[發明專利]一種焊接接頭防護涂層的制備方法及其應用

在審

• 申請號: 202110360068.0
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113089048A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 王宇鑫;陳佳歡;楊一凡;何震;陳書錦
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: C25D11/08
• 分類號: C25D11/08;C25D11/16;C25D11/24;C25F3/20;C25D3/56;C25D7/00
• 代理公司: 南京中高專利代理有限公司 32333
• 代理人: 徐福敏

本發明公開了一種焊接接頭防護涂層的制備方法及其應用，焊接接頭防護涂層具有陽極氧化鋁層與Ni?P鍍層的雙層結構，焊接接頭防護涂層應用于鋁合金攪拌摩擦焊的焊縫表面上，該焊接接頭防護涂層的制備方法包括如下步驟：1）對鋁合金焊縫表面進行預處理，得到平整光滑的待增強鋁合金焊縫表面；2）對待增強鋁合金焊縫表面進行陽極氧化處理得到致密多孔的陽極氧化鋁中間層；3）對陽極氧化鋁中間層進行活化擴孔處理得到待鍍鎳鋁合金焊縫表面；4）對待鍍鎳鋁合金焊縫表面進行電化學鍍鎳處理得到所述焊接接頭防護涂層。本發明不僅可以提高鍍鎳層和基體之間的結合強度，還可以同時提高鋁合金焊縫的耐蝕性和耐磨性。

技術領域：

本發明涉及鋁合金攪拌摩擦焊領域，具體涉及一種焊接接頭防護涂層的制備方法及其應用。

背景技術：

鋁及鋁合金具有較好的導電熱性、可成型性和較高的強度等特點。因此，鋁及鋁合金地廣泛應用于航空航天，船舶制造，軌道交通，醫療衛生等國家支柱型產業。攪拌摩擦焊(Friction stir welding，簡稱FSW)是一種純機械的固相連接技術，它是由英國焊接研究所(TWI)在1991年發明并在全世界范圍申請專利保護，因為該技術可以大大提高鋁合金接頭的性能，所以它主要應用于鋁合金焊接。鋁合金在攪拌摩擦焊(FSW)焊接后，焊縫處由于焊接參數設置不當或者材料本身缺陷等因素會導致鋁合金焊縫處出現氣孔、微裂紋等缺陷，這些缺陷的存在會導致攪拌摩擦焊焊后的鋁合金焊縫表面的加速磨損和腐蝕失效，極大地降低了鋁合金焊件的使用壽命，限制了攪拌摩擦焊鋁合金制品在工業上的應用。

現有技術中為提高鋁合金焊件的防護性能，通常對攪拌摩擦焊后的焊縫進行電化學鍍鎳處理，經電化學鍍鎳處理后，鋁合金表面可形成鋁合金化學鍍鎳磷鍍層，這種鍍層具有厚度均勻，硬度高，耐磨耐蝕性好的優點，但由于攪拌摩擦焊后的焊縫上缺陷的存在，使得鍍鎳層與焊縫表面的附著力下降，從而限制了電化學鍍鎳處理在鋁合金攪拌摩擦焊的焊縫表面上的應用。

發明內容：

本發明要解決的技術問題是，針對現有技術的不足，提供一種焊接接頭防護涂層的制備方法并應用于鋁合金攪拌摩擦焊的焊縫表面上。為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種焊接接頭防護涂層，焊接接頭防護涂層具有陽極氧化鋁層與Ni-P鍍層的雙層結構，所述焊接接頭防護涂層應用于鋁合金攪拌摩擦焊的焊縫表面上。

優選的是，所述焊接接頭防護涂層的制備方法，包括如下步驟：

1)對鋁合金焊縫表面進行預處理，得到平整光滑的待增強鋁合金焊縫表面；

2)對經過步驟1)處理得到的待增強鋁合金焊縫表面進行陽極氧化處理得到致密多孔的陽極氧化鋁中間層；

3)對經過步驟2)處理得到的陽極氧化鋁中間層進行活化擴孔處理得到待鍍鎳鋁合金焊縫表面；

4)對經過步驟3)處理得到的待鍍鎳鋁合金焊縫表面進行電化學鍍鎳處理得到所述焊接接頭防護涂層。

優選的是，步驟1)中預處理包括以下步驟：

a用無水乙醇溶液在超聲波清洗儀中清洗預磨的鋁合金焊縫表面；

b將經過步驟a處理的鋁合金焊縫表面置于拋光液中進行電化學拋光處理。

優選的是，步驟b中所述電化學拋光處理的具體實現方式是：所述拋光液由磷酸溶液與無水乙醇混合而成，所述磷酸溶液與所述無水乙醇溶液的體積比為3:2；

所述電化學拋光處理時的電流密度為10～30A/dm²，電化學拋光時間15～20min。

優選的是，步驟2)中陽極氧化處理的具體實現方式是：常溫下，將步驟1)中預處理后的待增強鋁合金焊縫表面置于增強溶液中進行陽極氧化處理；