一種制備5083鋁板與6061鋁板焊接接頭金相樣品的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種制備5083鋁板與6061鋁板焊接接頭金相樣品的方法。截取5083鋁板與6061鋁板的焊接接頭試樣；將試樣在金相砂紙上進(jìn)行磨制；將經(jīng)過磨制的試樣在裝有拋光織物的拋光盤上進(jìn)行機(jī)械拋光，直至磨面平整光亮后進(jìn)行下一步驟；將機(jī)械拋光好的試樣作為陽極，以惰性電極為陰極，進(jìn)行電解拋光；電解拋光后的試樣按三個區(qū)域分別進(jìn)行腐蝕。本發(fā)明針對焊接接頭不同區(qū)域采用了不同的腐蝕方法，避免了6061一側(cè)的過腐蝕現(xiàn)象，且各區(qū)域腐蝕互不影響，能夠同時獲得焊接接頭各區(qū)域的金相組織。
【專利說明】一種制備5083鋁板與6061鋁板焊接接頭金相樣品的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于金相樣品制備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種制備5083鋁板與6061鋁板焊接接頭金相樣品的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]6061屬于Al-Mg-Si系鍛造鋁合金，具有較高的比強(qiáng)度、較好的延展性、優(yōu)異的焊接性能；5083鋁合金屬于Al-Mg-Mn系防銹鋁合金，具有高抗蝕性、良好的可焊性和中等強(qiáng)度等特性。5083、6061鋁合金廣泛應(yīng)用于航空、航天、船舶、機(jī)械、建筑、汽車制造等領(lǐng)域。金屬材料的性能與其金相組織有密切的聯(lián)系，因此能夠清楚觀察材料的組織是研究材料性能必不可少的手段之一。
[0003]一般情況下，金相樣品經(jīng)機(jī)械拋光后采用混合酸腐蝕鋁合金焊接接頭，而5083作為防銹鋁，腐蝕性能明顯異于6061，機(jī)械拋光后使用傳統(tǒng)的混合酸，5083與6061鋁板焊接接頭難以同時腐蝕出兩側(cè)母材組織，有時6061母材一側(cè)已經(jīng)腐蝕嚴(yán)重，而5083母材一側(cè)仍未顯現(xiàn)其金相組織。
[0004]電解拋光可以減少金相樣品機(jī)械制備過程中表面產(chǎn)生的微變形，提高組織顯示的可能性；陽極復(fù)膜技術(shù)常用于采用化學(xué)腐蝕很難顯示金相組織的試樣。試樣在電解拋光、陽極化復(fù)膜過程中電壓的高低、浸蝕時間的長短直接影響組織顯示的清晰度和真實度。電壓過高，浸蝕時間過長，非但不能達(dá)到有益效果，反而容易在試樣表面產(chǎn)生腐蝕坑；電壓太小，浸蝕時間太短，則達(dá)不到拋光和復(fù)膜的目的。
[0005]焊縫的化學(xué)成分與金相組織很不均勻，尤其是異種金屬焊接焊縫的不均勻性更為突出。因此焊縫金相分析比鑄造、熱處理等金相分析更為困難，不同的材料需要耐心進(jìn)行試驗以獲得最佳的組織顯示工藝參數(shù)。這也是5083鋁板與6061鋁板焊接接頭的焊縫區(qū)域晶粒度顯示困難問題一直存在的原因。
[0006]因此采用合適的方法顯示5083與6061鋁合金焊接接頭的金相組織顯得極為重要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明目的是提供一種制備5083鋁板與6061鋁板接頭金相試樣及顯示組織的方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中5083母材及焊縫區(qū)域晶粒顯示困難，且6061母材一側(cè)出現(xiàn)過腐蝕現(xiàn)象。
[0008]實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案是:一種制備5083鋁板與6061鋁板焊接接頭金相樣品的方法，包括如下步驟:
[0009](I)取樣
[0010]截取5083鋁板與6061鋁板的焊接接頭試樣；
[0011](2)磨制
[0012]將試樣在金相砂紙上進(jìn)行磨制；
[0013](3)機(jī)械拋光
[0014]將經(jīng)過磨制的試樣在裝有拋光織物的拋光盤上進(jìn)行機(jī)械拋光，直至磨面平整光亮后進(jìn)行下一步驟；
[0015](4)電解拋光
[0016]將機(jī)械拋光好的試樣作為陽極，以惰性電極為陰極，進(jìn)行電解拋光；
[0017](5)腐蝕
[0018]電解拋光后的試樣按三個區(qū)域分別進(jìn)行腐蝕:
[0019]5083母材區(qū)域腐蝕方法:將試樣5083母材一側(cè)浸入復(fù)膜液進(jìn)行陽極復(fù)膜，復(fù)膜電壓為15?30V，電流為0.1?0.5A/cm2，復(fù)膜時間為10?20s，其中，復(fù)膜液配比為:36-40v%硫酸、41-45v%磷酸、17-21v%A ;
[0020]焊縫區(qū)域腐蝕方法:試樣的焊縫區(qū)域采用滴注或擦拭化學(xué)浸蝕劑A的方法進(jìn)行腐蝕，其中，化學(xué)浸蝕劑A是體積比為1:10的氫氟酸水溶液,腐蝕時間為5?15s ；6061母材區(qū)域腐蝕方法:在試樣6061母材一側(cè)采用浸蝕、滴注或擦拭化學(xué)浸蝕劑B的方法進(jìn)行腐蝕，腐蝕時間為5?15s，其中，化學(xué)浸蝕劑B配比為:5V%硝酸、3v%鹽酸、2v%氫氟酸、250v%水。
[0021]進(jìn)一步，步驟(2)中所述的磨制從粗砂紙到細(xì)砂紙，研磨時每換一次砂紙將試樣轉(zhuǎn)動90度。
[0022]進(jìn)一步，步驟(4)中所述的電解拋光液的溫度為18?25°C，電解拋光液為體積比為1:9的高氯酸與無水乙醇混合溶液。
[0023]進(jìn)一步，步驟(4)中所述的電解拋光采用恒流穩(wěn)壓電源，電解拋光所需電壓為20?30V、電流為2A，拋光時間為10?20s。
[0024]進(jìn)一步，步驟(5)中所述的腐蝕溫度在18?25°C。
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點是:
[0026](I)本發(fā)明針對焊接接頭不同區(qū)域采用了不同的腐蝕方法，避免了 6061 —側(cè)的過腐蝕現(xiàn)象，且各區(qū)域腐蝕互不影響，能夠同時獲得焊接接頭各區(qū)域的金相組織。
[0027](2)本發(fā)明給出了合適的電解拋光及陽極復(fù)膜工藝參數(shù)，解決了 5083母材晶粒度顯示困難的問題。
[0028](3)本發(fā)明很好地解決了 5083鋁板與6061鋁板焊縫區(qū)域晶粒度顯示困難的問題。
[0029](4)本發(fā)明實施簡單，能快速制備出5083鋁板與6061鋁板焊接接頭的金相樣品。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1為本發(fā)明實施例1中6061母材金相照片(100倍)。
[0031]圖2為本發(fā)明實施例1中6061熱影響區(qū)金相照片(100倍)。
[0032]圖3為本發(fā)明實施例1中焊縫金相照片(100倍)。
[0033]圖4為本發(fā)明實施例1中5083母材金相照片(100倍)。
[0034]圖5為本發(fā)明實施例1中5083熱影響區(qū)金相照片(100倍)。
[0035]圖6為本發(fā)明實施例2中5083母材金相照片(100倍)。
[0036]圖7為本發(fā)明實施例3中5083母材金相照片(100倍)。
[0037]圖8為本發(fā)明對比例I中5083母材金相照片(100倍)。
[0038]圖9為本發(fā)明對比例2中焊縫金相照片(100倍)。
[0039]圖10為本發(fā)明對比例3中6061母材金相照片(100倍)。

【具體實施方式】
[0040]實施例1
[0041](I)取樣
[0042]采用線切割機(jī)切割長為35臟，寬為8臟，高為9mm的5083鋁板與6061鋁板的焊接接頭的試樣。
[0043](2)磨制
[0044]將試樣在金相砂紙上從粗砂紙到細(xì)砂紙進(jìn)行磨制，研磨時每換一次砂紙要將試樣轉(zhuǎn)動90度，表面沒有前道砂紙研磨方向的劃痕時更換下一道砂紙。
[0045](3)機(jī)械拋光
[0046]將經(jīng)過磨制的試樣在裝有拋光織物的拋光盤進(jìn)行機(jī)械拋光，拋光織物用水浸濕，鋪平繃緊并固定在拋光機(jī)的拋光盤上，將適量的金剛石拋光液灑在拋光織物，在拋光過程中，需添加適量金剛石拋光液或清水，以保持拋光盤的濕度，垂直于磨痕拋光到磨痕全部消失，磨面平整光亮無臟物后進(jìn)行下一步驟。
[0047](4)電解拋光
[0048]將機(jī)械拋光好的試樣置于EP-05型電解拋光腐蝕儀上，以焊接試樣為陽極，以不銹鋼為陰極，分別與恒流穩(wěn)壓電源正極、負(fù)極相連，并浸入電解拋光液的電解容器中。電解拋光液配比為1ml高氯酸與90ml無水乙醇混合溶液，溫度為25°C左右，拋光電壓為20V、電流為0.3A/cm2，拋光時間為15s，取出，用清水沖洗干凈，用棉球蘸取無水酒精擦拭后經(jīng)吹風(fēng)機(jī)吹干。
[0049](5)腐蝕
[0050]腐蝕溫度在25°C左右；
[0051 ] 先將試樣的5083母材一側(cè)垂直浸入復(fù)膜液，其它區(qū)域不能浸入復(fù)膜液，使5083 —側(cè)進(jìn)行陽極復(fù)膜，而不影響其它區(qū)域；復(fù)膜液配比為:38ml硫酸、43ml磷酸、19ml蒸餾水，電壓為20V，電流為0.3A/cm2,復(fù)膜時間為15s ；
[0052]后將試樣置于水平試驗臺上的玻璃器皿中，用脫脂棉蘸取化學(xué)浸蝕劑A擦拭焊縫區(qū)域，腐蝕時間為5s，其中，化學(xué)浸蝕劑A配比為:5ml氫氟酸、50ml蒸餾水；
[0053]最后，用脫脂棉蘸取化學(xué)浸蝕劑B擦拭6061母材一側(cè)，腐蝕時間為10s，其中，化學(xué)浸蝕劑B配比為:5ml硝酸、3ml鹽酸、2ml氫氟酸、250ml蒸懼水；
[0054]上述三個區(qū)域腐蝕后均需用清水沖洗干凈，用棉球蘸取無水酒精擦拭后經(jīng)吹風(fēng)機(jī)吹干，用ZEISS Ax1phot.2型金相顯微鏡對制備出的金相試樣進(jìn)行觀察。
[0055]圖1?圖5為利用上述發(fā)明技術(shù)所顯示出的6061鋁板與5083鋁板焊接接頭的金相組織照片，可以清楚地觀察到各區(qū)域晶粒，尤其5083母材一側(cè)及焊縫區(qū)域，晶粒顯示清晰，6061母材一側(cè)未見過腐蝕現(xiàn)象。
[0056]實施例2:
[0057]本實施例步驟(5)中，5083鋁板與6061鋁板焊接接頭試樣的5083母材一側(cè)陽極復(fù)膜電壓為30V，電流為0.4A/cm2,復(fù)膜時間為15s，其他工藝步驟及參數(shù)與實施例1相同，圖6為本例5083母材一側(cè)金相照片，可清楚觀察晶粒大小。
[0058]實施例3:
[0059]本實施例步驟(5)中，5083鋁板與6061鋁板焊接接頭試樣的5083母材一側(cè)陽極復(fù)膜電壓為15V，電流為0.2A/cm2，復(fù)膜時間為20s，其他工藝步驟及參數(shù)與實施例1相同，圖7為本例5083母材一側(cè)金相照片，可清楚觀察晶粒大小。
[0060]對比例1:
[0061]本對比例步驟(5)中，5083鋁板與6061鋁板焊接接頭試樣的5083母材一側(cè)陽極復(fù)膜電壓為10V，電流為0.lA/cm2，復(fù)膜時間為15s，其他工藝步驟及參數(shù)與實施例1相同，圖8為本例5083母材一側(cè)金相照片，晶界顯示模糊，不能清楚觀察到晶粒大小。
[0062]對比例2:
[0063]本對比例步驟(5)中，5083鋁板與6061鋁板焊接接頭試樣的焊縫區(qū)域采用例I中化學(xué)浸蝕劑B進(jìn)行腐蝕，腐蝕時間為20s，其他工藝步驟及參數(shù)與實施例1相同，圖9為本例中焊縫區(qū)域金相照片，晶界未顯示，難以觀察到晶粒。
[0064]對比例3:
[0065]本對比例步驟(5)中，5083鋁板與6061鋁板焊接接頭試樣各區(qū)域同時浸入復(fù)膜液進(jìn)行復(fù)膜，電壓為15V，電流為0.2A/cm2，復(fù)膜時間為20s，其他工藝步驟及參數(shù)與實施例1相同，圖10為6061母材一側(cè)金相照片，可觀察到該區(qū)域已腐蝕較嚴(yán)重，而晶界也模糊不清，難以清晰觀察晶粒大小。
【權(quán)利要求】
1.一種制備5083鋁板與6061鋁板焊接接頭金相樣品的方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)取樣 截取5083鋁板與6061鋁板的焊接接頭試樣； (2)磨制 將試樣在金相砂紙上進(jìn)行磨制； (3)機(jī)械拋光 將經(jīng)過磨制的試樣在裝有拋光織物的拋光盤上進(jìn)行機(jī)械拋光，直至磨面平整光亮后進(jìn)行下一步驟； (4)電解拋光 將機(jī)械拋光好的試樣作為陽極，以惰性電極為陰極，進(jìn)行電解拋光； (5)腐蝕 電解拋光后的試樣按三個區(qū)域分別進(jìn)行腐蝕: 5083母材區(qū)域腐蝕方法:將試樣5083母材一側(cè)浸入復(fù)膜液進(jìn)行陽極復(fù)膜，復(fù)膜電壓為15~30V，電流為0.1~0.5A/cm2，復(fù)膜時間為10~20s，其中，復(fù)膜液配比為:36_4(^%硫酸、41-45v%磷酸、17-21￥%水； 焊縫區(qū)域腐蝕方法:試樣的焊縫區(qū)域采用滴注或擦拭化學(xué)浸蝕劑A的方法進(jìn)行腐蝕，其中，化學(xué)浸蝕劑A是體積比為1:10的氫氟酸水溶液,腐蝕時間為5~15s ; 6061母材區(qū)域腐蝕方法:在試樣6061母材一側(cè)米用浸蝕、滴注或擦拭化學(xué)浸蝕劑B的方法進(jìn)行腐蝕，腐蝕時間為5~15s，其中，化學(xué)浸蝕劑B配比為:5v%硝酸、3v%鹽酸、2v%氫氟酸、250v%水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備5083鋁板與6061鋁板焊接接頭金相樣品的方法，其特征在于，步驟(2)中所述的磨制過程從粗砂紙到細(xì)砂紙，研磨時每換一次砂紙將試樣轉(zhuǎn)動90度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備5083鋁板與6061鋁板焊接接頭金相樣品的方法，其特征在于，步驟⑷中所述的電解拋光液的溫度為18~25°C，電解拋光液為體積比為1:9的高氯酸與無水乙醇混合溶液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備5083鋁板與6061鋁板焊接接頭金相樣品的方法，其特征在于，步驟(4)中所述的電解拋光采用恒流穩(wěn)壓電源，電解拋光所需電壓為20~30V、電流為2A，拋光時間為10~20s。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備5083鋁板與6061鋁板焊接接頭金相樣品的方法，其特征在于，步驟(5)中所述的腐蝕溫度在18~25°C。
【文檔編號】G01N1/32GK104048867SQ201410295244
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月26日
【發(fā)明者】蘇虹, 崔懷玲, 戴維弟, 宛靜, 胡偉葉, 付佳, 渠曉陽 申請人:南京晨光集團(tuán)有限責(zé)任公司