[发明专利]用于异种材料激光焊接的多元热力学计算及界面分析方法

权利要求书

1.一种应用于异种材料激光焊接的多元合金热力学计算和界面行为分析方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤一，确定进行热力学计算的三元或四元的合金体系；

步骤二，选择计算温度T，该温度的选择根据激光功率密度和温度场模拟进行选择；

步骤三，计算所选温度T下纯组元的摩尔吉布斯自由能

步骤四，根据Miedema半经验模型计算出两组元体系的形成焓ΔH_1,2，结合Tanaka理论计算出两组元体系的过剩吉布斯自由能

步骤五，计算所选择三元、四元合金体系的过剩吉布斯自由能或

步骤六，计算三或四元合金体系的吉布斯自由能及各组元的化学势μ_i；

步骤七，选择计算软件MATLAB，根据步骤二至步骤六的内容编辑计算程序并运行程序完成计算，得到温度T下三元或四元合金体系的吉布斯自由能及体系中各组元的化学势；

步骤八，计算完成后输出计算结果的数据文件，并根据计算结果对合金体系的吉布斯自由能、化合物形成、界面元素扩散和异种材料结合机制进行整合。

2.根据权利要求1所述的一种应用于异种材料激光焊接的多元合金热力学计算和界面行为分析方法，其特征在于：通过三或四元体系结合吉布斯自由能的轮廓图与界面限制元素含量，进行界面生成相的预测与分析，根据各组元的化学势轮廓图，以及中间过渡元素的化学势分析其扩散趋势，最终判断中间过渡元素在异种材料连接过程中的作用并分析界面结合机制。

3.根据权利要求2所述的一种应用于异种材料激光焊接的多元合金热力学计算和界面行为分析方法，其特征在于：除采用固定合金成分或比例的方法进行详细分析，还包括所选焊丝成分模拟熔池主要元素组成、不熔母材界面行为分析时设定另一母材含量为零、进行非预测分析时结合能谱EDS结果。

4.根据权利要求3所述的一种应用于异种材料激光焊接的多元合金热力学计算和界面行为分析方法，其特征在于：根据所述的固定合金成分或比例后得到的合金体系，形成伪三或四元合金体系，将所述的伪三或四元合金体系的吉布斯自由能预测、分析某一特定微观区域的生成相，再根据伪三或四元合金体系中或特定元素比例下某元素化学势数值及其轮廓图、三维图观察并分析该元素在不同温度、对应不同焊接工艺、不同区域的扩散及分布趋势，最终对比分析不同过渡元素对异种材料连接接头的影响及其作用机制。

5.根据权利要求1所述的一种应用于异种材料激光焊接的多元合金热力学计算和界面行为分析方法，其特征在于：在步骤三中，所述的计算所选温度T下纯组元的摩尔吉布斯自由能，是根据所选温度纯温度T下所涉及元素的纯组元形成焓和熵值进而计算出纯组元在温度T下的标准摩尔吉布斯自由能

6.根据权利要求1所述的一种应用于异种材料激光焊接的多元合金热力学计算和界面行为分析方法，其特征在于：在步骤五中，所述的计算所选择三元、四元合金体系的过剩吉布斯自由能的过程，是建立Toop模型以及Toop模型与Kohler模型结合形成的Toop模型的拓展模型，从而分别计算三元、四元合金体系的过剩吉布斯自由能和