钢焊丝表面纳米复合涂层的工艺及性能研究-材料加工工程专业论文.docxVIP

河北工业大学硕士学位论文 焊丝表面纳米复合涂层的工艺及性能研究 万方数据 万方数据 摘 要 熔化极气体保护焊因生产效率高、工艺适应性强、焊接成本低等优点在生产中得 到广泛的应用，因此镀铜焊丝的需求量很高。然而镀铜焊丝表面与基体结合性差，镀 铜层易脱落、生锈；而且焊丝表面润滑剂造成的焊接烟尘与飞溅对环境与人体造成的 危害也急需解决。针对镀铜焊丝的上述不足，开发了一种全新的“低能耗、高效、优 质、环保”无镀铜焊丝。本文采用纳米复合镀技术，研发一种新型钢焊丝表面处理方 式，制备了钢焊丝表面镍-纳米 TiO2 涂层，研究了电流密度、温度、TiO2 添加量、硫 酸镍浓度四个工艺参数对涂层硬度及 TiO2 在涂层中沉积量的影响，并对涂层的结合 性、耐腐蚀性、抗锈性以及涂层焊丝的工艺性能进行分析，结果表明： 1、电流密度对涂层影响最大，在电流密度为 4A/dm2 时涂层???度最大、沉积量最 高；温度在 45℃~50℃之间涂层硬度与沉积量出现最大值；纳米颗粒在 25~30g/l 时沉 积量最高涂层硬度增长开始变缓；硫酸镍浓度为 100g/l 时，涂层硬度与沉积量最高。 2、优化后的纳米复合镀工艺参数为：电流密度 3~4 A/dm2；镀液温度 45~50℃； TiO2 添加量 25g/l~30g/l；硫酸镍浓度 100~120g/l。 3、通过优化后的工艺参数，制备四种低合金钢表面纳米涂层，在结合力试验中发 现，焊丝涂层与焊丝基体结合良好，没有出现涂层剥落、龟裂现象；电化学试验中#1 焊丝的防腐蚀性较差，#4 焊丝的防腐蚀性最好，与盐水喷雾试验结论一致，#2、#3 焊丝的防腐蚀性居中。 4、对涂层焊丝与无涂层焊丝在直流下的短路过渡、射流过渡和脉冲电流下的熔 滴过渡分析可知：涂层焊丝短路过渡频率降低，过渡方式开始向自由大滴过渡方式转 变；在射滴过渡时，涂层焊丝电弧呈钟罩行，射滴过渡频率较高，未涂层焊丝电弧形 状变形严重，熔滴过渡不稳定；脉冲条件下，涂层焊丝熔滴为一脉一滴的平稳过渡方 式，未涂层焊丝呈现出明显的大滴排斥现象。 5、 涂层焊丝的焊后成形性良好，焊缝美观，波形平滑，其熔敷金属为细小的针 状铁素体。 关键词：非镀铜焊丝 纳米复合镀 工艺优化 工艺性能 I  ABSTRACT MIG welding has been widely used in welding production for its high productivity, lower cost, and high process adaptability. So solid steel wires are in great demand. However, it has many disadvantages, such as poor adhesion，bad corrosion resistance. Moreover, a lot of welding fumes and spatters will produce for the lubricant of the wire which are harmful for people’s health and environment. So, developing a new low energy consumption, high efficiency, high quality, environmental-friendly non-copper plated welding wire is one of problems to be solved. In this paper, a new method of steel wire surface treatment was developed to prepared Ni/TiO2 coatings of steel wire. The effect of coating parameters including current density, the temperature of the electrolyte, TiO2 content and NiSO4 content on hardness and deposits were analyzed. In addition, the bonding mechanism, HYPERLINK /corrosion_resistance  corrosion resistance and rust resistance and welding process performance of coating were studied. Results show that： 1、Current density