[发明专利]一种长期储存N2O4的铝合金储箱焊缝表面防护方法

摘要

本发明涉及一种长期储存N₂O₄的铝合金储箱焊缝表面防护方法，属于铝合金焊缝腐蚀防护技术领域。所述方法用机械打磨去除焊缝表面积瘤；将孔径＜0.5mm孔洞的孔径扩至原来2倍～5倍；焊缝与基体材料熔合线高度差＜0.8mm；将铝粉、2024或2219铝合金粉分别与Al₂O₃粉混合后送入冷喷枪制备铝合金复合涂层，同步实现焊缝表面粗化和氧化物去除；当焊缝表面存在焊渣和/或灰黑色氧化层时，冷喷涂沉积铝合金复合涂层前，将Al₂O₃或SiC粉送入冷喷涂枪对焊缝表面喷砂处理，处理后目测不存在焊渣和灰黑色氧化层残留。所述方法可实现长期储存N₂O₄的铝合金储箱内壁焊缝的腐蚀防护，控制大尺寸薄壁箱体的变形。

主权项

一种长期储存N₂O₄的铝合金储箱焊缝表面防护方法，其特征在于：所述方法中，作为基体材料的铝合金储箱主体材料为经过断面收缩率7％的冷轧加工后，按照GJB1694‑93进行固溶处理并经人工时效处理后的2219铝合金，所述方法步骤包括：(1)焊缝形状处理采用机械打磨方法去除铝合金储箱内壁焊缝表面积瘤；当焊缝表面存在孔径＜0.5mm的孔洞时，将孔径加工至原尺寸的2倍～5倍；保证焊缝与基体材料熔合线部分的高度差＜0.8mm；(2)焊缝表面预处理和铝合金复合涂层沉积将铝粉、2024铝合金粉或2219铝合金粉分别与Al₂O₃粉混合后得到混合粉末，以轴向送粉的方式送入冷喷涂喷枪进行冷喷涂，利用压力＜1.2MPa的氦气或氮气作为喷涂气体进行加速，铝合金复合涂层覆盖整个焊缝表面并延伸至焊缝熔合线外侧3mm～5mm处对所述焊缝表面进行防护；喷涂过程中，喷枪移动速度为20mm/s～120mm/s，送粉速率为7g/min～15g/min，喷涂气体温度为100℃～160℃，喷涂距离为12mm～45mm，喷枪与焊缝表面夹角为75°～90°；铝合金复合涂层的总厚度为300μm～700μm，当铝合金复合涂层是多层时，通过多遍冷喷涂实现；铝粉、2024铝合金粉和2219铝合金粉的粒度为10μm～50μm；Al₂O₃粉为熔炼破碎的多角形粉末，粒度为10μm～75μm，以Al₂O₃粉的总体质量为100％计，其中粒度＞50μm的Al₂O₃粉的质量百分含量≥30％；以混合粉末的总体质量为100％计，Al₂O₃粉的质量百分含量为20％～80％；当焊缝表面经机械打磨后表面呈现光亮的金属色时，采用所述冷喷涂制备铝合金复合涂层时，可同步实现焊缝表面粗化和氧化物去除；当焊缝表面存在机械打磨难以完全去除的焊渣和/或灰黑色氧化层时，在进行所述冷喷涂沉积铝合金复合涂层前，将粒度为75μm～110μm的多角形Al₂O₃粉或SiC粉以轴向送粉的方式送入冷喷涂喷枪的音速喷嘴，利用压力为0.4MPa～0.5MPa氮气作为喷涂气体进行冷喷涂对焊缝表面喷砂处理，喷砂处理时，喷枪移动速度为100mm/s～200mm/s，送粉速率为10g/min～20g/min，喷涂气体温度为室温，喷涂距离为50mm～80mm，喷枪与焊缝表面夹角为45°～90°，喷砂处理后焊缝表面目测不存在焊渣和灰黑色的氧化层残留，表面粗糙度＜5.2μm。