一种焊接喷嘴的热处理方法与流程

本发明属于热处理技术领域，是一种铜合金焊枪焊接喷嘴的热处理方法。

背景技术：

焊接是一种先进、生产率较高的金属连接加工工艺，主要通过加热或者加压，或者两者并用，使焊件达到结合的一种加工方法。焊枪是焊接过程中，执行焊接操作的部分，焊接喷头是焊枪的重要部件，其主要功能是将从通过中心孔的焊接电流高效地传输给焊条，达到工件表面与中心孔的电接触。

因为综合机械性能和使用寿命的要求，焊接喷头通常都是由铜合金制造而成。众所周知，除银之外，铜是其余金属中导电性最高的材料，但是，铜合金的导电性对杂质和其中的合金元素含量及其敏感，因此，铜合金常常显示出比纯铜较差的导电性，如何提高铜合金焊接喷头的导电性，提高焊件的产品质量和生产效率，具有重要的实际意义和工业应用前景。

技术实现要素：

本发明的目的在于，克服现有技术中的不足之处，提供一种焊接喷嘴的热处理方法，本发明可提高焊接喷嘴的导电性。

本发明的目的是这样实现的：一种焊接喷嘴的热处理方法，包括如下步骤：

（1）利用吊篮将焊枪焊接喷嘴浸入到密闭容器内，通过液氮容器压力阀和传感器的协调配合，使密闭容器内的温度缓慢降温至-190°c至-210°c，保持2-4h，取出吊篮升温至室温；

（2）将处理过的焊接喷嘴取出，放入190-210°c电炉中，以保证喷嘴的心部为此温度为标准，保温2-4h，随炉冷却到室温，从炉中将其取出；

（3）利用吊篮将处理过的焊接喷嘴浸入到密闭容器内，通过液氮容器压力阀和传感器的协调配合，使密闭容器内的温度缓慢降温至-190°c至-210°c，保持4-8h；

（4）将处理过的焊接喷嘴取出，放入190-210°c电炉中，以保证喷嘴的心部为此温度为标准，保温1-2h，然后随炉冷却到室温，从炉中将其取出。

作为本发明的进一步改进，所述焊接喷嘴的直径不大于30mm且长度不大于40mm。

作为本发明的进一步改进，所述步骤（1）和（3）中密封容器内的温度以5°c/min的速度降温。

本发明中先通过超深冷处理，合金中奥氏体的转变量大，通过保温时间的设置，保证奥氏体的充分转变，同时结合回火工艺去除深冷处理过程中大量的残余应力，可以克服普通深冷处理中存在的应力较大和产生开裂的缺点，可以提高焊接喷嘴的性能均匀性，提高其使用寿命，显著降低焊接喷嘴的电阻率并提高其导电性，提升电能和热能的传输；还可以降低停机和安装的频率，大幅度减少生产费用，节能减排，实现工业生产的高效和环保效果。

附图说明

图1为对福特公司焊枪焊接喷嘴进行热处理的工艺图。

图2为福特公司焊枪焊接喷嘴经本发明工艺处理前后的扫描电子显微镜的显微组织形貌。

图3为各种焊接喷嘴经本发明工艺前后的显微硬度对比。

图4为各种焊接喷嘴经本发明工艺前后的电阻率的变化图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步说明。

一种焊接喷嘴的热处理方法，包括如下步骤：

（1）利用吊篮将焊枪焊接喷嘴浸入到密闭容器内，通过液氮容器压力阀和传感器的协调配合，使密闭容器内的温度缓慢降温至-190°c至-210°c，保持2-4h，取出吊篮升温至室温；

（2）将处理过的焊接喷嘴取出，放入190-210°c电炉中，以保证喷嘴的心部为此温度为标准，保温2-4h，随炉冷却到室温，从炉中将其取出；

（3）利用吊篮将处理过的焊接喷嘴浸入到密闭容器内，通过液氮容器压力阀和传感器的协调配合，使密闭容器内的温度缓慢降温至-190°c至-210°c，保持4-8h；

（4）将处理过的焊接喷嘴取出，放入190-210°c电炉中，以保证喷嘴的心部为此温度为标准，保温1-2h，然后随炉冷却到室温，从炉中将其取出。

其中，焊接喷嘴的直径不大于30mm且长度不大于40mm；步骤（1）和（3）中密封容器内的温度以5°c/min的速度降温。

本发明中先通过超深冷处理，合金中奥氏体的转变量大，通过保温时间的设置，保证奥氏体的充分转变，同时结合回火工艺去除深冷处理过程中大量的残余应力，可以克服普通深冷处理中存在的应力较大和产生开裂的缺点，可以提高焊接喷嘴的性能均匀性，提高其使用寿命，显著降低焊接喷嘴的电阻率并提高其导电性，提升电能和热能的传输；还可以降低“停机”和“安装”的频率，大幅度减少生产费用，节能减排，实现工业生产的高效和环保效果。

实施例1

福特公司焊枪焊接喷嘴的合金成分（wt%）为0.05-0.26al，0.002-0.04fe，0.004mn，0.004zn，0.003-0.005ag，0.003sn，其余为cu；其尺寸为直径17mm，长度27.7mm。

通过本发明热处理工艺方案进行了如下步骤处理：

（1）利用吊篮将焊枪焊接喷嘴浸入到密闭容器内，通过液氮容器压力阀和传感器的协调配合，使密闭容器内的温度以5°c/min的速度降温至-200°c，保持2.5h；

（2）将处理过的焊接喷嘴取出，放入200°c电炉中，以保证喷嘴的心部为此温度为标准，保温3h，然后随炉冷却到室温，从炉中将其取出；

（3）利用吊篮将处理过的工件浸入到密闭容器内，通过液氮容器压力阀和传感器的协调配合，使密闭容器内的温度以5°c/min的速度降温至-200°c，保持6h；

（4）将处理过的焊接喷嘴取出，放入200°c电炉中，以保证喷嘴的心部为此温度为标准，保温1.5h，然后随炉冷却到室温，从炉中将其取出。

分别取未经过本发明处理的焊接喷嘴和经本发明热处理过的焊接喷嘴进行对比实验，分别将两种喷嘴进行研磨、抛光后用质量比为1:1的盐酸和硝酸的腐蚀剂进行腐蚀，将腐蚀后的焊接喷嘴放置到扫描电镜下观察，从图2（a）中可以看出，经本发明工艺处理前的铜合金呈现的大变形冷加工组织分布，拉成的α相晶粒通常都伴随着高密度的位错形成，图2（b）所示的经本发明工艺处理后的焊枪焊接喷嘴的显微组织变化不大；进行硬度实验，具体为，通过图3的显微硬度对比可以看出，经本发明工艺处理后，显微硬度略有下降，下降了为hv13-20，但显微硬度分布在热处理后呈现出较为均匀的分布，这无疑对性能均匀性提高具有较好的影响。

实施例2

瑞士机器人公司的焊枪焊接喷嘴的合金成分（wt%）为0.01al，0.29-0.38cr，0.01-0.02fe，0.003mn，0.02ni，0.003-0.033zn，0.004ag，0.01si，0.01zr，0.006-0.021sn，其余为cu；其尺寸为直径12mm，长度为21mm。

通过本发明热处理工艺方案进行了如下步骤处理：

（1）利用吊篮将焊枪焊接喷嘴浸入到密闭容器内，通过液氮容器压力阀和传感器的协调配合，使密闭容器内的温度以5°c/min的速度降温至-210°c，保持2h；

（2）将处理过的焊接喷嘴取出，放入210°c电炉中，以保证喷嘴的心部为此温度为标准，保温2h，然后随炉冷却到室温，从炉中将其取出；

（3）利用吊篮将处理过的工件浸入到密闭容器内，通过液氮容器压力阀和传感器的协调配合，使密闭容器内的温度以5°c/min的速度降温至-190°c，保持4h；

（4）将处理过的焊接喷嘴取出，放入190°c电炉中，以保证喷嘴的心部为此温度为标准，保温1h，然后随炉冷却到室温，从炉中将其取出。

实施例3

实验室测试用焊枪焊接喷嘴的合金成分（wt%）为0.07-0.22al，0.002-0.04fe，0.005mn，0.004zn，0.004-ag，0.01sn，其余为cu；其尺寸为直径27mm，长度36.2mm。

通过本发明热处理工艺方案进行了如下步骤处理：

（1）利用吊篮将焊枪焊接喷嘴浸入到密闭容器内，通过液氮容器压力阀和传感器的协调配合，使密闭容器内的温度以5°c/min的速度降温至-190°c，保持约4h；

（2）将处理过的焊接喷嘴取出，放入190°c电炉中，以保证喷嘴的心部为此温度为标准，保温4h，然后随炉冷却到室温，从炉中将其取出；

（3）利用吊篮将处理过的工件浸入到密闭容器内，通过液氮容器压力阀和传感器的协调配合，使密闭容器内的温度以5°c/min的速度降温至-210°c，保持8h；

（4）将处理过的焊接喷嘴取出，放入210°c电炉中，以保证喷嘴的心部为此温度为标准，保温2h，然后随炉冷却到室温，从炉中将其取出。

使用电阻测试仪测试使用本发明前后的喷嘴电阻变化，结果如图4，可以看出，经本发明工艺处理后，实施例1-实施例3的三种铜合金焊枪焊接喷嘴的电阻率都较大程度地降低，分别为-16.2%、-27.1%以及-25.1%，即采用本发明处理后的焊接喷嘴，其导电率提高16%-27%。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。