[发明专利]一种观察搅拌摩擦焊连接面材料流动的方法

摘要

本发明公开了一种观察搅拌摩擦焊连接面材料流动的方法，首先对板材表面进行清洗和抛光，再进行除蜡、除油、浸锌的处理；再称取亚铁氰化钾溶液80～100g/L，硫氰酸钾溶液120～140g/L，硫代硫酸钠溶液10～20g/L配置镀铜液，再对连接面预镀铜、电镀铜、进行搅拌摩擦焊焊接；将焊后对焊缝部分切取试样，采用金相显微镜或者扫描电镜观察横截面和水平截面的材料流动情况。本发明通过连接面的镀铜层与被焊工件之间达到原子结合，利用其不同的颜色，观察焊缝连接面材料运动特征，分析连接面形成机理，广泛用于对铝合金、镁合金的搅拌摩擦焊接头的研究。

主权项

一种观察搅拌摩擦焊连接面材料流动的方法，具有如下步骤：（1）下料设计焊接接头形式，根据焊接构件的尺寸，运用线切割加工方式对板材进行切割；然后对板材表面的油污进行清洗，重点对连接面进行清洗，并对连接面抛光处理；（2）镀铜前处理ａ.除蜡、除油：采用除蜡水或者除蜡液，对连接面进行手工擦洗；其表面形成一层垢膜和氧化膜层，再采用50g/L的氢氧化钠溶液进行碱洗，之后再对生成的黑色膜层置于质量比为3:1的硝酸与氢氟酸中常温下浸泡处理，处理时间为1～2分钟；ｂ.浸锌：用纯水配置浸锌液1L，浸锌液含有氢氧化钠溶液，浓度为500～550g/L，硫酸锌溶液，浓度是80～100g/L，不足1L时加纯水至1L；对连接面第一次浸锌温度为25～35℃，时间为1～2分钟；第二次浸锌前应采用硝酸退掉连接面表面的氧化膜，第二次浸锌时间少于第一次浸锌时间30～40秒；（3）电镀铜ａ.配置镀铜液：通风条件下称取亚铁氰化钾溶液80～100g/L，硫氰酸钾溶液120～140g/L，硫代硫酸钠溶液10～20g/L，有不溶性杂质时需要过滤；ｂ.预镀铜：将步骤（2）ｂ中经过浸锌处理的板材应进行预镀铜，镀铜层厚度在1～2μm；ｃ.镀铜：将需要镀铜的母材板作为阴极，根据步骤（3）a配置的镀液浓度，选取镀铜时间为20～40分钟，铜层厚度为1～5μm；ｄ.焊接和观察：设计搅拌摩擦焊接头形式，选取焊接速度为50～130mm/min，搅拌头转速为500～1500rpm进行焊接；焊后对焊缝部分切取试样，并对焊缝横截面进行磨金相和抛光及金相腐蚀处理，采用金相显微镜或者扫描电镜观察横截面和水平截面的材料流动情况。