[发明专利]一种铝合金表面活化非真空扩散焊接及后续热处理方法

说明书

一种铝合金表面活化非真空扩散焊接及后续热处理方法，属于扩散焊接技术领域，本发明为了解决现有铝合金接头在进行真空焊接时受到真空炉腔空间的限制，限制了铝合金接头的工件尺寸，同时在进行真空焊接时必须经长时间舱体冷却至室温才能够取放试件，大大增加了该工序的生产时间，导致生产效率低下的问题，本发明的核心方法为在待焊铝合金表面电沉积晶粒尺寸为纳米级的铜膜，该铜膜能够有效防止待焊铝合金表面的二次氧化，避免铝合金表面的氧化层对焊接接头性能的影响，同时增加待焊表面扩散系数，达到活化的作用，本发明主要用于轨道交通与航空航天事业中对铝合金接头在非真空条件下进行焊接。

技术领域

本发明属于扩散焊接技术领域，具体涉及一种铝合金表面活化非真空扩散焊接及后续热处理方法。

背景技术

铝合金具有密度低、比强度和比刚度高、良好的耐热性以及优越的超塑成形性等优点，已经在飞机的蒙皮、隔板和航天器的低温贮箱等构件中广泛应用。因此，实现铝合金的扩散焊接对铝合金应用具有重要意义。

铝作为一种活泼金属在空气中极易形成致密且稳定的氧化膜(AL₂O₃)，铝的氧化膜受热时不会分解，所以会影响铝合金焊接接头的性能。所以铝合金的扩散焊接往往需要在真空环境中进行，对真空扩散焊接设备要求极为苛刻，由于真空炉腔空间的限制，真空扩散焊接面积往往小于1*1m²；因此限制了铝合金的扩散焊接制品在航空航天、核工业等方面的应用。另外，由于真空设备自身特点，开启舱门需要在室温下进行，所以在真空设备中进行铝合金扩散焊接，必须经长时间舱体冷却至室温才能够取放试件，大大增加了该工序的生产时间，生产效率低下。

鉴于上述铝合金扩散焊接现状，本发明创作者提出了一种铝合金非真空扩散焊接方法，解决了铝合金扩散焊接必须在真空设备中制备的重大问题，简便高效地实现铝合金非真空扩散焊接，大大提高生产效率，得到性能良好的焊后铝合金试件。

发明内容

本发明为了解决现有铝合金接头在进行真空焊接时受到真空炉腔空间的限制，限制了铝合金接头的工件尺寸，同时在进行真空焊接时必须经长时间舱体冷却至室温才能够取放试件，大大增加了该工序的生产时间，导致生产效率低下的问题，进而提供一种铝合金表面活化非真空扩散焊接及后续热处理方法；

一种铝合金表面活化非真空扩散焊接及后续热处理方法，所述方法是通过以下步骤实现的：

步骤一：清理各个铝合金的待焊表面：将铝合金表面进行机械打磨、抛光并置于丙酮溶液中清除表面油污；

步骤二：去除铝合金表面的氧化膜：依次使用碱溶液及酸溶液清洗铝合金，去除表面待焊表面氧化膜；

步骤三：在铝合金待焊表面进行电沉积铜膜；

步骤四：对铝合金接头样品进行非真空扩散焊接；

步骤五：焊后铝合金样品进行时效热处理；

进一步地，所述步骤一中依次选用目数由低至高的砂纸将待焊铝合金的表面进行机械打磨和抛光处理随后置于丙酮溶液中进行超声清洗，去除铝合金与异种金属表面油污；

进一步地，所述步骤二中碱溶液为氢氧化钠溶液，酸溶液为硝酸溶液；

进一步地，所述步骤二中氢氧化钠溶液浓度为15wt.％，硝酸溶液浓度为10vol.％；；

进一步地，所述步骤三中待焊铝合金表面电沉积铜膜使用以硫酸铜为主盐的溶液，工艺条件为：电流密度为3.2A/dm²，以50ms为周期，通断比为3:2，采用方形波、单脉冲的方式，电沉积时间为15min，温度为50℃，PH值为8～9；

进一步地，所述步骤三中通过控制电沉积时间，调节中间层镀膜厚度，镀膜厚度为10μm，晶粒尺寸为30-50nm；

进一步地，所述步骤四包括以下步骤：