[發明專利]一種鋁合金攪拌摩擦焊接頭宏觀金相的腐蝕劑及其腐蝕方法

有效

• 申請號: 202110524562.6
• 申請日: 2021-05-13
• 公開（公告）號: CN113358448B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 汪認;崔云龍;田志騫;鞏全軍;張仁航;闞曉陽;李可
• 申請（專利權）人: 中車青島四方機車車輛股份有限公司
• 主分類號: G01N1/32
• 分類號: G01N1/32
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 陳征

本發明涉及宏觀金相試樣檢測技術領域，具體涉及一種鋁合金攪拌摩擦焊接頭宏觀金相的腐蝕劑及其腐蝕方法。本發明所述的鋁合金攪拌摩擦焊接頭宏觀金相的腐蝕劑，包括如下組分：HF 1.5?2.5％(v/v)，HCl 1.5?2.5％(v/v)，HNO₃ 5.5?6.5％(v/v)及H₂O。本發明提出采用混合酸作為腐蝕劑，具有腐蝕效果好、腐蝕時間短、效率高等優點；同時酸濃度較低，腐蝕劑揮發性相對較弱，不僅使操作安全、簡單，更便于長期保存。總之，本發明所述的腐蝕劑及其腐蝕方法可滿足鋁合金攪拌摩擦焊接頭的質量檢測、工藝驗證、工作試件檢測、科學研究等工作的需求，解決了鋁合金攪拌摩擦焊宏觀金相腐蝕難題。

技術領域

本發明屬于宏觀金相試樣檢測技術領域，具體涉及一種鋁合金攪拌摩擦焊接頭宏觀金相的腐蝕劑及其腐蝕方法。

背景技術

攪拌摩擦焊，是英國焊接研究所(TWI)于20世紀90年代開發的一種基于摩擦焊基本原理的新型固相連接技術。

與傳統熔化焊相比，攪拌摩擦焊具有焊縫力學性能好、接頭變形輕微、焊接熱輸入小、無煙塵和飛濺、制造成本低等優點，在航空、航天、船舶、軌道交通等領域得到了迅速發展和廣泛應用。

在軌道交通領域，攪拌摩擦焊主要用來焊接鋁合金長直焊縫。目前，使用攪拌摩擦焊加工的部件主要有動車組的地板、車鉤座板、高壓箱底板、裙板等；以及鋁合金地鐵車體中的車頂、側墻結構等。

焊接接頭的宏觀金相檢驗是評估焊接接頭質量的重要方法。目前，鋁合金宏觀金相檢測所用腐蝕劑及相關試驗方法均對標于傳統的熔化焊接頭的檢測手段，即采用一定濃度的氫氧化鈉堿液作為腐蝕劑浸蝕試樣。但攪拌摩擦焊屬于固相焊接，其接頭組織與熔化焊接頭存在較大差別，因此使用常規鋁合金宏觀金相腐蝕方法檢測攪拌摩擦焊接頭的效果很差，不僅焊縫形狀辨識不清晰，且難以對接頭內部的焊接缺陷進行有效觀測。此外，由于強堿濃度高，給操作安全帶來較大隱患，也不利于腐蝕劑的長時間儲存。

發明內容

本發明第一方面提供一種鋁合金攪拌摩擦焊接頭宏觀金相的腐蝕劑。

本發明所述的鋁合金攪拌摩擦焊接頭宏觀金相的腐蝕劑，包括如下組分：HF 1.5-2.5％(v/v)，HCl 1.5-2.5％(v/v)，HNO₃ 5.5-6.5％(v/v)及H₂O。

針對現有鋁合金攪拌摩擦焊接頭宏觀金相檢測存在的問題，本發明提出混合酸作為腐蝕劑，并通過調整HF、HCl及HNO₃的體積濃度，以相對較低的濃度，通過復配方式提高了腐蝕劑的腐蝕效果及腐蝕速率；同時由于腐蝕劑中HF、HCl和HNO₃濃度較低，腐蝕劑揮發性相對較弱，不僅使操作安全、簡單，更便于長期保存。總之，本發明所述的腐蝕劑解決了鋁合金攪拌摩擦焊宏觀金相腐蝕難題。

本發明進一步發現，控制HF、HCl與HNO₃的體積比更有助于提高腐蝕劑的腐蝕效果。根據本發明的一些實施例，所述HF、HCl與HNO₃的體積比為1:(1-1.2):(3-3.2)；優選為1:1:3。當腐蝕劑多次使用后，其腐蝕性能會下降，可按此比例適度添加。

作為本發明的具體實施方式之一，所述腐蝕劑包括如下組分：HF 1.9-2.1％(v/v)，HCl 1.9-2.1％(v/v)，HNO₃ 5.9-6.1％(v/v)及H₂O。該腐蝕劑腐蝕效率高、腐蝕效果好、腐蝕效果均一。

本發明的第二方面提供一種鋁合金攪拌摩擦焊接頭宏觀金相的腐蝕方法，包括：采用上述腐蝕劑浸蝕鋁合金攪拌摩擦焊接頭宏觀金相試樣。

本發明特別適合用來對鋁合金攪拌摩擦焊宏觀金相試樣進行腐蝕，具有腐蝕效果好、效率高，操作安全、簡單等優點，能滿足鋁合金攪拌摩擦焊接頭的質量檢測、工藝驗證、工作試件檢測、科學研究等工作的需求。