【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于异种金属激光加工，具体涉及一种基于fecocusini/fecocusinial高熵合金过渡层的钢/铝异种金属激光焊接方法。
技术介绍
1、合理利用钢/铝异种材料结构可以有效减重和大大降低能耗，与传统钢结构相比有较大的经济和性能优势。钢/铝异种金属的连接方式中，焊接在汽车产业中应用广泛，生产效率高且不受外部环境的影响，是一种可靠的钢/铝异种金属连接手段。在钢/铝连接领域重点研究的焊接方法有电阻点焊、激光焊接、冷金属过渡焊、搅拌摩擦焊、爆炸焊等。但是钢/铝接头由于物化性质的不同，在焊接过程中难以避免地会产生硬脆的金属间化合物(intermetallic compound,imc)，其厚度、物相和形貌等将直接影响焊接接头的力学性能。
2、为了避免生成imc层，许多研究者通过调整工艺参数、改变熔/钎焊填充材料的成分和添加中间层材料。其中，添加中间层材料的目的是防止fe、al两种元素的互扩散。目前使用的中间层材料主要为纯金属，如铜、镍和锌等，它们的添加方式包括机械包覆、镀层及薄片等。然而，截止至目前的研究表明，添加中间层材料虽然可以实现钢板与铝板的直接隔离，但是无法避免添加金属元素与fe或al元素形成脆性化合物，如cual2、al3ni及fezn10等。因此，亟待寻求一种简单有效的改善钢/铝异种金属焊接界面组织的焊接方法。高熵合金为等原子比或近等原子比的五种及以上的多组元合金。该合金具有热力学上的高熵效应、动力学上迟滞扩散效应、结构上的晶格畸变效应及性能上的鸡尾酒效应。其中，高熵效应会使其凝固组织易于得到简单的
3、目前，仅有少量制备高熵合金作为中间层，例如专利公开号为cn117324758a的专利技术公开了一种基于合金粉末填充的异种金属激光焊接参数优化方法，该方法针对dp780双相钢与5052铝合金的激光焊接，所添加的高熵合金粉末成分为feconicrti，虽然能够减少fe-al金属间化合物，但是仍然会增加al3ni等其它金属间化合物，从而生成脆性相。还有专利公开号为cn114951997a的专利技术公开了一种基于原位合成alxcocrfeni高熵合金中间层的铝/钢激光焊接方法，该方法通过添加co、cr、ni三种箔片作为中间层材料，采用激光焊接生成alxcocrfeni中间层的方法进行钢铝焊接，但该方法一定程度上减少了焊接脆性，但是该方法需要配合高频超声振动作用于熔池，但由于焊接时间短，仍然难以完全形成高熵合金层。
技术实现思路
1、针对以上问题，本专利技术提供一种基于fecocusini/fecocusinial高熵合金过渡层的钢/铝异种金属激光焊接方法，以解决钢/铝异种金属焊接时生成脆性金属间化合物而导致焊接性能，力学性能差的问题。
2、本专利技术通过以下技术方案实现：
3、一种fecocusini/fecocusinial高熵合金过渡层，所述fecocusini/fecocusinial高熵合金过渡层中fecocusini高熵合金的原子比为4～7:1:1:1:1，fecocusinial高熵合金的原子比为1:1:1:1:1:4～7。
4、进一步地，所述fecocusini高熵合金的原子比为6:1:1:1:1，所述fecocusinial高熵合金的原子比为1:1:1:1:1:6。
5、一种如上所述的fecocusini/fecocusinial高熵合金过渡层的制备方法，包括以下步骤：
6、(1)球磨：按照合金成分配比，分别将fecocusini高熵合金和fecocusinial高熵合金原料粉末放置于真空球磨罐中，并加入球磨介质，分别在氩气氛围下进行球磨，球磨结束后，将取出的原料粉末置于真空干燥箱中进行干燥，干燥结束后，经过冷却后取出；
7、(2)烧结：将球磨后的原料粉末过筛，将fecocusini高熵合金原料粉末装入石墨模具中，在真空环境下进行一次烧结，之后放上fecocusinial高熵合金原料粉末，进行二次烧结，烧结完成后进行脱模、处理，得到fecocusini/fecocusinial高熵合金过渡层。
8、进一步地，步骤(2)中，所述一次烧结温度为900～1100℃，压力为20～35mpa，升温速率保持在50～100℃/min，保温4～6min。
9、进一步地，步骤(2)中，所述二次烧结温度为500～600℃，压力为20～35mpa，升温速率保持在25～50℃/min，保温4～6min。
10、进一步地，步骤(1)中，所述球磨介质与fecocusini高熵合金原料粉末的重量比为1:2～4，与fecocusinial高熵合金原料粉末的重量比为1:2～4；
11、所述fecocusini高熵合金原料粉末和fecocusinial高熵合金原料粉末的球磨时间均为22～24h，转速为400～600r/min；所述真空干燥温度为110～130℃，干燥时间为1.5～2h。
12、一种基于以上所述的fecocusini/fecocusinial高熵合金过渡层的钢/铝异种金属激光焊接方法，包括以下步骤：
13、a.预处理：激光焊接前，用砂纸对待焊工件不锈钢和铝合金以及fecocusini/fecocusinial高熵合金过渡层的表面进行打磨，然后将打磨后的不锈钢和铝合金依次浸泡于丙酮溶液和乙醇溶液中，超声波清洗后，置于真空干燥箱中进行干燥；
14、b.焊接：在干燥后的不锈钢和铝合金的表面通入氩气，然后在两种焊工件之间添加fecocusini/fecocusinial高熵合金过渡层，将fecocusini高熵合金与不锈钢对接，fecocusinial高熵合金与铝合金对接，分别对两对接面进行激光焊接。
15、进一步地，步骤b中，所述fecocusini高熵合金与不锈钢对接面的焊接工艺为：焊接功率900～1200w，焊接速度200～500mm/min，光斑直径2～3mm。
16、进一步地，步骤b中，所述fecocusinial高熵合金与铝合金对接面的焊接工艺为：焊接功率1000～1500w，焊接速度400～800mm/min，光斑直径2～3mm。
17、进一步地，步骤b中，所述氩气的纯度为99.99％，气体流量为12～15l/min。
18、与现有技术相比，本专利技术的优点及有益效果为：
19、1、本专利技术通过放电等离子烧结(sps)工艺制备作为钢/铝异种金属激光焊接的中间层材料，通过计算满足高熵合金的混合熵、混合焓和原子大小差异三个条件，使得制备的fecocusini/fecocusinial高熵合金过渡层中，fecocusini高熵合金中fe含量最高，al含量最低，fecocusinial高熵合金中al含本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种FeCoCuSiNi/FeCoCuSiNiAl高熵合金过渡层，其特征在于，所述FeCoCuSiNi/FeCoCuSiNiAl高熵合金过渡层中FeCoCuSiNi高熵合金的原子比为4～7:1:1:1:1，FeCoCuSiNiAl高熵合金的原子比为1:1:1:1:1:4～7。
2.根据权利要求1所述的FeCoCuSiNi/FeCoCuSiNiAl高熵合金过渡层，其特征在于，所述FeCoCuSiNi高熵合金的原子比为6:1:1:1:1，所述FeCoCuSiNiAl高熵合金的原子比为1:1:1:1:1:6。
3.一种如权利要求1或2所述的FeCoCuSiNi/FeCoCuSiNiAl高熵合金过渡层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的FeCoCuSiNi/FeCoCuSiNiAl高熵合金过渡层的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述一次烧结温度为900～1100℃，压力为20～35MPa，升温速率保持在50～100℃/min，保温4～6min。
5.根据权利要求3所述的FeCoCuSiNi/FeCoCuS
6.根据权利要求3所述的FeCoCuSiNi/FeCoCuSiNiAl高熵合金过渡层的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述球磨介质与FeCoCuSiNi高熵合金原料粉末的重量比为1:2～4，与FeCoCuSiNiAl高熵合金原料粉末的重量比为1:2～4；
7.一种基于权利要求1或2所述的FeCoCuSiNi/FeCoCuSiNiAl高熵合金过渡层的钢/铝异种金属激光焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的基于FeCoCuSiNi/FeCoCuSiNiAl高熵合金过渡层的钢/铝异种金属激光焊接方法，其特征在于，步骤b中，所述FeCoCuSiNi高熵合金与不锈钢对接面的焊接工艺为：焊接功率900～1200W，焊接速度200～500mm/min，光斑直径2～3mm。
9.根据权利要求7所述的基于FeCoCuSiNi/FeCoCuSiNiAl高熵合金过渡层的钢/铝异种金属激光焊接方法，其特征在于，步骤b中，所述FeCoCuSiNiAl高熵合金与铝合金对接面的焊接工艺为：焊接功率1000～1500W，焊接速度400～800mm/min，光斑直径2～3mm。
10.根据权利要求7所述的基于FeCoCuSiNi/FeCoCuSiNiAl高熵合金过渡层的钢/铝异种金属激光焊接方法，其特征在于，步骤b中，所述氩气的纯度为99.99％，气体流量为12～15L/min。
...【技术特征摘要】
1.一种fecocusini/fecocusinial高熵合金过渡层，其特征在于，所述fecocusini/fecocusinial高熵合金过渡层中fecocusini高熵合金的原子比为4～7:1:1:1:1，fecocusinial高熵合金的原子比为1:1:1:1:1:4～7。
2.根据权利要求1所述的fecocusini/fecocusinial高熵合金过渡层，其特征在于，所述fecocusini高熵合金的原子比为6:1:1:1:1，所述fecocusinial高熵合金的原子比为1:1:1:1:1:6。
3.一种如权利要求1或2所述的fecocusini/fecocusinial高熵合金过渡层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的fecocusini/fecocusinial高熵合金过渡层的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述一次烧结温度为900～1100℃，压力为20～35mpa，升温速率保持在50～100℃/min，保温4～6min。
5.根据权利要求3所述的fecocusini/fecocusinial高熵合金过渡层的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述二次烧结温度为500～600℃，压力为20～35mpa，升温速率保持在25～50℃/min，保温4～6min。
6.根据权利要求3所述的fe...
【专利技术属性】
技术研发人员：雷声远，包宇，汤宏群，韦春华，曹俊，冯豫龙，赵启忠，何克准，朱玉涛，彭斐，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：
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