[發明專利]AZ31鎂合金攪拌摩擦焊接板材及提高其焊接接頭性能的方法

有效

• 申請號: 202110449654.2
• 申請日: 2021-04-25
• 公開（公告）號: CN113061962B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發明（設計）人: 沈明杰;朱小倩;李云帥;韓寶健
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C25D15/00
• 分類號: C25D15/00;B23K20/12
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 王艾華

1.一種提高AZ31鎂合金攪拌摩擦焊接接頭性能的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S101，對待焊接AZ31鎂板樣品表面進行清洗預處理；

S102，對增強體CNTs進行預分散酸洗處理，得到分散均勻的CNTs；

S103，將S102所得分散良好的CNTs、無水乙醇、丙酮以及Al(NO₃)₃·9H₂O混合均勻得到混合溶液并在室溫靜置12h；

S104，將未出現分層現象的S103所得混合液作為電泳沉積的溶液，并把S101預處理后的AZ31鎂板作為陰極，鉑電極為陽極進行電泳沉積，使CNTs在AZ31鎂板表面均勻沉積分布，得到具有CNTs鍍層的AZ31復合鎂板；

S200，取兩塊步驟104制備的具有CNTs鍍層的AZ31復合鎂板，并采用攪拌摩擦焊工藝對其進行對焊焊接，形成一道次焊縫；

S201，在S200所形成的焊縫位置上采用相同焊接接頭降低焊接速度進行二次焊接，形成具有均勻分散CNTs的AZ31鎂板二次焊接接頭。

2.根據權利要求1所述的提高AZ31鎂合金攪拌摩擦焊接接頭性能的方法，其特征在于，S101打磨并預處理AZ31鎂板表面具體如下：

首先，采用粗砂紙對其表面進行除油除污粗磨處理，而后將除污后的試樣在不同規格尺寸的砂紙上進行打磨去痕處理，在打磨的過程中，更換砂紙時將樣品旋轉90°，直至表面無明顯劃痕為止，將打磨后的試樣放入酒精或丙酮溶液中進行超聲清理10 min，最后將超聲處理后的AZ31鎂板在0.5%的硫酸溶液中浸泡腐蝕60 s，再將酸洗后的AZ31鎂板浸泡在60℃的氫氧化鈉溶液中5h。

3.根據權利要求1所述的提高AZ31鎂合金攪拌摩擦焊接接頭性能的方法，其特征在于，S102中，將CNTs加入V_濃硫酸：V_濃硝酸=3：1的混和酸溶液中，對其進行超聲處理以及磁力攪拌，然后采用丙酮溶液對酸洗后的CNTs進行雜質溶解處理，再用去離子水清洗混和酸與殘留的丙酮，重復至濾液pH值接近中性后抽濾，最后將抽濾后的CNTs在65 ℃的溫度下干燥10 h。

4.根據權利要求1所述的一種提高AZ31鎂合金攪拌摩擦焊接接頭性能的方法，其特征在于，AZ31鎂板的厚度為5mm。

5.根據權利要求1所述的提高AZ31鎂合金攪拌摩擦焊接接頭性能的方法，其特征在于，S103中，先取酒精與丙酮體積比為1:1的混合溶液，再向其中加入預處理后的CNTs，使混合溶液中CNTs濃度為0.2 mg/mL，隨后超聲處理30 min，再加入與CNTs同質量的Al(NO₃)₃·9H₂O，再次超聲處理2 h，得到所需電泳沉積液。

6.根據權利要求1所述的提高AZ31鎂合金攪拌摩擦焊接接頭性能的方法，其特征在于，S104中，電泳沉積恒定電壓為35V，沉積時間為60 s，且電泳槽內陰極AZ31鎂板與陽極鉑電極間間距為9 cm。

7.根據權利要求1所述的提高AZ31鎂合金攪拌摩擦焊接接頭性能的方法，其特征在于，S200中，攪拌摩擦焊的行進速度為80-100 mm/min，攪拌頭的旋轉速度為1100-1300 r/min，攪拌頭的壓入量為4.8 mm。

8.根據權利要求1所述的提高AZ31鎂合金攪拌摩擦焊接接頭性能的方法，其特征在于，S201中，在S200所形成的焊縫位置上進行二次攪拌摩擦焊，其行行進速度為60 mm/min，攪拌頭的旋轉速度為800 r/min，攪拌頭的壓入量為4.8mm。

9.一種AZ31鎂合金焊接板材，其特征在于，焊接接頭采用權利要求1~8中任一項所述方法制備。