【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属防护，涉及一种改善锆合金焊接接头耐蚀性的方法。
技术介绍
1、公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
2、锆与锆合金在常温下其表面生成有一层保护性氧化膜，使其不与空气中的氧、氮等发生反应，故可以长时间保持着良好的金属光泽，在腐蚀介质中具有良好的耐蚀性，常用于核电、海洋、化工容器等设备的防护。但是锆及锆合金的焊接并不容易，一方面锆的熔点高，需要的焊接热量大，同时金属锆极易在焊缝及热影响区内与n、h、o发生反应，导致焊接接头性能变差，须在惰性环境中进行焊接，且持续保护至金属锆表面温度降低至200℃以下。因此锆与锆合金的焊接要求比合金钢的焊接要求更复杂，焊接过程及随后的冷却过程都需要在严格的惰性气保护下进行，焊接过程及焊完后气保护过程有疏漏会形成氧化物、氮化物等，这些氮氧化物的形成会严重影响耐蚀性。
3、然而，现场施工环境中难以实现全程实现完美气保护，因此，锆与锆合金焊接完成的焊接接头性能都会有一定的下降。
技术实现思路
1、为了解决现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种改善锆合金焊接接头耐蚀性的方法，本专利技术通过在锆合金焊接接头处形成超疏水涂层，可极大提高耐蚀性。
2、为了实现上述目的，本专利技术的技术方案为：
3、一方面，一种改善锆合金焊接接头耐蚀性的方法，包括如下步骤：
4、锆合金焊接
5、当焊接接头的温度降低至200～150℃时，采用聚二甲基硅氧烷的原料对所述焊接接头利用焊接余热进行涂层固化处理；
6、当处理后的焊接接头的温度继续降低至160～140℃时，向涂层固化处理后的焊接接头上喷涂混合颗粒的悬浮液，然后继续自然降温完成固化过程；
7、所述混合颗粒含有固体粉末、聚四氟乙烯颗粒以及聚二甲基硅氧烷的原料，所述固体粉末的颗粒尺度在10纳米至100微米。
8、本专利技术在焊接锆合金后焊接接头的温度降低至200℃以下时，对惰性气氛条件的要求不高，因此，此时可以将惰性气氛去除，本专利技术同时采用聚二甲基硅氧烷的原料对所述焊接接头进行处理，利用焊接接头的余热不仅能够使焊接接头的表面聚二甲基硅氧烷涂层快速固化形成低能表面，还能够利用该温度提高聚二甲基硅氧烷与焊接接头的结合性能，即焊接接头在冷却收缩过程中产生对涂层锁紧力，使涂层与焊接接头表面的结合进一步加强。然后，在焊接接头的温度降低至160～110℃时，进一步通过喷涂微纳尺寸颗粒在pdms表面构筑二次微米拓扑结构，在这个温度下，微纳尺度的颗粒可以很容易镶嵌进低能表面涂层，并在连续降温过程中实现与涂层更紧密的结合，所形成二次微米拓扑结构可提供超疏水必须的形貌，从而显著提高焊接接头表面的超疏水性和耐蚀性。
9、另一方面，一种锆合金工件的焊接工艺，包括锆合金的焊接工序以及焊接接头的改善工序，其中所述焊接接头的改善工序采用上述改善锆合金焊接接头耐蚀性的方法。
10、第三方面，一种锆合金工件，由上述焊接工艺获得。
11、本专利技术的有益效果为：
12、本专利技术在锆合金焊接接头冷却过程中先在锆合金焊接接头处用聚二甲基硅氧烷(pdms)处理成低能表面，再在pdms等低能表面基础上用纳米颗粒进行修饰成具有微纳米二级结构的超疏水层，利用焊接余热完成固化过程，不需要复杂的炉中加热过程，其中采用喷涂纳米颗粒进行修饰的手段可适应各种环境及试样形状，不需要特殊的实验条件或复杂的操作。通过采用喷涂微纳尺寸颗粒在pdms表面构筑二次微米拓扑结构，提高了低能表面的超疏水性和耐蚀性。
13、由于本专利技术利用了锆合金焊接接头冷却过程中的能量，不使用复杂的炉中加热固化，利用焊接过程产生的余热完成固化，简化实施的步骤及能耗。
14、经过实验表明，本专利技术改善锆合金焊接接头的耐蚀性效果显著，其腐蚀电流密度下降了三个数量级。
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1.一种改善锆合金焊接接头耐蚀性的方法，其特征是，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的改善锆合金焊接接头耐蚀性的方法，其特征是，涂层固化处理时，聚二甲基硅氧烷的原料中的聚二甲基硅氧烷胶体和固化剂的质量比为8～15：1，优选为9～11：1。
3.如权利要求1所述的改善锆合金焊接接头耐蚀性的方法，其特征是，所述固体粉末为二氧化硅或氧化铝，优选为氧化铝。
4.如权利要求1所述的改善锆合金焊接接头耐蚀性的方法，其特征是，混合颗粒中，固体粉末、聚四氟乙烯颗粒以及聚二甲基硅氧烷的原料的质量比为2～20:1:14～26；优选地，混合颗粒中，聚二甲基硅氧烷的原料的聚二甲基硅氧烷胶体和固化剂的质量比为6～12:1。
5.如权利要求1所述的改善锆合金焊接接头耐蚀性的方法，其特征是，悬浮液的溶剂为正己烷。
6.如权利要求1所述的改善锆合金焊接接头耐蚀性的方法，其特征是，固体粉末和聚四氟乙烯颗粒加入至含有分散剂的溶液中进行分散，过滤后再与二甲基硅氧烷的原料加入至溶剂中制备悬浮液。
7.一种锆合金工件的焊接工艺，其特征是，包括锆合金
8.如权利要求7所述的锆合金工件的焊接工艺，其特征是，锆合金的焊接工序采用的焊接方法为钨极氩弧焊。
9.如权利要求8所述的锆合金工件的焊接工艺，其特征是，采用钨极氩弧焊进行对接焊；
10.一种锆合金工件，其特征是，由权利要求7～9任一所述的焊接工艺获得。
...【技术特征摘要】
1.一种改善锆合金焊接接头耐蚀性的方法，其特征是，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的改善锆合金焊接接头耐蚀性的方法，其特征是，涂层固化处理时，聚二甲基硅氧烷的原料中的聚二甲基硅氧烷胶体和固化剂的质量比为8～15：1，优选为9～11：1。
3.如权利要求1所述的改善锆合金焊接接头耐蚀性的方法，其特征是，所述固体粉末为二氧化硅或氧化铝，优选为氧化铝。
4.如权利要求1所述的改善锆合金焊接接头耐蚀性的方法，其特征是，混合颗粒中，固体粉末、聚四氟乙烯颗粒以及聚二甲基硅氧烷的原料的质量比为2～20:1:14～26；优选地，混合颗粒中，聚二甲基硅氧烷的原料的聚二甲基硅氧烷胶体和固化剂的质量比为6～12:1。
5.如权利要求1所述的改善锆合金焊接接头耐蚀性的...
【专利技术属性】
技术研发人员：张怀强，杨超平，颜炳志，陈晓斐，孙印翔，王凯，
申请(专利权)人：山东速邦建设工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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