CN111318805A - 一种预置粉末高熵合金激光焊接的方法 - Google Patents

一种预置粉末高熵合金激光焊接的方法 Download PDF

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Abstract

本方法涉及激光焊接技术领域，特别是一种预置粉末高熵合金激光焊接的方法。本发明通过使用浸没于丙酮中的高熵合金粉末充分润湿，并均匀涂刷且整形于高熵合金板对接接口处，制成焊接预制件。采用连续激光熔化对接接口，使粉末熔化并进入焊接熔池中，从而实现CoCrFeNiMn或/和AlCoCrFeNi高熵合金板预置粉末激光焊接。本发明能有效的提升焊缝的综合力学性能，同时降低了常用的同步送粉激光焊接所造成的粉末损失。

Description

一种预置粉末高熵合金激光焊接的方法
技术领域
本方法涉及激光焊接技术领域，特别是一种能够实现高强度激光焊接高熵合金方法，具体的说，是一种预置粉末高熵合金激光焊接的方法。
背景技术
高熵合金是通过五种及五种以上元素构成的新型合金材料，每种元素的含量相等或接近相等，该类合金具有较高的配置熵。目前，主要的高熵合金体系以过渡族元素为主，如以CoCrCuFeNi、CoCrFeMnNi为代表的面心立方相高熵合金；以AlCoCrFeNi、HfNbTaTiZr为代表的体心立方相高熵合金；以AlCoCrCuFeNi、CrCuFeMnNi为代表的具有面心立方相与体心立方相的双相高熵合金。在性能上，相较于传统的合金，高熵合金具有硬度高、延展性好、耐磨以及耐腐蚀性能优异等特点，因而使其成为了一种具有广阔的应用前景新型结构材料。
目前，针对高熵合金的技术开发已从集中在成分的设计与合金制备拓展到组织调控和性能提升、新型加工技术等方面。其中，基于激光加工技术的高熵合金激光焊接技术逐步得到重视。激光焊接是一种较为先进的金属和合金连接技术，已广泛应用于多种材料的焊接工艺中。另外，虽然采用激光焊接高熵合金可以减弱焊接余热对基体组织的影响，但仍存在焊后高熵合金的强度与延伸率明显下降。因此，改进和开发高熵合金焊接方法尤为重要。
新型激光焊机自带相应的同步送粉装置，粉末随保护气体被输送到相应位置，以实现熔覆或焊接。但是，同步送粉对于合金粉末的粒度、形状有着较为严格的要求，且很难控制进入送出粉末全部进入熔池，易造成浪费。因此，根据焊缝尺寸，预置所需粉末，通过激光熔化粉末的同时将高熵合金基体连接成为了一种可选的高熵合金焊接方式。
发明内容
本发明的目的是提供一种预置粉料方法实现高熵合金高强度焊接的方法，能够提升高熵合金焊接工艺下其焊缝强度与延伸率。
本发明通过如下步骤实现，
(1)通过感应熔炼制备CoCrFeNiMn或/和AlCoCrFeNi高熵合金板。
(2)对步骤(1)中的高熵合金板进行处理，即：先将高熵合金板置于马弗炉中加热保温，加热保温后取出并在自来水中进行淬火；使用通用压机将高熵合金板沿厚度方向压制成薄板；对薄板进行退火处理后取出高熵合金板，打磨去除氧化层，使用丙酮超声清洗去除表面污染物。
(3)将购买的商用高熵合金粉末浸没于丙酮中充分润湿，待粉末沉降至溶液底部待用。
(4)使用金刚石精密切割机，将步骤(2)中处理后的CoCrFeNiMn或/和AlCoCrFeNi高熵合金板制成长度相等的两块板，厚和宽的尺寸维持不变。
(5)取切割后的两块高熵合金板对接，并在两块板中间留0.5毫米～2毫米的间隔。如图1所示。
(6)取步骤(3)得到沉降粉末均匀涂刷在对接接口处，并用刮刀对粉末进行整形至尺寸与板材厚和宽尺寸一致，制成焊接预制件。
(7)将步骤(6)得到的焊接预制件在室温下静置使得丙酮完全挥发。
(8)将经过静置处理的焊接预制件放置于激光焊接平台上，采用激光焊机发出连续激光熔化对接接口，使粉末熔化并进入焊接熔池中。
(9)取下步骤(8)中的焊接样品，通过电火花线切割制成拉伸样品(具体尺寸如图2所示)进行拉伸测试，同时，通过金相分析焊缝组织。
步骤(1)中，CoCrFeNiMn或/和AlCoCrFeNi高熵合金板的尺寸为：厚5毫米，宽10毫米，长70毫米。
步骤(2)中，加热保温的温度为1200℃，保温时间为24小时；压制成的薄板厚度为1.5mm；退火处理工艺为：在800℃的马弗炉中保温1小时；丙酮超声清洗的时间为30分钟。
步骤(3)中，所述购买的商用高熵合金粉末为CoCrFeNiMn、AlCoCrFeNi、CoCrFeNiMo和CoCrFeNi中的一种，所述商用高熵合金粉末通过气雾化技术制备，平均粒径范围在15微米～50微米；商用高熵合金粉末与丙酮体积比为1：10。
步骤(4)中，切割后的板长度为15mm。
步骤(5)中，两块高熵合金板采用两块相同的CoCrFeNiMn板对接，或两块相同的AlCoCrFeNi板对接，或其中一块为CoCrFeNiMn板，另一块为AlCoCrFeNi板对接。
步骤(7)中，静置时间为30分钟～50分钟。
步骤(8)中，采用的激光焊机功率范围为1.5千瓦～5千瓦，激光行进速度2米/分钟～5米/分钟，并使用氩气保护，氩气体积纯度：99.9％，氩气流量控制范围为8升/分钟～12升/分钟。
步骤(9)中，拉伸测试的应变速率控制在0.18毫米/秒。
有益效果：
本发明的一种预置粉末激光焊接技术方法，可将CoCrFeNiMn、AlCoCrFeNi高熵合金进行焊接并能有效的提升焊缝的综合力学性能，降低了常用的同步送粉激光焊接所造成的粉末损失。
附图说明
图1为待焊接高熵合金板部署方式。
图2为焊后高熵合金板拉伸试样尺寸。
图3为实施例1～8的焊接接头组织的金相图。
图4为实施例3的试样拉伸应力-应变曲线。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例1
(1)通过感应熔炼制备的CoCrFeNiMn高熵合金板一块，尺寸：厚5毫米，宽10毫米，长70毫米。
(2)对步骤(1)中的高熵合金板进行处理。即：先将高熵合金板置于马弗炉中，在1200℃的温度下保温加热24小时，然后取出并在自来水中进行淬火；使用通用压机将高熵合金板沿厚度方向压制成厚度为1.5毫米的薄板；在800℃的马弗炉中保温1小时进行退火处理后取出高熵合金板，打磨去除氧化层，使用丙酮超声清洗30分钟，去除表面污染物。
(3)将购买的商用高熵合金粉末(CoCrFeNiMn)，该系列粉末为通过气雾化技术制备，平均粒径范围在15微米，浸没于丙酮中充分润湿，粉末与丙酮体积比为1：10，待粉末沉降至溶液底部待用。
(4)使用金刚石精密切割机，将步骤(2)中的高熵合金板分别制成长15毫米的两块板，厚和宽的尺寸维持不变。
(5)取步骤(4)中的两块高熵合金板对接，采用两块相同的CoCrFeNiMn板。并在两块板中间留0.5毫米。具体对接部署方式如图1所示。
(6)取步骤(3)中沉降粉末均匀涂刷在对接接口处，并用刮刀对粉末进行整形至尺寸与板材厚和宽尺寸一致。制成焊接预制件。
(7)将步骤(6)焊接预制件在室温下静置30分钟，供丙酮完全挥发。
(8)将经过步骤(7)处理的预制件放置于激光焊接平台上，采用连续激光熔化对接接口，采用的焊机功率范围为1.5千瓦，激光行进速度2米/分钟，并使用氩气(纯度：99.9％)保护，气流量控制范围为8升/分钟。使粉末熔化并进入焊接熔池中。
(9)取下步骤(8)中的焊接样品，通过电火花线切割制成拉伸样品(具体尺寸如图2所示)进行拉伸测试，应变速率控制在0.18毫米/秒，其屈服强度、断裂强度和塑性应变如表1所示。同时，通过金相分析焊缝组织由柱状晶和胞状晶组成，如图3a所示。
实施例2
(1)通过感应熔炼制备的CoCrFeNiMn高熵合金板一块，尺寸：厚5毫米，宽10毫米，长70毫米。
(2)对步骤(1)中的高熵合金板进行处理。即：先将高熵合金板置于马弗炉中，在1200℃的温度下保温加热24小时，然后取出并在自来水中进行淬火；使用通用压机将高熵合金板沿厚度方向压制成厚度为1.5毫米的薄板；在800℃的马弗炉中保温1小时进行退火处理后取出高熵合金板，打磨去除氧化层，使用丙酮超声清洗30分钟，去除表面污染物。
(3)将购买的商用CoCrFeNiMn高熵合金粉末，该系列粉末为通过气雾化技术制备，平均粒径范围在50微米，浸没于丙酮中充分润湿，粉末与丙酮体积比为1：10。待粉末沉降至溶液底部待用。
(4)使用金刚石精密切割机，将步骤(2)中的高熵合金板分别制成长15毫米的两块板，厚和宽的尺寸维持不变。
(5)取步骤(4)中的两块高熵合金板对接，用两块相同的CoCrFeNiMn板对接。并在两块板中间留2毫米的间隔。具体对接部署方式如图1所示。
(6)取步骤(3)中沉降粉末均匀涂刷在对接接口处，并用刮刀对粉末进行整形至尺寸与板材厚和宽尺寸一致。制成焊接预制件。
(7)将步骤(6)预制件在室温下静置50分钟，供丙酮完全挥发。
(8)将经过步骤(7)处理的预制件放置于激光焊接平台上，采用连续激光熔化对接接口，采用的焊机功率范围为5千瓦，激光行进速度5米/分钟，并使用氩气(纯度：99.9％)保护，气流量控制范围为12升/分钟。使粉末熔化并进入焊接熔池中。
(9)取下步骤(8)中的焊接样品，通过电火花线切割制成拉伸样品(具体尺寸如图2所示)进行拉伸测试，应变速率控制在0.18mm/s，其屈服强度、断裂强度和塑性应变如表1所示。同时，通过金相分析焊缝组织由柱状晶和胞状晶组成，如图3b所示。
实施例3
(1)通过感应熔炼制备的AlCoCrFeNi高熵合金板一块，尺寸：厚5毫米，宽10毫米，长70毫米。
(2)对步骤(1)中的高熵合金板进行处理。即：先将高熵合金板置于马弗炉中，在1200℃的温度下保温加热24小时，然后取出并在自来水中进行淬火；使用通用压机将高熵合金板沿厚度方向压制成厚度为1.5毫米的薄板；在800℃的马弗炉中保温1小时进行退火处理后取出高熵合金板，打磨去除氧化层，使用丙酮超声清洗30分钟，去除表面污染物。
(3)将购买的商用AlCoCrFeNi高熵合金粉末，该系列粉末为通过气雾化技术制备，平均粒径为15微米，浸没于丙酮中充分润湿，粉末与丙酮体积比为1：10。待粉末沉降至在溶液底部待用。
(4)使用金刚石精密切割机，将步骤(2)中的高熵合金板分别制成长15毫米的两块板，厚和宽的尺寸维持不变。
(5)取步骤(4)中的两块高熵合金板对接，用两块相同的AlCoCrFeNi板对接。并在两块板中间留0.5毫米的间隔。具体对接部署方式如图1所示。
(6)取步骤(3)中沉降粉末均匀涂刷在对接接口处，并用刮刀对粉末进行整形至尺寸与板材厚和宽尺寸一致。制成焊接预制件。
(7)将步骤(6)焊接预制件在室温下静置30分钟，供丙酮完全挥发。
(8)将经过步骤(7)处理的预制件放置于激光焊接平台上，采用连续激光熔化对接接口，采用的焊机功率范围为1.5千瓦，激光行进速度2米/分钟，并使用氩气(纯度：99.9％)保护，气流量控制范围为8升/分钟。使粉末熔化并进入焊接熔池中。
(9)取下步骤(8)中的焊接样品，通过电火花线切割制成拉伸样品(具体尺寸如图2所示)进行拉伸测试，应变速率控制在0.18mm/s,其屈服强度、断裂强度和塑性应变如表1所示。同时，通过金相分析焊缝组织由柱状晶和胞状晶组成，如图3c所示。
实施例4
(1)通过感应熔炼制备的AlCoCrFeNi高熵合金板一块，尺寸：厚5毫米，宽10毫米，长70毫米。
(2)对步骤(1)中的高熵合金板进行处理。即：先将高熵合金板置于马弗炉中，在1200℃的温度下保温加热24小时，然后取出并在自来水中进行淬火；使用通用压机将高熵合金板沿厚度方向压制成厚度为1.5毫米的薄板；在800℃的马弗炉中保温1小时进行退火处理后取出高熵合金板，打磨去除氧化层，使用丙酮超声清洗30分钟，去除表面污染物。
(3)将购买的商用AlCoCrFeNi高熵合金粉末，该粉末为通过气雾化技术制备，平均粒径为50微米，浸没于丙酮中充分润湿，粉末与丙酮体积比为1：10，待粉末沉降至溶液底部待用。
(4)使用金刚石精密切割机，将步骤(2)中的高熵合金板分别制成长15毫米的两块板，厚和宽的尺寸维持不变。
(5)取步骤(4)中的两块高熵合金板对接，用两块相同的AlCoCrFeNi板对接。并在两块板中间留2毫米的间隔。具体对接部署方式如图1所示。
(6)取步骤(3)中沉降粉末均匀涂刷在对接接口处，并用刮刀对粉末进行整形至尺寸与板材厚和宽尺寸一致。制成焊接预制件。
(7)将步骤(6)预制件在室温下静置50分钟，供丙酮完全挥发。
(8)将经过步骤(7)处理的预制件放置于激光焊接平台上，采用连续激光熔化对接接口，采用的焊机功率范围为5千瓦，激光行进速度5米/分钟，并使用氩气(纯度：99.9％)保护，气流量控制范围为12升/分钟。使粉末熔化并进入焊接熔池中。
(9)取下步骤(8)中的焊接样品，通过电火花线切割制成拉伸样品(具体尺寸如图2所示)进行拉伸测试，应变速率控制在0.18mm/s,其屈服强度、断裂强度和塑性应变如表1所示。同时，通过金相分析焊缝组织由胞状晶组成，如图3d所示。
实施例5
(1)通过感应熔炼制备的CoCrFeNiMn、AlCoCrFeNi高熵合金板各一块，尺寸：厚5毫米，宽10毫米，长70毫米。
(2)对步骤(1)中的高熵合金板进行处理。即：先将高熵合金板置于马弗炉中，在1200℃的温度下保温加热24小时，然后取出并在自来水中进行淬火；使用通用压机将高熵合金板沿厚度方向压制成厚度为1.5毫米的薄板；在800℃的马弗炉中保温1小时进行退火处理后取出高熵合金板，打磨去除氧化层，使用丙酮超声清洗30分钟，去除表面污染物。
(3)将购买的商用CoCrFeNiMn高熵合金粉末，该系列粉末为通过气雾化技术制备，平均粒径范围在15微米，浸没于丙酮中充分润湿，粉末与丙酮体积比为1：10。待粉末沉降至溶液底部待用。
(4)使用金刚石精密切割机，将步骤(2)中的高熵合金板分别制成长15毫米的两块板，厚和宽的尺寸维持不变。
(5)取步骤(4)中的两块高熵合金板对接，用一块为CoCrFeNiMn板，另一块为AlCoCrFeNi板对接。并在两块板中间留0.5毫米的间隔。具体对接部署方式如图1所示。
(6)取步骤(3)中沉降粉末均匀涂刷在对接接口处，并用刮刀对粉末进行整形至尺寸与板材厚和宽尺寸一致。制成焊接预制件。
(7)将步骤(6)预制件在室温下静置30分钟，供丙酮完全挥发。
(8)将经过步骤(7)处理的预制件放置于激光焊接平台上，采用连续激光熔化对接接口，采用的焊机功率范围为1.5千瓦，激光行进速度2米/分钟，并使用氩气(纯度：99.9％)保护，气流量控制范围为8升/分钟。使粉末熔化并进入焊接熔池中。
(9)取下步骤(8)中的焊接样品，通过电火花线切割制成拉伸样品(具体尺寸如图2所示)进行拉伸测试，应变速率控制在0.18mm/s,其屈服强度、断裂强度和塑性应变如表1所示。同时，通过金相分析焊缝组织由胞状晶组成，如图3e所示。
实施例6
(1)通过感应熔炼制备的CoCrFeNiMn、AlCoCrFeNi高熵合金板各一块，尺寸：厚5毫米，宽10毫米，长70毫米。
(2)对步骤(1)中的高熵合金板进行处理。即：先将高熵合金板置于马弗炉中，在1200℃的温度下保温加热24小时，然后取出并在自来水中进行淬火；使用通用压机将高熵合金板沿厚度方向压制成厚度为1.5毫米的薄板；在800℃的马弗炉中保温1小时进行退火处理后取出高熵合金板，打磨去除氧化层，使用丙酮超声清洗30分钟，去除表面污染物。
(3)将购买的商用AlCoCrFeNi高熵合金粉末，该系列粉末为通过气雾化技术制备，平均粒径为50微米，浸没于丙酮中充分润湿，粉末与丙酮体积比为1：10。待粉末沉降至溶液底部待用。
(4)使用金刚石精密切割机，将步骤(2)中的高熵合金板分别制成长15毫米的两块板，厚和宽的尺寸维持不变。
(5)取步骤(4)中的两块高熵合金板对接，用其中一块为CoCrFeNiMn板，另一块为AlCoCrFeNi板对接。并在两块板中间留2毫米的间隔。具体对接部署方式如图1所示。
(6)取步骤(3)中沉降粉末均匀涂刷在对接接口处，并用刮刀对粉末进行整形至尺寸与板材厚和宽尺寸一致。制成焊接预制件。
(7)将步骤(6)预制件在室温下静置50分钟，供丙酮完全挥发。
(8)将经过步骤(7)处理的预制件放置于激光焊接平台上，采用连续激光熔化对接接口，采用的焊机功率范围为5千瓦，激光行进速度5米/分钟，并使用氩气(纯度：99.9％)保护，气流量控制范围为12升/分钟。使粉末熔化并进入焊接熔池中。
(9)取下步骤(8)中的焊接样品，通过电火花线切割制成拉伸样品(具体尺寸如图2所示)进行拉伸测试，应变速率控制在0.18mm/s,其屈服强度、断裂强度和塑性应变如表1所示。同时，通过金相分析焊缝组织由柱状晶和胞状晶组成，如图3f所示。
实施例7
(1)通过感应熔炼制备的CoCrFeNiMn、AlCoCrFeNi高熵合金板各一块，尺寸：厚5毫米，宽10毫米，长70毫米。
(2)对步骤(1)中的高熵合金板进行处理。即：先将高熵合金板置于马弗炉中，在1200℃的温度下保温加热24小时，然后取出并在自来水中进行淬火；使用通用压机将高熵合金板沿厚度方向压制成厚度为1.5毫米的薄板；在800℃的马弗炉中保温1小时进行退火处理后取出高熵合金板，打磨去除氧化层，使用丙酮超声清洗30分钟，去除表面污染物。
(3)将购买的商用CoCrFeNiMo高熵合金粉末，该系列粉末为通过气雾化技术制备，平均粒径为25微米，浸没于丙酮中充分润湿，粉末与丙酮体积比为1：10。待粉末沉降至溶液底部待用。
(4)使用金刚石精密切割机，将步骤(2)中的高熵合金板分别制成长15毫米的两块板，厚和宽的尺寸维持不变。
(5)取步骤(3)中的两块高熵合金板对接，用其中一块为CoCrFeNiMn板，另一块为AlCoCrFeNi板对接。并在两块板中间留1.5毫米的间隔。具体对接部署方式如图1所示。
(6)取步骤(1)中沉降粉末分别均匀涂刷在对接接口处，并用刮刀对粉末进行整形至尺寸与板材厚和宽尺寸一致。制成焊接预制件。
(7)将步骤(5)预制件在室温下静置40分钟，供丙酮完全挥发。
(8)将经过步骤(6)处理的预制件放置于激光焊接平台上，采用连续激光熔化对接接口，采用的焊机功率范围为3千瓦，激光行进速度4米/分钟，并使用氩气(纯度：99.9％)保护，气流量控制范围为10升/分钟。使粉末熔化并进入焊接熔池中。
(9)取下步骤(7)中的焊接样品，通过电火花线切割制成拉伸样品(具体尺寸如图2所示)进行拉伸测试，应变速率控制在0.18mm/s,其屈服强度、断裂强度和塑性应变如表1所示。同时，通过金相分析焊缝组织由柱状晶和胞状晶组成，如图3g所示。
实施例8
(1)将实施例7中步骤(3)改变为：将购买的商用CoCrFeNi高熵合金粉末，该系列粉末为通过气雾化技术制备，平均粒径为25微米，浸没于丙酮中充分润湿，粉末与丙酮体积为按1：10。待粉末沉降至溶液底部待用。
(2)其他步骤如实施例7进行，其屈服强度、断裂强度和塑性应变如表1所示。同时，通过金相分析焊缝组织由柱状晶和胞状晶组成，如图3h所示。
表1通过实施例1～8获得样品的拉伸性能数据
Figure BDA0002384316850000091
Figure BDA0002384316850000101

Claims (8)

1.一种预置粉末高熵合金激光焊接的方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)通过感应熔炼制备CoCrFeNiMn或/和AlCoCrFeNi高熵合金板；
(2)对步骤(1)中的高熵合金板进行处理，即：先将高熵合金板置于马弗炉中加热保温，加热保温后取出并在自来水中进行淬火；使用通用压机将高熵合金板沿厚度方向压制成薄板；对薄板进行退火处理后取出高熵合金板，打磨去除氧化层，使用丙酮超声清洗去除表面污染物；
(3)将购买的商用高熵合金粉末浸没于丙酮中充分润湿，待粉末沉降至溶液底部待用；
(4)使用金刚石精密切割机，将步骤(2)中处理后的CoCrFeNiMn或/和AlCoCrFeNi高熵合金板制成长度相等的两块板，厚和宽的尺寸维持不变；
(5)取切割后的两块高熵合金板对接，并在两块板中间留0.5毫米～2毫米的间隔；
(6)取步骤(3)得到沉降粉末均匀涂刷在对接接口处，并用刮刀对粉末进行整形至尺寸与板材厚和宽尺寸一致，制成焊接预制件；
(7)将步骤(6)得到的焊接预制件在室温下静置使得丙酮完全挥发；
(8)将经过静置处理的焊接预制件放置于激光焊接平台上，采用激光焊机发出连续激光熔化对接接口，使粉末熔化并进入焊接熔池中；
(9)取下步骤(8)中的焊接样品，通过电火花线切割制成拉伸样品进行拉伸测试，同时，通过金相分析焊缝组织。
2.如权利要求1所述的一种预置粉末高熵合金激光焊接的方法，其特征在于，步骤(1)中，CoCrFeNiMn或/和AlCoCrFeNi高熵合金板的尺寸为：厚5毫米，宽10毫米，长70毫米。
3.如权利要求1所述的一种预置粉末高熵合金激光焊接的方法，其特征在于，步骤(2)中，加热保温的温度为1200℃，保温时间为24小时；压制成的薄板厚度为1.5mm；退火处理工艺为：在800℃的马弗炉中保温1小时；丙酮超声清洗的时间为30分钟。
4.如权利要求1所述的一种预置粉末高熵合金激光焊接的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述购买的商用高熵合金粉末为CoCrFeNiMn、AlCoCrFeNi、CoCrFeNiMo和CoCrFeNi中的一种，所述商用高熵合金粉末通过气雾化技术制备，平均粒径范围在15微米～50微米；商用高熵合金粉末与丙酮体积比为1：10。
5.如权利要求1所述的一种预置粉末高熵合金激光焊接的方法，其特征在于，步骤(4)中，切割后的板长度为15mm。
6.如权利要求1所述的一种预置粉末高熵合金激光焊接的方法，其特征在于，步骤(5)中，两块高熵合金板采用两块相同的CoCrFeNiMn板对接，或两块相同的AlCoCrFeNi板对接，或其中一块为CoCrFeNiMn板，另一块为AlCoCrFeNi板对接。
7.如权利要求1所述的一种预置粉末高熵合金激光焊接的方法，其特征在于，步骤(7)中，静置时间为30分钟～50分钟。
8.如权利要求1所述的一种预置粉末高熵合金激光焊接的方法，其特征在于，步骤(8)中，采用的激光焊机功率范围为1.5千瓦～5千瓦，激光行进速度2米/分钟～5米/分钟，并使用氩气保护，氩气体积纯度：99.9％，氩气流量控制范围为8升/分钟～12升/分钟。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112719594A (zh) * 2021-01-15 2021-04-30 南京航空航天大学 一种铝合金表面预置粉末的电磁辅助激光焊接方法
CN113182632A (zh) * 2021-05-07 2021-07-30 浙江工业大学 一种采用高熵合金钎焊连接c/c复合材料的方法
CN115415646A (zh) * 2022-09-06 2022-12-02 上海工程技术大学 一种中熵/高熵合金熔敷层的制备方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1583351A (zh) * 2004-05-27 2005-02-23 兰州理工大学 用于AL－Mg合金异厚度板材激光焊接的焊剂和焊接方法
CN103556146A (zh) * 2013-11-06 2014-02-05 四川建筑职业技术学院 制备高熵合金涂层的方法
CN105401042A (zh) * 2013-10-10 2016-03-16 天津大学 高熵合金粉末在激光熔覆中的应用
CN105401038A (zh) * 2015-12-30 2016-03-16 重庆理工大学 一种多主元合金粉末及其用于在模具钢上激光熔覆制备涂层的方法
CN107299342A (zh) * 2017-07-05 2017-10-27 暨南大学 一种高熵合金涂层及其制备方法和用途
CN108747006A (zh) * 2018-06-12 2018-11-06 贵州理工学院 一种CoCrCuFeNi高熵合金的激光焊接方法
CN108998714A (zh) * 2018-06-07 2018-12-14 东南大学 一种双相中熵合金的设计与制备方法
CN109955004A (zh) * 2019-04-30 2019-07-02 上海交通大学 一种用于焊接的高熵合金材料及应用
CN110257682A (zh) * 2019-07-05 2019-09-20 昆明理工大学 一种高熵合金材料及其涂层的制备方法
CN110359040A (zh) * 2019-08-07 2019-10-22 四川建筑职业技术学院 考虑稀释率的CoCrFexNiMnMo高熵合金涂层及其制备方法
CN110405300A (zh) * 2019-07-29 2019-11-05 浙江工业大学 一种采用Ni基钎料制备高强度AlCoCrFeNi高熵合金接头的方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1583351A (zh) * 2004-05-27 2005-02-23 兰州理工大学 用于AL－Mg合金异厚度板材激光焊接的焊剂和焊接方法
CN105401042A (zh) * 2013-10-10 2016-03-16 天津大学 高熵合金粉末在激光熔覆中的应用
CN103556146A (zh) * 2013-11-06 2014-02-05 四川建筑职业技术学院 制备高熵合金涂层的方法
CN105401038A (zh) * 2015-12-30 2016-03-16 重庆理工大学 一种多主元合金粉末及其用于在模具钢上激光熔覆制备涂层的方法
CN107299342A (zh) * 2017-07-05 2017-10-27 暨南大学 一种高熵合金涂层及其制备方法和用途
CN108998714A (zh) * 2018-06-07 2018-12-14 东南大学 一种双相中熵合金的设计与制备方法
CN108747006A (zh) * 2018-06-12 2018-11-06 贵州理工学院 一种CoCrCuFeNi高熵合金的激光焊接方法
CN109955004A (zh) * 2019-04-30 2019-07-02 上海交通大学 一种用于焊接的高熵合金材料及应用
CN110257682A (zh) * 2019-07-05 2019-09-20 昆明理工大学 一种高熵合金材料及其涂层的制备方法
CN110405300A (zh) * 2019-07-29 2019-11-05 浙江工业大学 一种采用Ni基钎料制备高强度AlCoCrFeNi高熵合金接头的方法
CN110359040A (zh) * 2019-08-07 2019-10-22 四川建筑职业技术学院 考虑稀释率的CoCrFexNiMnMo高熵合金涂层及其制备方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112719594A (zh) * 2021-01-15 2021-04-30 南京航空航天大学 一种铝合金表面预置粉末的电磁辅助激光焊接方法
CN113182632A (zh) * 2021-05-07 2021-07-30 浙江工业大学 一种采用高熵合金钎焊连接c/c复合材料的方法
CN115415646A (zh) * 2022-09-06 2022-12-02 上海工程技术大学 一种中熵/高熵合金熔敷层的制备方法

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