[摘  要]目前釬焊后的導(dǎo)管除焊藥工藝采用含有氟離子的濃堿溶液和含有氟離子的三酸溶液，對(duì)于含有鈦合金螺帽等零件的導(dǎo)管只能采用串動(dòng)保護(hù)的方法，存在使鈦合金零件過腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)看，且對(duì)于無(wú)法串動(dòng)的零件無(wú)法進(jìn)行除焊藥工序。本文介紹了一種含有硫酸鉀的不含氟的溶液去除帶鈦合金零件的導(dǎo)管釬焊后的焊藥，消除了傳統(tǒng)的除焊藥工藝容易導(dǎo)致鈦合金零件過腐蝕、去除程序復(fù)雜等缺陷。

　　[關(guān)鍵詞]鈦合金;釬焊;除焊藥

　　0 前言

　　發(fā)動(dòng)機(jī)外部有大量的釬焊導(dǎo)管，起到標(biāo)志、通油、通氣等作用。釬焊和補(bǔ)焊的導(dǎo)管大多需要進(jìn)行除焊藥工藝。導(dǎo)管及其上的零件材料多為碳鋼或不銹鋼制造的，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的更新?lián)Q代，導(dǎo)管的焊管、連接螺帽、接頭和安裝座的材料開始使用鈦合金材料制造，沿用傳統(tǒng)的除焊藥工藝是不適合的，因工藝中的除焊瘤、腐蝕、除沉渣等主要槽液中都含有對(duì)鈦合金及陽(yáng)極化膜具有較強(qiáng)浸蝕作用的氟離子，只能采用串動(dòng)保護(hù)的方法，存在使鈦合金零件過腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)，且對(duì)于無(wú)法串動(dòng)的零件無(wú)法進(jìn)行除焊藥工序，因此需研究一種適合于帶鈦件的導(dǎo)管除焊藥工藝。

　　1 試驗(yàn)

　　1.1 試驗(yàn)材料

　　采用ф5×1 、ф8×1的1Cr18Ni9Ti導(dǎo)管試樣及30×30的BT20、TC6、TC1鈦合金試樣。兩種規(guī)格的導(dǎo)管采用焊絲Bcu68NiSiB（HL-4）釬焊后待用，鈦合金零件進(jìn)行丙酮擦拭除油后待用。

　　1.2 失重試驗(yàn)

　　對(duì)采用極限參數(shù)除焊藥前后的鈦合金基體、鈦合金陽(yáng)極化膜、不銹鋼基體、釬焊焊絲分別進(jìn)行失重、失光檢測(cè)，驗(yàn)證溶液對(duì)上述材料的影響。

　　1.3 氫含量檢測(cè)試驗(yàn)

　　利用BT20材料的試樣，分別檢測(cè)除焊藥前后的氫含量，確定溶液對(duì)基體氫含量的影響。

　　1.4 鈦合金膜層厚度、硬度、形貌對(duì)比試驗(yàn)

　　利用陽(yáng)極化后的鈦合金試樣，分別檢測(cè)除焊藥前后的膜層厚度、硬度、顯微形貌，確定溶液對(duì)鈦合金膜層的影響。

　　2 結(jié)果與討論

　　2.1 工藝優(yōu)選試驗(yàn)

　　在硫酸鉀+硫酸溶液基礎(chǔ)上確立試驗(yàn)指標(biāo)，列出可能影響指標(biāo)的因素即溶液配比、溶液溫度、浸泡時(shí)間。通過L9（略）正交試驗(yàn)，將焊藥的去除情況、基體失光情況、溶液的反應(yīng)情況為考核指標(biāo)，獲得了合適的工藝控制條件，溫度：（40-60）℃，時(shí)間：≤2h。

　　2.2 溶液對(duì)鈦合金材料、鈦陽(yáng)極化膜及導(dǎo)管基體的失重試驗(yàn)

　　將鈦合金試樣、陽(yáng)極化后的鈦合金試樣、導(dǎo)管基體放在50℃的上述試驗(yàn)溶液中，浸漬2h，觀察表面失光、失重情況，試驗(yàn)結(jié)果見表1：

　　表中幾項(xiàng)微量的失重和增重認(rèn)為是稱量誤差;重熔試樣的焊絲微量失重是因?yàn)楹附z經(jīng)高溫熔融后表面形成銅的氧化物，在含有硫酸的溶液中氧化銅被溶解而造成。從上表可看出，在有效、快捷去除焊藥的前提下圍繞導(dǎo)管上所帶鈦件材料BT20、TC6、TC1來(lái)試驗(yàn)，通過失重、失光試驗(yàn)表明鈦合金在硫酸鉀+硫酸的混合液中，在50℃下浸漬2h后無(wú)任何變化，即此除焊藥溶液對(duì)導(dǎo)管所帶的鈦合金材料無(wú)浸蝕作用。由于導(dǎo)管上的連接鈦螺帽采用了脈沖陽(yáng)極氧化工藝，對(duì)鈦合金陽(yáng)極氧化膜進(jìn)行了較系統(tǒng)、仔細(xì)的試驗(yàn)。從鈦陽(yáng)極化膜的失重試驗(yàn)可見，鈦陽(yáng)極化膜不失重，此除焊藥溶液對(duì)鈦合金陽(yáng)極化膜無(wú)影響。通過對(duì)導(dǎo)管基體材料1Cr18Ni9Ti的浸漬試驗(yàn)可以看到，試驗(yàn)溶液對(duì)基體無(wú)失光、失重現(xiàn)象。在對(duì)釬焊試樣浸漬試驗(yàn)過程中，因?yàn)樵嚇颖砻娼?jīng)高溫釬焊產(chǎn)生氧化物，故能觀察到在焊藥去除的同時(shí)會(huì)伴隨著不同程度的氣體析出現(xiàn)象，反應(yīng)源經(jīng)放大鏡仔細(xì)觀察是在黑色焊藥燒結(jié)物上，分析可能是此處不銹鋼表面富鉻的自然氧化膜被高溫下活性焊藥破壞，并被玻璃狀燒結(jié)物覆蓋，當(dāng)玻璃狀焊藥被溶解的同時(shí)，金屬氧化物、金屬與溶液中硫酸發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng)：

　　Fe2 O3 +3 H2 SO4= Fe2（SO4）3 +3H2O

　　Fe3 O4 + 4H2 SO4= Fe2（SO4）3 + Fe SO4 +4H2O

　　Fe + H2 SO4= FeSO4 + H2↑

　　對(duì)釬焊用焊絲和重熔焊絲的浸漬試驗(yàn)，證實(shí)此除焊藥溶液對(duì)Bcu68NiSiB （HL-4） 焊料不產(chǎn)生浸蝕作用。重熔焊絲有規(guī)律的微量失重是加熱后焊絲中銅的氧化物被去除的原因。

　　2.3 氫含量檢測(cè)試驗(yàn)

　　將陽(yáng)極化后的BT20鈦合金試樣在55℃的試驗(yàn)溶液中，浸漬2h，測(cè)定除焊藥前后氫含量，試驗(yàn)結(jié)果見表2：

　　表中兩試樣為同一張板材，未浸漬空白試樣氫含量略高百萬(wàn)分之十可能為檢測(cè)誤差。

　　由上表可看出，鈦合金在除焊藥溶液中浸漬2h后，鈦合金基體無(wú)增氫現(xiàn)象。

　　2.4 鈦合金陽(yáng)極化膜厚度、硬度、形貌對(duì)比試驗(yàn)

　　將陽(yáng)極化后的BT20鈦合金試樣在55℃的試驗(yàn)溶液中，浸漬2h，測(cè)定除焊藥前后膜層厚度、硬度、形貌顯微變化情況，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

　　從上表可得出，通過金相顯微試驗(yàn)表明膜層厚度、硬度、微觀形貌都沒有出現(xiàn)任何變化，除焊藥溶液對(duì)鈦合金陽(yáng)極化膜層厚度、表面硬度及表面形貌無(wú)影響。

　　3 結(jié)論

　　帶鈦件的不銹鋼導(dǎo)管釬焊后去除焊藥可在含有硫酸鉀和硫酸的溶液中進(jìn)行，此溶液可將導(dǎo)管焊藥去除干凈，同時(shí)對(duì)1Cr18Ni9Ti導(dǎo)管基體和焊料基本無(wú)浸蝕、不失光、不失重;對(duì)鈦合金材料不產(chǎn)生化學(xué)變化，無(wú)失光、失重和增氫現(xiàn)象，對(duì)鈦合金陽(yáng)極氧化膜的厚度、硬度無(wú)影響，微觀形貌無(wú)變化和無(wú)失重、變色現(xiàn)象。

　　1.鄧鍵，釬焊，機(jī)械工業(yè)出版社

　　2.關(guān)中原，釬焊指南，美國(guó)焊接協(xié)會(huì)釬焊委員會(huì)編

　　3.戴安邦，無(wú)機(jī)化學(xué)教程，人民教育出版社