Способ подготовки к контактной точечной и шовной сварке поверхности деталей из алюминиевых сплавов Советский патент 1982 года по МПК B23K11/10 C23G1/00 C23G5/00 

(54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ К КОНТАКТНОЙ ТОЧЕЧНОЙ И ШОВНОЙ СВАРКЕ ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ

1

Изобретение отногатся к области контактной точечной сварки и может быть использовано для подготовки деталей из алюминиевых шлавов с литием к точечной и шовной сварке.

При подготовке поверхности к контактной сварке деталей из алюминиевых сплавов с литием встречаются значительные трудности, связанные со сложностью удаления окисной пленки серо-черного цвета.

Известен способ подготовки к контактной точечной сварке деталей из алюминиевых сплавов, при котором поверхность деталей обезжиривают, травят и осветляют (1 .

Применение этого способа не обеспечивает получение качественных сварных соединений на деталях из алюминиевых сплавов с литием из-за очень высокого контактного сопротивления - более 1000 мк Ом. ; Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ подготовки к контактной то кчной и шовной сварке поверхности деталей из алюминиевых сплазов, включающий обезжиривание, травление, осветление, пассивирование и промывку 2.

СПЛАВОВ

Операцию травления проводят в растворе едкого натра с концентрацией 40-60 г/л при 40-60° С в течение 1-3 мин. Осветление проводят в .растворе азотной кислоты с концентрацией 200-300 г/л при 15-30 С в течение 20 MIIH, а пассивирование в растворе ортофосфорной кислоты и хромпика при 26-32° С в течение 10-15 мин.

Недостатками известного способа подготовj« ки являются низкое качество сварных coejot нений из-за того, что естественная окисная/ пленка на алюминиевых сплавах с литием, практически не удаляется в растворе травления. Контактное сопротивление при зтом достигает

,5 более 1000 мк Ом, что приводит к постоянным выплескам и очень малому числу сварок без зачистки электродов (не более 2-5 точек). Целью изобретения является повышение качества сварного соединения.

20 Цель достигается тем, что в способе подготовки к контактной точечной и шовной аварке поверхности деталей из алюминиевых сплавов с литием, включающем обезжиривание, травление, осветление,, пассивирование и промывку. после обезжирива1тая перед травлением детали обрабатывают в растворе, содержащем 5- 25 мае. ч. нитрида аммония, 0,1-2,0 мае. ч. бензоата аммония, при 15-ЗО С в течение 5 - 15 мин, а осветление и пассивирование проводят в одном растворе, содержащем 10 - 20 мае. ч. бромового ангидрида, 7-15 мас.ч. серной кислоты, при 30-50°С в течение 5 15 мин. Рентгеноструктурное исследование естественных окисных пленок на поверхности алюми ний-литиевых сплавов показано, что в состав пленки входят следующие фазовые окисные образования: Li тО, LiOH, MgO, 3 и i Li3N. Наличие в пленке окислов гидроокиси лития (LiOH),, карбоната лития (LijCOa) и нитрида лития (LisN) объясняются, по-видимому, вторичными процессами, проходящими при взаимодействии окиси лития (LKO) ; влагой воздуха и углекислым газом. Как показали эксперименты, все зти соеди нения в растворе щелочи не удаляются. Поэтому перед операцией травления в щелоке необходимо провести обработку в растворе, содержащем нитрид аммония и бензоат аммония. . Обработка в этом растворе обеспечивает разрыхление естественной окисной пленки и частичное ее удаление. При дальнейщей обработке в растворе щелочи окисная пленка полностью удаляется. Так как в алюми1шевых сплавах с литием медь присутствует только в виде примеси не более 0,3%, то появилась возможность объе динить операции осветления и пассивирования в одном растворе. Наличие в растворе для разрыхления окисной пленки натрида аммония и бензоата аммо НИН способствует более равномерному разрыхлению и частичному удалению окисной пленки При увеличении концентрации нитрида аммония и бензоата аммония выше указанных пределов не отмечается заметного эффекта повышения качества и числа сварок без зачистки электрод При снижении концентрации компонентов ниже указанных пределов, равно как температуры раствора ниже 15° С и времени выдержки менее 5 мин, отмечается повышение контактного сопротивления и, соответственно, сниже1ше качества подготовки. При повышении температуры выше 30°С и времени выдержки более 60 мин не отмечается дальнейшие повышения числа сварок без зачистки электрода и качеств подготовки. Наличие в растворе для одновременного, осветления и пассиви1)ования хромового ангидрида и серной кислоты в указанных концентра циях способствует получению пассивной пленки с низким и стабильным контактным сопротивлением, и получению больщого числа сварок без зачистки электродов. При увеличегши концентрации хромового. ангидрида и серной кислоты выше указанных пределов отмечается эффект растравливания поверхности, аналогично действует повышение температуры и увеличение времени выдержки. При сршжегот указанной концентрации компонентов, равно как и снижение температуры и времени выдержки, отмечается, повышение контактного сопротивления выше допустимого уровня (150 мк Ом). Сущность способа можно пояснить на основании экспериментов, проведенных с образцами из алюминиевого сплава с литием марки 01420 толщиной 1,5 мм. Поверхность деталей сначала обезжиривали протиркой бензином. Затем обрабатывали в растворе, мае. ч.: нитрид аммония - 10; бензоат аммония - 0,5 при в течение 10 мин. Осветление и пассивирование проводили в растворе, .содержащем,, мае. ч.: хромовый ангидрид - 15; серная кислота - 10, при 40 °С в течение 10 мин. Потом детали промывали в холодной воде и сушили горячим воздухом. Контактное сопротивление на деталях после подготовки было в пределах 60- 60-90 мкОм. Число сварок без зачистки электродов достигает 150 точек при сварке на машине МТК- S004. Данный способ позволяет повысить качество сварных соединений за счет получения низких и стабильных сопротивлений; повысить число сварок без зачистки электродов в 10-20 раз (до 150 точек). Формула и 30 бретения Способ подготовки к контактной точечной и шовной сварке поверхности деталей из алюминиевых сплавов, преимущественно с литием, включающий обезжиривание поверхности, травление, осветление, пассивирование и промывку, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения, после обезжиривания перед травлением детали обрабатывают в растворе, содержащем 5 - 25 мае . ч. нитрида аммония, 0,1-2,0 мае. ч. бензоата аммония, при 15-30°С в течение 5 15 мин, а осветление и пассивирование проводят в одном растворе, содержащем 1020 мае. ч. хромового ангидрида, 7-15 мае. ч.

5 948576 4

серной кислоты, при 30-5(ЯС в течение 5- .и сплавов, М., Оборонгиэ, 1957, 15 мин.с. 68-75.

И&точшпси информации.2. Пугачев А. И, Подготовка поверхности

принятые во внимание при экспертизеалюминиевых сплавов под контактную сварку I. Балковец Д. С. н др. Точечная и роли- 5 Сварочное пронэтодство, 1968, М И, с. 26ковая сварка специальных сталей 28 (прототип).