[发明专利]锆材焊接用水基清洗剂及使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锆材焊接用水基清洗剂及其使用方法，采用本发明中的水基清洗剂及其使用方法对工业锆材焊接件焊接坡口进行焊接前表面处理，可保障锆材焊接件焊缝质量，提高锆材焊接件焊缝的耐腐蚀性能，属于焊接技术领域。

背景技术

    工业锆材是指铪含量低于5%的锆合金，具有密度低、比强高、耐腐蚀、加工性能优异等特点，因而广泛应用于核能、化工、储氢、光学、医药卫生等诸多领域，常作为压力容器等化工设备的首选材料。在工业实际中，由于常使用的是锆材的焊接件，而锆在高温下的活性较高，焊接时，如果焊接坡口处理不干净，易与焊接件坡口表面残存的金属氧化物、油污等发生反应，形成金属间化合物、夹杂、气孔等焊接缺陷，严重影响锆材焊接件的焊接质量，从而导致锆材压力容器或管路设备在焊缝处发生腐蚀、破裂现象，造成严重安全事故和重大经济损失。

    锆材焊接件坡口传统的焊接前表面处理方法是酸洗。常用的酸洗溶液是由工业氢氟酸HF，工业硝酸HNO₃和水H₂O，按照体积比为1:5:4的比例配置而成。焊接件坡口酸洗后再经磨光机打磨、不锈钢钢丝轮清理、抛光轮抛光处理，最后使用丙酮或无水乙醇清洗，完成焊接前的表面处理工作。由于传统的酸洗方法中使用大量的强酸类恶性物质，不仅对环境造成极大污染，而且焊接件表面易残留油污和金属化合物，在后续焊接过程中形成焊接缺陷，严重影响焊缝质量，降低了焊缝的耐腐蚀性能，制约了工业锆材的应用和发展。

发明内容

本发明的目的，在于针对工业锆材焊接件焊接前传统酸洗表面处理方法存在的问题，提出了一种锆材焊接件焊接用水基金属清洗剂及使用方法，用于锆材焊接件焊接前的表面处理。应用本发明，既可减少环境污染，又能显著提高焊接坡口的清洗效果，防止在焊缝处形成焊接缺陷，提高焊接件焊缝的耐腐蚀性。 

本发明提出的锆材焊接件焊接用水基清洗剂，按照质量百分比包括如下组分：

聚乙二醇辛基苯基醚       0.5~2%；

脂肪醇聚氧乙烯醚          5~8%；

4A分子筛            0.5~2%；

偏硅酸钠              2~6%；

    乙二醇丁酯             3~5%；

     5-氯-2甲基-4-异噻唑啉-3-酮      0.1~0.2%；

     去离子水              余量。

按照上述比例准备各组分，加热至40~50°C搅拌至完全溶解，即为本发明的锆材焊接用水基清洗剂。

按照上述水基清洗剂的配方，配制适合工业锆材焊接前表面处理的的水基清洗剂，按照以下方法使用：

步骤1、将待焊接的工业锆材焊接件放入上述所得水基清洗剂中浸泡5~15min；

步骤2、用200~400#水砂纸打磨焊接坡口，打磨过程均应在水基清洗剂中进行，使焊接坡口出现金属光泽且粗糙度小于Ra6.3；

步骤3、将经过上述处理后的焊接坡口放入装有去离子水的超声波清洗器中进行超声处理，控制去离子水的温度为40~50°C，超声波频率为50~70KHZ，超声波处理时间为1~3min；

步骤4、将经超声波清洗后的焊接件取出，使用去离子水喷淋焊接坡口表面，时间为1~3min；

步骤5、将经喷淋处理后的锆材焊接件放入真空干燥箱内进行烘干，温度控制为100~140°C，时间为20~40min，处理结束。

处理结束后即可对锆材焊接件进行施焊。

本发明所述的一种锆材焊接件焊接用水基清洗剂及使用方法，解决了工业锆材焊接件因焊接坡口表面清洗不干净，导致在焊缝处易产生焊接缺陷这一技术难题，适用于钨极氩弧焊、等离子弧焊、激光焊等焊接工艺的坡口焊接前表面处理。与传统的酸洗工艺相比，操作方便，对人体和周围环境影响小。

本发明的特点是利用表面活性剂的协同作用，通过与工业锆材表面的油污发生润湿、渗透作用，使得油污在工业锆材表面的附着力减弱或抵消，再通过超声波振荡和喷刷的方法，加速油污脱离锆材表面而进入清洗剂中被乳化、分散，从而达到清洗目的。