一种高速列车铝合金焊接接头的微弧氧化耐腐防护方法

技术领域

本发明属于材料腐蚀防护技术领域。更具体地，本发明涉及一种高速列车铝合金焊接接头的微弧氧化耐腐防护方法。

背景技术

铝合金是应用最广的轻量化高速列车车体结构材料。铝合金车体大多采用全焊接结构，据统计，仅司机室焊缝累计达400多米长， 一辆CRH380A型列车焊缝总长度达2.5千米左右。可见，铝合金焊接接头可靠性对整个列车安全运行起了至关重要的作用。由于铝合金收缩率较大，焊接过程易产生残余应力和变形，致使铝合金焊接接头的腐蚀和应力腐蚀往往是造成结构失效的重要原因之一，尤其是高速列车中一些承载用的高强铝合金材料（如A7N01S-T5和A6N01S-T5），应力腐蚀倾向更大，极大的影响了列车高速运行时的安全性和可靠性。因此，有必要对高速列车铝合金焊接部件进行整体或局部防腐处理。

目前，对高速列车铝合金车体零部件及焊接接头做特殊防腐处理并不多。阳极氧化可以获得不同颜色的保护涂层，该技术已经在国内外高档建筑装饰材料领域有所应用。但这种阳极氧化防护涂层在制备过程中所需的溶液通常是酸性容易，极易对环境造成污染。微弧氧化制备的涂层与阳极氧化相比硬度更高、膜基结合力更好，能够确保处理后的工件在服役过程中涂层不易发生划伤和脱落；对涂层进行后期染色处理，还可以达到装饰的目的；并且微弧氧化涂层制备过程中所用的溶液通常是碱性容易，不易对环境造成污染。如何将微弧氧化涂层制备方法应用于高速列车铝合金焊接接头防腐处理，还存在着不少技术障碍。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术所存在的不足，提供一种高速列车铝合金焊接接头的微弧氧化耐腐防护方法，其操作简便，在铝合金焊接接头表面制备一层金属陶瓷防腐涂层，从而提高焊接接头耐腐蚀和应力腐蚀性能。

本发明实现上述发明目的所采取的技术方案是：一种高速列车铝合金焊接接头的微弧氧化耐腐防护方法，包括如下步骤: 1）将待处理铝合金焊接接头放置在溶液回流槽中，将铝合金焊接接头通过导线与微弧氧化电源的阳极连接，将微弧氧化电源的阴极与移动阴极连接，所述移动阴极安置在阴极屏蔽罩内，阴极屏蔽罩下端连接有绝缘橡胶垫，绝缘橡胶垫与铝合金焊接接头柔性接触，所述阴极屏蔽罩通入微弧氧化反应溶液，当微弧氧化电源供电后，在移动阴极和铝合金焊接接头之间产生微弧放电，在移动阴极下方覆盖的焊接接头区域反应生成陶瓷膜，反应后的反应溶液经过溶液回流槽回流到溶液冷却系统中重复循环使用。

进一步的，所述微弧氧化反应溶液先经过溶液冷却系统冷却后，再由循环泵循环不断地抽出通入阴极屏蔽罩内。

进一步的，所述微弧氧化电源采用双极性方波脉冲输出的电源系统，正向最高电压700V，反向最高电压300V，电源功率≥20KW。

进一步的，所述移动阴极为丝状不锈钢栅网电极结构。栅网电极形状和大小根据实际被处理件的尺寸和表面形状不同而不同，栅网网格尺寸可选择3-5mm的方形网格。

进一步的，所述溶液回流槽为固定式溶液回流槽或移动式溶液回流槽。

相对于传统微弧氧化过程，被处理工件放置在氧化槽中，电极静止不动，阴极面积通常大于工件面积，阴阳极距离无特殊要求，本发明是将待处理铝合金焊接接头放置在溶液回流槽中，将铝合金焊接接头通过导线与微弧氧化电源的阳极连接，将微弧氧化电源的阴极与移动阴极连接，所述移动阴极安置在阴极屏蔽罩内，阴极屏蔽罩下端连接有绝缘橡胶垫，绝缘橡胶垫与铝合金焊接接头柔性接触，所述阴极屏蔽罩通入微弧氧化反应溶液，当微弧氧化电源供电后，在移动阴极和铝合金焊接接头之间产生微弧放电，在移动阴极下方覆盖的焊接接头区域反应生成陶瓷膜，反应后的反应溶液经过溶液回流槽回流到溶液冷却系统中重复循环使用，解决了传统微弧氧化处理过程无法实现有限电源功率输出条件下大面积工件的处理。换言之，本发明的特点在于利用微弧氧化的方法在铝合金焊接接头表面制备一层金属陶瓷氧化物，阻碍铝合金焊接接头与腐蚀介质的直接接触达到防腐目的。这样可以大大降低由于腐蚀和应力腐蚀而造成的高速列车结构失效的可能性，提高高速列车长期运行的安全性。

附图说明

图1是高速列车铝合金焊接接头微弧氧化处理装置示意图。

图1中：1.溶液回流槽，2.铝合金焊接接头，3.微弧氧化电源，4.移动阴极，5.阴极屏蔽罩，6.绝缘橡胶垫，7.循环泵，8.溶液冷却系统。

具体实施方式  

下面结合实施例对本发明进一步说明。

实施例：如图1所示，将待处理铝合金焊接接头部件1放置在溶液回流槽2上中，微弧氧化电源3的阳极通过导线与铝合金焊接接头部件1连接，微弧氧化电源3的阴极与移动阴极4连接，移动阴极4安置在阴极屏蔽罩5内，为了保证移动阴极4在移动时与铝合金焊接接头部件1直接接触造成微弧氧化电源3的短路和工件的划伤，阴极屏蔽罩5下端连接有绝缘橡胶垫6，绝缘橡胶垫6既能起到绝缘的作用，又可以保证与铝合金焊接接头部件1的柔性接触，不划伤被处理件，微弧氧化反应溶液经过溶液冷却系统8冷却后，由循环泵7循环不断地抽出通入阴极屏蔽罩5内，当微弧氧化电源3供电后，在移动阴极4和铝合金焊接接头部件1之间产生微弧放电，在移动阴极4下方覆盖的焊接接头区域反应生成陶瓷膜，通过移动阴极4沿着焊缝方向的移动，实现整个焊接接头的防腐涂层制备过程，反应后的溶液经过溶液回流槽2回流到溶液冷却系统8中重复循环使用。

本发明不以任何方式限制于在说明书和附图中呈现的示例性实施方式。示出以及描述的实施方式的所有组合明确地理解为并入该说明书之内并且明确地理解为落入本发明的范围内。而且，在如权利要求书概括的本发明的范围内，很多变形是可能的。此外，不应该将权利要求书中的任何参考标记构造为限制本发明的范围。