[发明专利]一种带有含氟涂层的铝及铝合金用MIG焊焊丝的制备方法

说明书

本发明涉及一种带有含氟涂层的铝及铝合金用MIG焊焊丝的制备方法，将铝或铝合金盘条拉拔形成直径为0.8～3.2mm的线材后，依次进行表面预处理、碱洗、水洗、成膜和热处理工序，再经层绕制得；其中，表面预处理工序包含前预处理和后预处理，通过前预处理活化基体表面状态，使基体表面处于酸性状态，后预处理增加铝及铝合金线材表面粗糙度，形成密集微孔，提高涂层与基体的结合力；通过成膜工序在铝及铝合金线材表面形成含氟涂层。本发明的带有含氟涂层的铝及铝合金用MIG焊焊丝的制备方法，可使焊缝气孔数量降低20％以上，平均送丝阻力减小35％以上，特别适合机器人自动化焊接。

技术领域

本发明属于焊丝制造技术领域，涉及一种带有含氟涂层的铝及铝合金用MIG焊焊丝的制备方法。

背景技术

伴随汽车制造行业“轻量化”概念的普及以及新能源车的大力推广，铝合金由于自身高强度、低密度以及耐腐蚀的优势成为了汽车制造业钢铁原材料的替代品之一，全铝白车身总装的汽车每公里油耗已被证实相比于传统钢铁白车身的汽车每公里油耗有显著的减少，但铝合金的MIG焊至今存在着一系列问题。由于铝及铝合金液态与固态相中氢溶解度差异大，在焊缝凝固过程中极易形成氢气孔，造成连接部位强度下降。此外，铝及铝合金焊丝表面硬度值低，在焊接过程易与送丝软管产生摩擦，形成铝屑堆积，进而导致送丝不畅，送丝稳定性无法满足机器人自动焊要求。这些问题严重限制了铝及铝合金MIG焊技术的应用与推广，然而MIG焊相比于其它铝合金焊接技术具有成本低廉、熔敷效率高、焊接自动化更易实现的特点，因此改善铝及铝合金MIG焊焊丝的相关性能具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中铝及铝合金MIG焊焊丝熔敷金属内部气孔数量较多和送丝性能较差的问题，提供一种带有含氟涂层的铝及铝合金用MIG焊焊丝的制备方法。本发明通过对铝或铝合金盘条进行表面预处理，再进一步以化学转化方式在铝或铝合金盘条表面获得带有含氟涂层的成品焊丝表面涂有含氟涂层的铝及铝合金MIG焊焊丝能够达到降低焊缝氢气孔数量、减小送丝阻力和改善送丝性能的效果，使用带有含氟涂层的铝及铝合金MIG焊焊丝能够进一步拓宽铝及铝合金MIG焊的应用领域，提高焊接作业效率。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种带有含氟涂层的铝及铝合金用MIG焊焊丝的制备方法，将铝或铝合金盘条拉拔形成的线材依次进行表面预处理、碱洗、水洗、成膜和热处理工序，再经层绕制得；

表面预处理工序包括前预处理和后预处理；前预处理为使用浓度8～12mol％的硝酸溶液对线材进行浸泡处理；硝酸溶液的浓度较低，表面自然氧化膜不能清除，线材基体无法露出；硝酸溶液的浓度较高，表面腐蚀严重，后预处理涂层厚度不均匀；后预处理为通过阳极氧化处理在线材表面形成密集微孔；所述密集微孔的孔径为15～25nm，孔距为300～500nm，孔深为10～12μm；用于阳极氧化处理的溶液为浓度12～17mol％的硫酸溶液；硫酸溶液的浓度过高，微孔直径扩大，涂层溶液吸附效率减小；硫酸溶液的浓度过低，微孔尺寸不能达到预期效果；

成膜工序为将线材在成膜复合溶液中浸泡使其表面生成含氟涂层；

成膜复合溶液的制备过程为：将硅烷偶联剂和酸性硅溶胶(酸性硅溶胶为一种市售化工原料，酸性硅溶胶又称硅酸水溶胶，是高分子二氧化硅微粒分散于水中形成的胶体溶液，pH值为2～4，SiO₂含量为30～31wt％，Na₂O含量0.006wt％，酸性硅溶胶的比重(25℃)为1.19～1.21，粘度(25℃)6mPa·s)加入到去离子水中混合配制成溶液A，再以一定的速度向溶液A中滴入PTFE乳液，超声振荡搅拌后，常温(25℃)静置反应一段时间；硅烷偶联剂、酸性硅溶胶、去离子水和PTFE乳液的体积比为1～5:15～25:10～20:40～70，按照该比例范围制备得到的成膜复合液能够高效附着在焊丝表面，且涂层均匀，结合力强。

每次浸泡时只要保证线材被完全浸没即可。

作为优选的技术方案：