，停留时间10s，搅拌针长4.0mm，下压量0.2mm，获得铝合金焊接件。将上述铝合金焊接件进行热处理，将马弗炉以10℃/min的升温速率加热至510℃后，将铝合金焊接件放入马弗炉中，在510℃下保温60min。保温完成后，立即放入室温水中以23.5℃/s的速度作淬火处理。将淬火处理后的工件放入120℃的风式干燥箱内，然后在这个温度下保温24h。保温完成后，取出焊接件空冷至22摄氏度，获得低腐蚀敏感性铝合金焊接件。实施例2将上述熔铸好的铝合金在温度为470℃条件下均匀化处理24h，再在420℃的恒温炉里保温1h进行多道次热轧，将板材轧至4.0mm厚的铝合金板。对板材采用直读光谱仪测得该合金的为Al-5.61Zn-1.79Mg-0.68Cu-0.42Mn-0.14Cr-0.11Zr。将铝合金板置于470℃条件下保温处理1h，再在120℃条件下保温处理24h获得T6态铝合金板。将T6态合金板采用酒精清洗除去油污，并采用电动钢丝刷打磨除去氧化层，并在2h内进行焊接，先采用蛤蟆钳等刚性夹具将铝合金板材牢牢固定在工作台上，防止焊接过程中对接板材被顶出缝隙，再采用重集团绍兴重型机床有限公司研制的型号为SXT-010的龙门移动式搅拌摩擦焊机进行焊接实验，焊接由尺寸为60mm×100mm×4.3mm的两块铝合金板材沿长边焊接而成，焊接工艺参数为：焊接转速900r/min，行进速度100mm/min，倾斜角2.5°本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降低铝合金搅拌摩擦焊接接头腐蚀敏感性的方法，其特征在于，针对低Cu高强Al-Zn-Mg-Cu铝合金板材搅拌摩擦焊接接头耐腐蚀性能的改善，包括以下步骤：/n将熔铸好的铝合金进行均匀化和多道次热轧处理，并轧至4-5mm厚的铝合金板，再进行T6处理获得T6态铝合金板；/n将所述T6态铝合金板进行搅拌摩擦焊接获得铝合金焊接件；/n将所述铝合金焊接件置于510℃条件保温60-70min后，以23-25℃/s的速度做淬火处理，并在120℃条件下进行保温22-26h后，冷却至20-25℃，获得低腐蚀敏感性铝合金焊接件。/n

【技术特征摘要】
1.一种降低铝合金搅拌摩擦焊接接头腐蚀敏感性的方法，其特征在于，针对低Cu高强Al-Zn-Mg-Cu铝合金板材搅拌摩擦焊接接头耐腐蚀性能的改善，包括以下步骤：
将熔铸好的铝合金进行均匀化和多道次热轧处理，并轧至4-5mm厚的铝合金板，再进行T6处理获得T6态铝合金板；
将所述T6态铝合金板进行搅拌摩擦焊接获得铝合金焊接件；
将所述铝合金焊接件置于510℃条件保温60-70min后，以23-25℃/s的速度做淬火处理，并在120℃条件下进行保温22-26h后，冷却至20-25℃，获得低腐蚀敏感性铝合金焊接件。


2.根据权利要求1所述的降低铝合金搅拌摩擦焊接接头腐蚀敏感性的方法，其特征在于，所述将熔铸好的铝合金进行均匀化和多道次热轧处理具体包括：
将熔铸好的铝合金在温度为470℃条件下进行均匀化处理24h...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴海桃，韦莉莉，黄宏锋，刘崇宇，江鸿杰，秦芳诚，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：广西;45