一种基于螺柱焊的铜板表面喷涂铝金属层的方法

金属材料;冶金;铸造;磨削;抛光设备的制造及处理,应用技术1.本发明涉及机械加工焊接领域，具体涉及一种基于螺柱焊的铜板表面喷涂铝金属层的方法。背景技术：2.随着社会各行各业的发展，螺柱焊接技术也得到了快速的进步。由于其具有焊接效率高、焊接变形小，焊接成本低、焊后废品率低等诸多优点，目前被广泛应用在汽车、机车轨道交通、锅炉压力容器、电站、钢结构、建筑桥梁等诸多方向。螺柱焊的焊接方法是接通焊机焊枪电源，螺柱焊钉套在焊枪上，加上防弧座圈，启动焊枪，座圈则产生弧光，经短时间后螺柱焊钉以一定速度顶紧铜板，螺柱焊钉端部金属凸台熔覆在铜板表面，切断电源，焊接完成，螺柱焊钉则固定在铜板上。焊接电压过高时会造成铜板金属飞溅；焊接电压过低时螺柱焊钉无法焊接到铜板上；通过大量实验发现，当电压低至50v时，螺柱焊钉并不能有效焊接在铜板表面上，但螺柱焊钉端部铝金属凸台可以熔覆并喷涂到铜板表面，在铜板表面形成一层致密的铝金属层薄膜。技术实现要素：3.本发明的目的在于提供一种基于螺柱焊的铜板表面喷涂铝金属层的方法。4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：5.一种基于螺柱焊的铜板表面喷涂铝金属层的方法，该方法包括以下步骤：6.步骤s1，通过打磨、擦拭、冲洗对待喷涂铜板表面进行表面处理；7.步骤s2，采用工装夹具来固定表面处理合格的铜板，控制安装有螺柱焊钉的螺柱焊枪移动至确定喷涂位置上方10mm处；8.步骤s3，控制螺柱焊枪下移，在螺柱焊钉端部铝金属凸台和待喷涂铜板表面之间施加预载荷；9.步骤s4，使用低电压进行螺柱焊接，既可以保证螺柱焊钉无法焊接到铜板上，又能使铝金属凸台喷涂在待喷涂铜板表面，确认涂层表面质量后，即可完成该次喷涂作业；10.步骤s5，移动螺柱焊枪至待喷涂铜板表面上方10mm处，去除已喷涂螺柱焊钉，将新的螺柱焊钉安装在螺柱焊枪上，确定新的喷涂位置，重复步骤s1-s5，直至铝金属层覆盖待喷涂铜板表面。11.进一步的，在所述步骤s1中，待喷涂铜板表面依次采用400#砂纸，800#砂纸，1200#砂纸和2000#砂纸进行打磨；打磨完成以后快速使用丙酮擦拭待喷涂铜板表面，去除表面的污物，擦拭干净后立即用清水进行冲洗，风干。12.进一步的，在所述步骤s3中，需保证螺柱焊钉的铝金属凸台和待喷涂铜板之间的预载荷为50n。13.进一步的，在所述步骤s4中，喷涂时选用的焊接电压为50v，通电时间为0.3s，铝金属凸台能熔覆并喷涂在待喷涂铜板表面。14.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：15.本发明所提供的一种基于螺柱焊的铜板表面喷涂铝金属层的方法，不同于传统热喷涂加热雾化方式，采用螺柱焊接的方法为基础对铜板表面进行喷涂，工艺简单，成本低廉，且形成的铝金属层与铜板表面之间的结合力以及致密度均达到传统喷涂方式。附图说明16.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的具体实施方式一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。17.图1为基于螺柱焊的铜板表面喷涂铝金属层的工艺流程图；18.图2为螺柱焊接原理图；19.图3为螺柱焊接喷涂过程图；20.图4为单次喷涂成果图；21.图5为实际单次喷涂效果图。具体实施方式22.以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。23.如图1-图5所示，本发明提供一种技术方案：一种基于螺柱焊的铜板表面喷涂铝金属层的方法，该喷涂方法包括以下步骤：24.步骤s1，确认喷涂需求后将待喷涂铜板表面进行表面处理，表面处理步骤包括打磨、擦拭、冲洗；25.步骤s2，使用工装夹具固定表面处理合格的铜板，将带有铝金属凸台的螺柱焊钉安装在螺柱焊枪上，控制螺柱焊枪移动至确定喷涂位置上方10mm处；26.步骤s3，控制螺柱焊枪下移，在螺柱焊钉端部铝金属凸台和待喷涂铜板表面之间施加50n的预载荷；27.步骤s4，开启螺柱焊枪，保持低电压进行焊接，螺柱焊钉端部铝金属凸台熔覆并喷涂在待喷涂铜板表面，确认涂层表面质量合格后，完成螺柱焊接喷涂过程；28.步骤s5，移动螺柱焊枪至待喷涂铜板表面上方10mm处，去除已喷涂的螺柱焊钉，将新的螺柱焊钉安装在螺柱焊枪上，确定新的喷涂位置，重复步骤s1-s5，直至铝金属层覆盖待喷涂铜板表面。29.本施例中，在所述步骤s1中，待喷涂铜板表面打磨选用了四种不同型号的砂纸，较粗的砂纸能够快速除去金属表面的氧化层，之后依次用更细的砂纸打磨。打磨前要在砂纸底部垫上玻璃板，保证砂纸底部的平整度，打磨时，手握试样尽量保持不动，进行单方向打磨，打磨一定时间需要更换砂纸，将试样上的磨屑和沙粒清除干净，然后将试样旋转90度继续打磨，直至待喷涂铜板表面平整、光滑；打磨完成以后快速使用丙酮擦拭待喷涂铜板表面，去除表面的污物，擦拭干净后使用清水进行冲洗并风干。30.本实施例中，在所述步骤s4中，喷涂时选用的焊接电压为50v，通电时间为0.3s，铝金属凸台能熔覆并喷涂在待喷涂铜板表面。31.本发明改进于：该发明的一种基于螺柱焊的铜板表面喷涂铝金属层的方法，待喷涂铜板表面通过打磨、擦拭、冲洗进行表面处理，处理完成后使用清水冲洗并风干；然后将表面处理合格的铜板固定，将螺柱焊钉安装在螺柱焊枪内，移动螺柱焊枪到待喷涂铜板表面上方10mm处，在待喷涂铜板位置及螺柱间施加预载荷，控制螺柱焊接电压进行低电压焊接，确认涂层表面质量合格后，即可完成该次喷涂作业；最后移除螺柱焊钉并安装新螺柱焊钉于焊枪上重复以上动作进行喷涂直至铝金属层覆盖整个待喷涂铜板表面。这种使用低电压进行螺柱焊接导致铝金属凸台熔覆并喷涂在待喷涂铜板表面的喷涂方法，角度新颖，价格低廉，装置简单易于操作，形成的铝金属层与铜板表面结合力强，致密度好，具有较大的应用前景。32.以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。技术特征：1.一种基于螺柱焊的铜板表面喷涂铝金属层的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤s1，通过打磨、擦拭、冲洗对待喷涂铜板表面进行表面处理；步骤s2，采用工装夹具固定表面处理合格的铜板，控制安装有螺柱焊钉的螺柱焊枪移动至喷涂位置上方10mm处；步骤s3，控制螺柱焊枪下移，在螺柱焊钉端部铝金属凸台和待喷涂铜板表面之间施加预载荷；步骤s4，使用低电压进行螺柱焊接，既可以保证螺柱焊钉无法焊接到铜板上，又能使铝金属凸台喷涂在待喷涂铜板表面上，确认涂层表面质量后，即可完成该次喷涂作业；步骤s5，移动螺柱焊枪至待喷涂铜板表面上方10mm处，去除已喷涂的螺柱焊钉，将新的螺柱焊钉安装在螺柱焊枪上，确定新的喷涂位置，重复步骤s1-s5，直至铝金属层覆盖待喷涂铜板表面。2.根据权利要求1所述的一种基于螺柱焊的铜板表面喷涂铝金属层的方法，其特征在于，在所述步骤s1中，待喷涂铜板表面依次采用400#砂纸，800#砂纸，1200#砂纸和2000#砂纸进行打磨；打磨完成以后快速使用丙酮擦拭待喷涂铜板表面，去除铜板表面的污物，擦拭干净后立即用清水进行冲洗，风干。3.根据权利要求1所述的一种基于螺柱焊的铜板表面喷涂铝金属层的方法，其特征在于，在所述步骤s3中，螺柱焊钉端部铝金属凸台和铜板之间的预载荷为50n。4.根据权利要求1所述的一种基于螺柱焊的铜板表面喷涂铝金属层的方法，其特征在于，在所述步骤s4中，喷涂时选用的焊接电压为50v，通电时间为0.3s，铝金属凸台能熔覆并喷涂在待喷涂铜板表面。技术总结本发明公开了一种基于螺柱焊的铜板表面喷涂铝金属层的方法，通过打磨、擦拭、冲洗对待喷涂铜板表面进行表面处理，将表面处理合格的铜板固定好后，对安装有螺柱焊钉的螺柱焊枪距离待喷涂表面高度及喷涂位置进行确认；在铜板和螺柱焊钉间施加预载荷，保持50V低电压进行螺柱焊接，确认铝金属涂层表面质量后，移除螺柱焊钉并安装新螺柱焊钉于焊枪上，重复以上动作进行喷涂直至铝金属层覆盖整个待喷涂铜板表面。通过这种喷涂方法，可以模拟螺柱焊接过程，完成铜板表面喷涂，该喷涂方法简单，易于操作，加工成本低，基体与涂层结合力强。基体与涂层结合力强。基体与涂层结合力强。技术研发人员：赵锡龙 陆欣红 王堃 何峰 周伟 任康明 李渊博受保护的技术使用者：兰州交通大学技术研发日：2021.03.24技术公布日：2022/9/29









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