【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于激光焊接领域，具体涉及一种通过大塑性变形加工提升cnt/al复合材料激光焊接性能的方法。
技术介绍
1、相较于传统焊接方法，激光焊接具有成本低、热输入小、热影响区小、熔池熔深大、焊接速度快、焊接变形小且易于实现自动化和柔性化生产的特点。
2、在众多金属基复合材料中，碳纳米管增强铝基复合材料因其低密度、高比强度等特性而得到广泛研究。然而，碳纳米管增强铝基复合材料焊接性差的特点严重妨碍了其进一步实际生产应用。虽然碳纳米管具有极高的化学稳定性，熔点也远高于al基体，但是在复合材料制备过程中碳纳米管结构难免会受到破坏，这就导致在激光焊接的过程中碳纳米管结构受损处的悬挂c原子迅速与熔融al基体发生剧烈的化学反应，生成大尺寸脆硬的al4c3相，失去碳纳米管钉扎作用的焊缝区域晶粒急速长大，晶粒尺寸远高于母材的纳米级晶粒，导致接头与母材性能出现巨大的差异。激光焊后碳纳米管增强铝基复合材料接头有明显的气孔缺陷。此外，碳纳米管密度低于铝，碳纳米管会在熔融的al液内上浮团聚，导致裂纹萌生。这大大限制了碳纳米管增强铝基复合材料的实际应用。
3、目前亟需寻找一种能够提升碳纳米管增强铝基复合材料激光焊接性能的方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于：针对目前碳纳米管增强铝基复合材料激光焊接性能较差的问题，提出一种新的焊接方法，用于减少粗大的al4c3相、气孔和裂纹的产生。
2、上述目的是通过如下技术方案实现：
3、一种通过大塑性变形预处理提升
4、步骤1、对cnt/al复合材料板进行表面处理，采用角磨机进行打磨以去除表面氧化层。
5、步骤2、采用大塑性变形的方法对cnt/al复合材料进行加工，得到纳米al4c3/al复合材料。
6、步骤3、采用线切割的方法对大塑性变形加工后的材料进行切割。
7、步骤4、对切割后的材料进行表面处理,采用角磨机进行打磨以去除表面氧化层。
8、步骤5、采用夹具将两块处理后的纳米al4c3/al复合材料板材固定在激光焊工作台上。
9、步骤6、通氩气。
10、步骤7、设置激光焊起始位置及终点位置、离焦量、激光头倾斜角度、激光扫描速度、激光平均功率。
11、步骤8、在两块al4c3/al复合材料板材拼接处进行激光焊接。
12、步骤9、采用压缩空气对焊缝进行吹扫，去除表面析出的碳化物。
13、步骤10、待al4c3/al复合材料板材冷却至室温后取下，焊接完成。
14、进一步地，步骤2中所用的大塑性变形方式包括但不限于搅拌摩擦(fsp)、等通道角挤压(ecap)、累积叠轧(arb)以及高压扭转(hpt)等方法。
15、进一步地，步骤3中采用线切割的方法将加工后的材料切割为平整的板材。
16、进一步地，步骤6中所用的氩气流量为15l/min。
17、进一步地，步骤7中采用的激光功率为1500-3000w，激光头倾斜角度为10°，离焦量为15mm，扫描速度：0.36m/min。
18、相较于现有技术，本专利技术的有益效果是：
19、本专利技术参数一定时，通过大塑性变形加工的方式，将碳纳米管完全转化为纳米al4c3相，这避免了在激光焊的过程中生成大尺寸脆硬的al4c3相；
20、纳米al4c3相增强体可以使应力分布更加均匀，减少了增强体和界面在应力集中作用下断裂的可能性；
21、有效减少了cnt/al复合材料在激光焊接过程中的气孔缺陷问题。
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1.一种通过大塑性变形加工提升CNT/Al复合材料激光焊接性能的方法，其特征在于，该方法为：利用大塑性变形加工方法预处理，表面氧化层打磨后碳纳米管增强铝基复合材料CNT/Al，以提升其激光焊接性能。
2.根据权利要求1所述的通过大塑性变形加工提升CNT/Al复合材料激光焊接性能的方法，其特征在于，通过调整大塑性变形加工的工艺参数，将CNT/Al复合材料中的增强相碳纳米管完全破坏，以产生纳米Al4C3相。
3.一种通过大塑性变形加工提升CNT/Al复合材料激光焊接性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤2中，所用的大塑性变形方式包括但不限于搅拌摩擦FSP、等通道角挤压ECAP、累积叠轧ARB以及高压扭转HPT方法。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤3中，采用线切割的方法将加工后的材料切割为平整的板材。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤6中，所用的氩气流量为15L/min。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤7中，采用的激光功率
...【技术特征摘要】
1.一种通过大塑性变形加工提升cnt/al复合材料激光焊接性能的方法，其特征在于，该方法为：利用大塑性变形加工方法预处理，表面氧化层打磨后碳纳米管增强铝基复合材料cnt/al，以提升其激光焊接性能。
2.根据权利要求1所述的通过大塑性变形加工提升cnt/al复合材料激光焊接性能的方法，其特征在于，通过调整大塑性变形加工的工艺参数，将cnt/al复合材料中的增强相碳纳米管完全破坏，以产生纳米al4c3相。
3.一种通过大塑性变形加工提升cnt/al复合材料激光焊接性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：
4....
【专利技术属性】
技术研发人员：李晓鹏，陈骋，綦娜，朱帅，彭勇，王克鸿，王大森，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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