[摘  要]目前釬焊后的導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，對于含有鈦合金螺帽等零件的導管只能采用串動保護的方法，存在使鈦合金零件過腐蝕的風險看，且對于無法串動的零件無法進行除焊藥工序。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管釬焊后的焊藥，消除了傳統(tǒng)的除焊藥工藝容易導致鈦合金零件過腐蝕、去除程序復雜等缺陷。

　　[關鍵詞]鈦合金;釬焊;除焊藥

　　0 前言

　　發(fā)動機外部有大量的釬焊導管，起到標志、通油、通氣等作用。釬焊和補焊的導管大多需要進行除焊藥工藝。導管及其上的零件材料多為碳鋼或不銹鋼制造的，隨著發(fā)動機的更新?lián)Q代，導管的焊管、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鈦合金及陽極化膜具有較強浸蝕作用的氟離子，只能采用串動保護的方法，存在使鈦合金零件過腐蝕的風險，且對于無法串動的零件無法進行除焊藥工序，因此需研究一種適合于帶鈦件的導管除焊藥工藝。

　　1 試驗

　　1.1 試驗材料

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

　　1.2 失重試驗

　　對采用極限參數(shù)除焊藥前后的鈦合金基體、鈦合金陽極化膜、不銹鋼基體、釬焊焊絲分別進行失重、失光檢測，驗證溶液對上述材料的影響。

　　1.3 氫含量檢測試驗

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

　　1.4 鈦合金膜層厚度、硬度、形貌對比試驗

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

　　2 結果與討論

　　2.1 工藝優(yōu)選試驗

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

　　2.2 溶液對鈦合金材料、鈦陽極化膜及導管基體的失重試驗

　　將鈦合金試樣、陽極化后的鈦合金試樣、導管基體放在50℃的上述試驗溶液中，浸漬2h，觀察表面失光、失重情況，試驗結果見表1：

　　表中幾項微量的失重和增重認為是稱量誤差;重熔試樣的焊絲微量失重是因為焊絲經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管上所帶鈦件材料BT20、TC6、TC1來試驗，通過失重、失光試驗表明鈦合金在硫酸鉀+硫酸的混合液中，在50℃下浸漬2h后無任何變化，即此除焊藥溶液對導管所帶的鈦合金材料無浸蝕作用。由于導管上的連接鈦螺帽采用了脈沖陽極氧化工藝，對鈦合金陽極氧化膜進行了較系統(tǒng)、仔細的試驗。從鈦陽極化膜的失重試驗可見，鈦陽極化膜不失重，此除焊藥溶液對鈦合金陽極化膜無影響。通過對導管基體材料1Cr18Ni9Ti的浸漬試驗可以看到，試驗溶液對基體無失光、失重現(xiàn)象。在對釬焊試樣浸漬試驗過程中，因為試樣表面經高溫釬焊產生氧化物，故能觀察到在焊藥去除的同時會伴隨著不同程度的氣體析出現(xiàn)象，反應源經放大鏡仔細觀察是在黑色焊藥燒結物上，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，并被玻璃狀燒結物覆蓋，當玻璃狀焊藥被溶解的同時，金屬氧化物、金屬與溶液中硫酸發(fā)生如下化學反應：

　　Fe2 O3 +3 H2 SO4= Fe2（SO4）3 +3H2O

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

　　Fe + H2 SO4= FeSO4 + H2↑

　　對釬焊用焊絲和重熔焊絲的浸漬試驗，證實此除焊藥溶液對Bcu68NiSiB （HL-4） 焊料不產生浸蝕作用。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 氫含量檢測試驗

　　將陽極化后的BT20鈦合金試樣在55℃的試驗溶液中，浸漬2h，測定除焊藥前后氫含量，試驗結果見表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分之十可能為檢測誤差。

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

　　2.4 鈦合金陽極化膜厚度、硬度、形貌對比試驗

　　將陽極化后的BT20鈦合金試樣在55℃的試驗溶液中，浸漬2h，測定除焊藥前后膜層厚度、硬度、形貌顯微變化情況，試驗結果見表3。

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

　　3 結論

　　帶鈦件的不銹鋼導管釬焊后去除焊藥可在含有硫酸鉀和硫酸的溶液中進行，此溶液可將導管焊藥去除干凈，同時對1Cr18Ni9Ti導管基體和焊料基本無浸蝕、不失光、不失重;對鈦合金材料不產生化學變化，無失光、失重和增氫現(xiàn)象，對鈦合金陽極氧化膜的厚度、硬度無影響，微觀形貌無變化和無失重、變色現(xiàn)象。

　　1.鄧鍵，釬焊，機械工業(yè)出版社

　　2.關中原，釬焊指南，美國焊接協(xié)會釬焊委員會編

　　3.戴安邦，無機化學教程，人民教育出版社