多材料部件及其制造方法与流程

本发明涉及多材料部件及其制造方法。
背景技术：
：对于车辆质量减少来说，一个有吸引力的选择是将机动车辆中使用的低碳钢或其他类型的钢替换为轻质金属或金属合金。然而，车身结构的其他部分经常由异种材料制成。由于两种不同金属之间的物理和冶金特性的差异而使得异种材料的结合成为问题。例如，将铝或铝基合金结合至钢可能导致形成金属间化合物，该金属间化合物使接头的机械特性劣化并导致腐蚀问题，因此需要附加的制造步骤或防护措施来防止机械强度劣化和电化腐蚀。技术实现要素：总的来说，提供了一种可以用于结合异种金属或金属合金的高熵合金。高熵合金促进形成固溶体并且抑制金属间化合物，尤其在高温时。结果，高熵合金提供了用于结合异种材料的焊接接头的机械强度和抗腐蚀性。根据一个实施方式，提供了一种多材料部件，该多材料部件包括：第一构件，该第一构件包含金属或金属合金；该第二构件包含金属或金属合金；以及将所述第一构件结合至所述第二构件的第三构件。该第三构件包含高熵合金。可选地，所述第一构件的所述金属或所述金属合金与所述第二构件的所述金属或所述金属合金不同。可选地，所述高熵合金包含与所述第一构件的所述金属或基本金属相同的第一主量元素。可选地，所述高熵合金包含与所述第二构件的所述金属或基本金属相同的第二主量元素。可选地，所述第一构件包含铝合金，所述第二构件包含钢。可选地，所述高熵合金包含al和fe作为主量元素。可选地，所述高熵合金包含al、fe和mn作为主量元素。可选地，所述高熵合金包含五种主量元素。可选地，所述高熵合金包含五种或更多种主量元素，这些主量元素包括al、fe、mn、cr和ni。根据一个实施方式，提供了一种制造多材料部件的方法，该方法包括：提供第一构件，该第一构件包含金属或金属合金；提供第二构件，该第二构件包含金属或金属合金；以及将第三构件至少部分地定位在所述第一构件和所述第二构件之间；以及将所述第一构件和所述第二构件结合至所述第三构件。所述第三构件包含高熵合金。可选地，所述第一构件和所述第二构件通过焊接结合至所述第三构件。可选地，所述第一构件的金属或金属合金不同于所述第二构件的金属或金属合金。可选地，所述高熵合金包含与所述第一构件的金属或基本金属相同的第一主量元素。可选地，所述高熵合金包含与所述第二构件的金属或基本金属相同的第二主量元素。可选地，所述第一构件包含铝合金，所述第二构件包含钢。可选地，所述高熵合金包含al和fe作为主量元素。可选地，所述高熵合金包含al、fe和mn作为主量元素。可选地，所述高熵合金包含五种主量元素。可选地，所述高熵合金包括五种或更多种主量元素，这些主量元素包括：al、fe、mn、cr和ni。根据一个实施方式，提供了一种制造多材料部件的方法，该方法包括：提供第一构件，该第一构件包含金属或金属合金；提供第二构件，该第二构件包含金属或金属合金；以及利用材料将所述第一构件结合至所述第二构件，该材料包含高熵合金或在熔化时形成高熵合金的高熵合金前体组合物。结合步骤可以包括利用所述材料将所述第一构件焊接至所述第二构件或者将所述材料熔覆在所述第一构件和所述第二构件上。可选地，所述第一构件的金属或金属合金与所述第二构件的金属或金属合金不同。可选地，所述高熵合金包含与所述第一构件的金属或基本金属相同的第一主量元素。可选地，所述高熵合金包含与所述第二构件的金属或基本金属相同的第二主量元素。可选地，所述第一构件包含铝合金，所述第二构件包含钢。可选地，所述高熵合金包含al和fe作为主量元素。可选地，所述高熵合金包含al、fe和mn作为主量元素。可选地，所述高熵合金包含五种主量元素。可选地，所述高熵合金包含五种或更多种主量元素，这些主量元素包括：al、fe、mn、cr和ni。根据一个实施方式，提供一种焊接耗材，该焊接耗材包括填料，该填料包含高熵合金或能够在熔化时形成高熵合金的高熵合金前体组合物。可选地，所述高熵合金包含al、fe和mn作为主量元素。可选地，所述高熵合金包含五种主量元素：al、fe、mn、cr和ni。根据一个实施方式，提供了一种多材料部件，该多材料部件包括：第一构件，该第一构件包含金属或金属合金；第二构件，该第二构件包含与所述第一构件的所述金属或所述金属合金不同的金属或金属合金；以及第三构件，该第三构件将所述第一构件结合至第二构件，其中，该第三构件包含高熵合金。可选地，所述高熵合金可以具有大于1.3r的混合熵，并且可选地可以具有大于1.5r的混合熵。可选地，所述高熵合金包含至少四种元素，每种元素在所述高熵合金中存在的量为从5到35原子％。可选地，所述至少四种元素中的在所述高熵合金中的存在量均为从5到35原子％的两种元素包括fe和cr，并且fe和cr的量相对于彼此的变化不大于5原子％；可选地，所述至少四种元素中的在所述高熵合金中的存在量均为从5到35原子％的两种元素包括fe和ni，并且fe和ni的量相对于彼此的变化不大于5原子％；可选地，所述至少四种元素中的在所述高熵合金中的存在量均为从5到35原子％的两种元素包括cr和ni，并且cr和ni的量相对于彼此的变化不大于5原子％；可选地，所述至少四种元素中的在所述高熵合金中的存在量均为从5到35原子％的两种元素包括fe和al，并且fe和al的量相对于彼此的变化不大于5原子％；可选地，所述至少四种元素中的在所述高熵合金中的存在量均为从5到35原子％的两种元素包括al和ni，并且al和ni的量相对于彼此的变化不大于5原子％；并且可选地，所述至少四种元素中的在所述高熵合金中的存在量均为从5到35原子％的两种元素包括al和cr，并且al和cr的量相对于彼此的变化不大于5原子％。可选地，所述至少四种元素中的在所述高熵合金中的存在量均为从5到35原子％的三种元素包括fe、ni和cr，并且fe、ni和cr的量相对于彼此的变化不大于5原子％；可选地，所述至少四种元素中的在所述高熵合金中的存在量均为从5到35原子％的三种元素包括fe、al和ni，并且fe、al和ni的量相对于彼此的变化不大于5原子％；可选地，所述至少四种元素中的在所述高熵合金中的存在量均为从5到35原子％的三种元素包括al、ni和cr，并且al、ni和cr的量相对于彼此的变化不大于5原子％；并且可选地，所述至少四种元素中的在所述高熵合金中的存在量均为从5到35原子％的三种元素包括fe、cr和al，并且fe、cr和al的量相对于彼此的变化不大于5原子％。根据一个实施方式，提供了一种制造多材料部件的方法，该方法包括：提供第一构件，该第一构件包含金属或金属合金；提供第二构件，该第二构件包含与所述第一构件的所述金属或所述金属合金不同的金属或金属合金；以及利用包含高熵合金的第三构件将所述第一构件结合至第二构件以形成所述多材料部件。可选地，利用所述第三构件将所述第一构件结合至所述第二构件的步骤包括：将所述第三构件定位在所述第一构件和所述第二构件之间；以及将所述第一构件点焊至所述第三构件，并且将所述第二构件点焊至所述第三构件。可选地，所述第三构件是消耗材料，并且利用所述第三构件将所述第一构件结合至所述第二构件的步骤包括：将所述消耗材料熔化以将所述高熵合金沉积在所述第一构件和所述第二构件上。可选地，所述高熵合金可以具有大于1.3r的混合熵，并且可选地可以具有大于1.5r的混合熵。可选地，所述高熵合金可以包含至少四种主量元素，所述至少四种主量元素中的每种主量元素都构成所述高熵合金的5至35原子％。可选地，所述至少四种元素中的在所述高熵合金中的存在量均为从5到35原子％的两种元素包括fe和cr，并且fe和cr的量相对于彼此的变化不大于5原子％；可选地，所述至少四种元素中的在所述高熵合金中的存在量均为从5到35原子％的两种元素包括fe和ni，并且fe和ni的量相对于彼此的变化不大于5原子％；可选地，所述至少四种元素中的在所述高熵合金中的存在量均为从5到35原子％的两种元素包括cr和ni，并且cr和ni的量相对于彼此的变化不大于5原子％；可选地，所述至少四种元素中的在所述高熵合金中的存在量均为从5到35原子％的两种元素包括fe和al，并且fe和al的量相对于彼此的变化不大于5原子％；可选地，所述至少四种元素中的在所述高熵合金中的存在量均为从5到35原子％的两种元素包括al和ni，并且al和ni的量相对于彼此的变化不大于5原子％；并且可选地，所述至少四种元素中的在所述高熵合金中的存在量均为从5到35原子％的两种元素包括al和cr，并且al和cr的量相对于彼此的变化不大于5原子％。可选地，所述至少四种元素中的在所述高熵合金中的存在量均为从5到35原子％的三种元素包括fe、ni和cr，并且fe、ni和cr的量相对于彼此的变化不大于5原子％；可选地，所述至少四种元素中的在所述高熵合金中的存在量均为从5到35原子％的三种元素包括fe、al和ni，并且fe、al和ni的量相对于彼此的变化不大于5原子％；可选地，所述至少四种元素中的在所述高熵合金中的存在量均为从5到35原子％的三种元素包括al、ni和cr，并且al、ni和cr的量相对于彼此的变化不大于5原子％；并且可选地，所述至少四种元素中的在所述高熵合金中的存在量均为从5到35原子％的三种元素包括fe、cr和al，并且fe、cr和al的量相对于彼此的变化不大于5原子％。附图说明图1示出了根据本公开内容的一个方面的通过点焊结合的多材料部件。图2示出了根据本公开内容的一个方面的示例性多材料部件的剖视图。图3a和图3b示出了根据本公开内容的一个方面的包含高熵合金的焊接耗材。图4示出了根据本公开内容的一个方面的利用高熵合金进行钎焊、熔覆、增材、填充、耐磨堆焊、堆焊、焊接和结合应用的激光器系统的图。图5示出了根据本公开内容的一个方面的利用高熵合金进行钎焊、熔覆、增材、填充、耐磨堆焊、堆焊、焊接和结合应用的气体保护金属极电弧焊接系统的图。图6示出了根据本公开内容的一个方面的利用高熵合金进行钎焊、熔覆、增材、填充、耐磨堆焊、堆焊、焊接和结合应用的气体保护钨极电弧焊接系统的图；图7a示出了使用金属丝焊接耗材将高熵合金沉积在基板上的激光熔覆系统。图7b示出了使用粉末焊接耗材将高熵合金沉积在基板上的激光熔覆系统。图8示出了根据本公开内容的一个方面的利用高熵合金进行钎焊、熔覆、增材、填充、耐磨堆焊、堆焊、焊接和结合应用中的任一个应用的组合金属丝焊接耗材和能源系统的功能性示意性框图。图9a和图9b示出了固定至车辆的车顶纵梁的车辆b柱。具体实施方式应该理解，这里的描述和附图仅仅是例示性的，在不脱离本公开内容的情况下可以对所公开的组合物、方法和结构进行各种修改和改变。总的来说，为了结合异种金属或金属合金而提供高熵合金。该高熵合金包含等量或近似等量的多种主量元素。高熵合金促进形成固溶体并抑制金属间化合物，尤其是在高温时。因而，固溶体相的结构简单地为面心立方体(fcc)或体心立方体(bcc)或者二者的组合，这与通常在传统合金材料中看到的多相结构不同。在例示性的示例中，该高熵合金包括具有fcc晶体结构的单相固溶体。这种高熵合金可以具有独特的物理和机械特性，这是因为它们仍然具有简单的晶体结构但是晶格由于原子尺寸错配而高度扭曲。该结构还可以通过改变组合物水平来调节，即它可以从fcc转变为bcc，同时增加含铝高熵合金中的例如al内容物的量。高熵合金的固溶体相通过与金属间化合物相比明显高(特别是在高温时)的混合熵而稳定。混合熵可视使用等式δsmix＝rlnn来确定，其中r为气体常数，n为元素的总数目。混合熵的值在组合物在等原子附近时达到最大值。在非限制性示例中，高熵合金可以包含四种或更多种主量元素并且具有大约1.3r的混合熵(δsmix)，其中r为气体常数(8.314j/k摩尔)。可选地，该高熵合金可以包含四种或更多种主量元素，并且具有大于1.5r的δsmix。在非限制性示例中，该高熵合金可以包含四种或更多种主量元素，并且该四种或更多种主量元素可以都构成高熵合金的5到90原子％，并且可选地上该高熵合金可以包括至少四种主量元素，其中每种主量元素以该高熵合金的5至35原子％的量存在。主量元素可以包括但不限于fe、co、ni、hf、si、b、cu、al、mg、w、ta、nb、cr、sn、zr、ti、pd、au、pt、ag、ru、mo、v、re、bi、cd、pb、ge、sb和mn。例如，该高熵合金可以包含如下元素中的四种或更多种：5至90原子％的al；5-90原子％的fe；5-90原子％的mn；5-90原子％的ni；和5-90原子％的cr。可选地，该高熵合金可以包含至少四种或更多种主量元素，其中所述主量元素中的至少四种主量元素均构成高熵合金的5至35原子％。在例示性的示例中，该高熵合金包含如下元素中的四种或更多种：5-35原子％的al；5-35原子％的fe；5-35原子％的mn；5-35原子％的ni；和5-35原子％的cr。该高熵合金的主量元素可以以等摩尔量或以近似等摩尔量存在。可选地，该高熵合金的主量元素中的至少四种主量元素可以以等摩尔量或近似等摩尔量存在。在非限制性示例中，该高熵合金中的每种(或可选地两种、三种或五种)主量元素的相对量的变化不大于15原子％，不大于10原子％或者不大于5原子％。在另选示例中，该高熵合金包含至少四种主量元素，该高熵合金的至少四种主量元素包含该高熵合金的至少90原子％，并且该高熵合金的至少四种主量元素的相对量的变化不大于5原子％。例如，该高熵合金可以包含五种主量元素，并且该高熵合金中的主量元素中的每种主量元素的相对量的变化不大于5原子％，诸如包含22原子％的al、27原子％的fe、26原子％的mn、26原子％的ni和24原子％的cr的高熵合金。除了一般与该高熵合金的主量元素或制造方法相关的杂质之外，该高熵合金可以仅由主量元素构成。可选地，该高熵合金可以包含一种或多种微量元素，每种微量元素构成该高熵合金的小于5原子％。例示性示例包括fe、co、ni、hf、si、b、cu、al、mg、w、ta、nb、cr、sn、zr、ti、pd、au、pt、ag、ru、mo、v、re、bi、cd、pb、ge、sb、mn、zn和它们的混合物。在例示性示例中，该高熵合金中存在的微量元素的总量小于或等于30原子％，可选地小于等于20原子％，可选地小于或等于10原子％，可选地小于5原子％，可选地小于2.5原子％或者可选地小于1.0原子％。高熵合金的主量元素可以构成该高熵合金的至少70原子％，可选地构成该高熵合金的至少80原子％，可选地构成该高熵合金的至少90原子％，并且可选地构成该高熵合金的至少95原子％。在非限制性示例中，该高熵合金的主量元素可以构成该高熵合金的85原子％到95原子％。该高熵合金可以通过各种方法形成，所述各种方法包括但不限于熔融和铸造、锻造或粉末冶金。在非限制性示例中，该高熵合金可以通过使用液相法(包括电弧熔融和感应熔融)、通过使用固相处理诸如使用高能球磨机、通过使用气相处理包括溅射或者通过热喷涂、激光熔覆或电镀来制造。图1至图9b提供了通过本公开内容的高熵合金结合的多材料部件、利用本公开内容的高熵合金结合多材料部件的方法以及包含本公开内容的高熵合金或高熵合金的前体的焊接耗材的例示性示例。如图1所示，可以提供多材料部件5，该多材料部件5包括：第一构件10，该第一构件10包含金属或金属合金，该金属或金属合金包括基本金属；第二构件20，该第二构件20包含金属或金属合金，该金属或金属合金包括基本金属；和第三构件30，该第三构件30将第一构件10结合至第二构件20。第一构件10的金属或金属合金与第二构件20的金属或金属合金不同。在例示性示例中，第一构件10包括铝合金，而第二构件20包括钢。第三构件30包括高熵合金，并且可以完全或至少部分地定位在第一构件10和第二构件20之间。第三构件30可以采取板、片材或箔片等形式，并且第一构件10和第二构件20可以通过一个或多个焊接、机械紧固件、粘合剂或它们的任意组合结合至第三构件30。可选地，第三构件30可以采取位于第一构件10和第二构件20中的一个或两个上的涂层或覆层的形式。因而，第三构件30可以至少部分地位于第一构件10和第二构件20之间以在二者之间提供物理分离并且用作绝缘体以方便减少第一构件10和第二构件20之间的电偶电位。在非限制性示例中，第一构件10和第二构件20利用电阻点焊设备40的电极点焊至第三构件30。在非限制性示例中，第三构件3可以采取厚度从0.10mm到1.0mm，可选地从0.15mm到0.6mm，可选地从0.25mm到0.5mm，并且可选地为0.4mm的片材或箔片条带的形式。可选地，第三构件仅由高熵合金构成。要理解的是，可以在点焊操作之前将第三构件30固定至第一构件10或第二构件20。在例示性示例中，将第三构件30固定至第一构件10，然后将第一构件10与第二构件20相对地定位，其中第三构件30定位在第一构件10和第二构件20之间，之后进行点焊操作，该点焊操作形成了穿过第一构件10、第二构件20和第三构件30中的每个构件的一部分的焊点熔核以将第一构件10结合或者说固定至第二构件20，从而形成多材料部件5。要理解的是，可以使用任何适当的方法将第三构件30固定至第一构件10或第二构件20。例示性示例包括第三构件30到第一构件10和第二构件20中的一个或两个的粘合剂、机械紧固件、焊接和熔覆。尽管图1包括用于将第一构件10结合至第二构件20的仅仅单个第三构件30，但是要理解的是，为了(例如通过点焊)将第一构件10结合至第二构件20，可以在第一构件10和第二构件20之间定位任何数目的第三构件30。还要理解的是，第三构件30可以包括多种高熵合金。在例示性示例中，第三构件30可以包含特别适合于结合(例如点焊)至第一构件10的第一高熵合金和特别适合于结合(例如点焊)至第二构件20的不同于第一高熵合金的第二高熵合金。在这种构造中，第三构件30可以包括其中第一高熵合金(例如利用粘合剂)粘结至第二高熵合金的叠层。在另一个非限制性示例中，第一高熵合金可以固定至第一构件10(例如利用粘合剂、焊接、熔覆或机械紧固件)，第二高熵合金可以固定至第二构件20(例如利用粘合剂、焊接熔覆或机械紧固件)，然后可以将第一构件10相对于第二构件20定位，其中第一高熵合金与第二高熵合金相邻地定位，并且可以执行如图1所示的点焊以形成焊点熔核，从而将第一构件10结合至第二构件20，该焊点熔核包括第一构件10、第一高熵合金、第二高熵合金和第二构件20的一个或多个部分。尽管这里将第一构件10描述为铝合金，并且这里将第二构件20描述为钢，但是要理解的是，第一构件10和第二构件20不限于此。在非限制示例中，第一构件10可以由钢、铝和铝合金、镁和镁合金、以及钛和钛合金构成，而第二构件20可以由钢、铝和铝合金、镁和镁合金以及钛和钛合金构成。铝合金包括但不限于铸造和锻造合金。钢的例示性示例包括先进高强度钢(如双相钢980等级)以及超高强度钢。还要理解的是，第一构件10和第二构件20可以为相同合金，但不同等级。在例示性示例中，第一构件10可以为7000系列铝合金(如7075)，而第二构件20可以是6000系列铝合金(如6061)。在另一个例示性示例中，第一构件10可以是第一钢组合物诸如1500p(在商业上可从arcelormittal获得)，第二构件20可以是与第一钢组合物不同的第二钢组合物诸如jac980yl。还要理解的是，可以对第一构件10和第二构件20中的任一个或两个进行涂覆。例如，第一构件10可以是具有al-si涂层的超高强度钢诸如1500p(在商业上可从arcelormittal获得)，而第二构件20可以是铝合金诸如7075或6061，并且可选地，第三构件30包括至少fe、al和si作为主量元素，并且可选地可以包含fe、al、mn、si、cr作为主量元素以及包括b作为微量元素。1500p的组合物以重量百分比概括如下(余下的是铁(fe)和不可避免的杂质)：cmnsinicrcuspalvtib0.2211.290.280.0130.1930.010.0010.0180.0320.0050.0390.0038在非限制性示例中，第一构件10可以是镀锌钢诸如jac980yl，第二构件20可以是铝合金诸如7075或6061，而第三构件30可选地包含至少fe、al和si作为主量元素，并且可以可选地包含fe、al、mn、si、cr和ni作为主量元素并且包含b作为微量元素。jac980yl是根据日本钢铁联合会标准定义的高性能高抗拉钢。第三构件30的高熵合金可以包含与第一构件10的金属或基本金属相同的第一主量元素，并且可选地包含与第二构件20的金属或基本金属相同的第二主量元素。例如，第一构件10可以包含铝合金，第二构件20可以包含钢，而第三构件30的高熵合金可以包含至少al和fe作为主量元素。在非限制性示例中，第一构件10为镀层钢，第二构件20为铝合金，而第三构件30的高熵合金包含fe、al和第三元素作为主量元素，所述第三元素包含在第二构件20的钢的涂层中。在非限制性示例中，涂层包括si，而第三构件30的高熵合金包含fe、al和si作为主量元素。在另一个非限制性示例中，该涂层包含zn，而第三构件30的高熵合金包含fe、al和zn作为主量元素。可选地，第三构件30的高熵合金包含五种主量元素：al、fe、mn、cr和ni。可选地，第三构件30的高熵合金包含六种主量元素：al、fe、mn、si、cr和ni。在非限制性示例中，第三构件30的高熵合金包含与第一构件10的基本金属相同的第一主量元素、与第一构件10的第二或第三最丰富元素相同的第二主量元素、与第二构件20的基本金属相同的第三主量元素以及与第二构件20的第二或第三最丰富元素相同的第四主量元素。例如，第一构件10可以是含有mg和si作为第二和第三最丰富元素的6061铝合金，第二构件20可以是含有mn和cr作为第二和第三最丰富元素的jac980yl镀层钢，而第三构件30包含al、fe、si和mn，可选地第三构件30包含al、fe、si和cr，并且可选地，第三构件包含al、fe、si、mn和cr。如图2所示，包含高熵合金的第三构件30可以沉积在第一构件10和第二构件20上以形成多材料部件5。第三构件30可以沉积在第一构件10和第二构件20上而未熔化第一构件10或第二构件20。如图3a和图3b所示，该高熵合金(或高熵合金前体组合物)可以以焊接耗材140的形式提供，并且可以向该焊接耗材140施加热源以将包含高熵合金的第三构件30沉积在第一构件10和第二构件20上。然而，要理解，第一构件10和第二构件20中的一个或两个的一部分可以在沉积第三构件30的部分处熔化。可以用来将包含高熵合金的第三构件30沉积在第一构件10和第二构件20上的方法的非限制性示例包括如下方法中的至少一种：电子束焊接、激光束焊接(图4)、等离子电弧焊接、气体保护金属极电弧焊接(图5)、气体保护钨极电弧焊接(图6)、激光熔覆(图7a和7b)、药芯焊丝电弧焊接和埋弧焊。焊接耗材140的高熵合金(或高熵合金前体组合物)可以包括用于与以上描述的第一构件10和第二构件20中的任一个一起使用的以上描述的任何组合物。在例示性示例中，焊接耗材140可以包含与第一构件10的金属或基本金属相同的第一主量元素，可选地包含与第二构件20的金属或基本金属相同的第二主量元素。例如，第一构件10包含铝合金，第二构件20包含钢，而焊接耗材140的高熵合金(或高熵合金前体组合物)至少包含al和fe作为主量元素。可选地，焊接耗材140的高熵合金(或高熵合金前体组合物)包含五种主量元素：al、fe、mn、cr和ni。如图3a和图3b所示，焊接耗材140可以是包括基本填料141的填料焊丝，该基本填料141包含高熵合金或在熔化时形成高熵合金的高熵合金前体组合物。可以围绕芯体基本填料141设置防护物或熔剂142。另选地，可以将熔剂142沉积在填料焊丝(未示出)的芯体中。熔剂142用来防护焊接区域氧化。例如，熔剂142可以在焊接区域上形成防护熔渣以防止该焊接区域受到大气影响和/或形成二氧化碳以保护该焊接区域。这种焊剂涂层是众所周知的，并且经常与自保护焊条一起使用。尽管这里主要针对填料焊丝描述了焊接耗材140，但是该焊接耗材140不限于这种构造，并且可以采取任何适当的形式，包括但不限于箔片、条带、板或粉末形式。还要理解的是，焊接耗材140可以通过用来制作焊接耗材或形成高熵合金的任何方法制成。在非限制性示例中，焊接耗材140可以通过使用液相法(包括电弧熔融和感应熔融)、通过使用固态处理(诸如使用高能球磨机)、通过使用气相处理(包括溅射)或者通过热喷涂、激光熔覆或电镀来制造。在非限制性示例中，该焊接耗材可以是直径为0.8mm到5.0mm，可选地0.8mm到1.75mm，可选地1.50mm到2.5mm，可选地4.50mm到5.00mm，可选地1.0mm，可选地1.2mm，可选地1.6mm，可选地2.0mm，可选地2.4mm，以及可选地4.76mm的填料焊丝。如图4所示，可以从能量源施加激光束110以熔化焊接耗材140，以利用高熵合金将第一构件10结合至第二构件20。如图5所示，提供惰性气体保护金属极焊接设备200，该设备200能够熔化焊接耗材140以利用包含高熵合金的第三构件30将第一构件10结合至第二构件20。如图6所示，惰性气体保护钨极焊接设备250设置有非消耗性电极251，该非消耗性电极251能够熔化焊接耗材140以利用包含高熵合金的第三构件30将第一构件10结合至第二构件20。如图7a和图7b所示，第三构件30可以作为包层或焊接覆层施加至第一构件10和第二构件20。如图7a所示，可以设置激光器120，该激光器120用于向焊接耗材140(采取焊丝形式)施加激光束以形成高熵合金的熔池35，该熔池35固化而形成用于将第一构件10结合至第二构件20的第三构件30。如图7b所示，激光器120可以向采取粉末形式的焊接耗材140施加激光束。粉末焊接耗材140经由喷射喷嘴143供送至激光器120，在此，激光束接触该粉末焊接耗材140而形成高熵合金的熔池35，该熔池35固化而形成第三构件30。要理解，粉末焊接耗材140可以是高熵合金的粉末形式，或者可以是由激光器120熔化而形成高熵合金的金属或金属合金粉末的混合物。尽管关于激光器120描述了第三构件30的包层或覆层，但是要理解的是，可以使用任何适当工艺来施加第三构件30的包层或覆层，这些工艺包括但不限于：手工金属极电弧焊、气体保护钨极电弧焊、气体保护金属极电弧焊、埋弧焊、药芯焊丝电弧焊和等离子转移电弧焊。如图8所示，可以设置高能热源来利用焊接耗材140执行钎焊、熔覆、增材、填充、耐磨堆焊、堆焊、和结合/焊接应用中的任一个。高能热源能够加热第一构件10、第二构件20、焊接耗材140或它们的组合中的任一个以形成熔池35。高能热源可以是包括操作性连接至彼此的激光器设备120和激光器电源130的激光器子系统130/120。激光器设备120能够将激光束110聚集到第一构件10、第二构件20和焊接耗材140或它们的组合中的一个上，并且激光器电源130提供电力以操作激光器设备120。激光器子系统130/120可以是任何类型的高能激光源，包括但不限于二氧化碳、nd:yag、yb-盘、yb-光纤、光纤输送或直接二极管激光器系统。另外，如果具有足够能量，也可以使用白光或石英激光器类型的系统。尽管针对激光器系统描述了高能热源，但是要理解，该参考是示例性的，可以使用任何高强度能源。高能热源的其他非限制性示例可以包括电子束、等离子电弧焊接子系统、气体保护钨极电弧焊接子系统、气体保护金属极焊接子系统、药芯焊丝电弧焊接子系统和埋弧焊子系统中的至少一个。可以设置填料焊丝供送子系统，该填料焊丝供送子系统能够向激光束110附近提供至少一个焊接耗材140。应该理解，熔坑即熔池35可以被认为是仅仅来自于焊接耗材140的高熵合金的一部分，或者是第一构件10和第二构件20中的一个或两个的一部分，具有来自于焊接耗材140的高熵合金。填料焊丝供送子系统可以包括填料焊丝供送器150、接触管160和焊丝焊接电源170。焊丝焊接电源170可以是直流(dc)电源(该电源可以例如是脉冲电源)，不过交流(ac)或其他类型的电源也是可行的。焊丝焊接耗材140从填料焊丝供送器150通过接触管160向第一构件10和/或第二构件20供送并延伸超过接触管160。在操作期间，焊丝焊接耗材140的延伸部分可以通过来自于焊丝焊接电源170的电流而被电阻加热，该焊丝焊接电源170可以操作性连接在接触管160与第一构件10和第二构件20中的一个或二者之间。在进入熔坑35之前，焊丝焊接耗材140的延伸部分可以被电阻加热，从而使得该延伸部分在接触该熔坑之前就接近或达到熔点。因为焊丝焊接耗材140被加热至其熔点或接近其熔点，其在熔坑35中的出现将不会明显地冷却或固化熔池35，并且焊丝焊接耗材140在熔池35内被快速消耗。激光束110(或其他能量源)可以用来将第一构件10和第二构件20中的一个或两个的一些熔化以形成熔坑35。可选地，激光束110(或其他能量源)可以用来仅将焊丝耗材140熔化以形成熔坑35。该系统还可以包括感测和控制单元195。该感测和控制单元195可以操作性连接至焊丝焊接电源170、焊丝供送器150和/或激光器电源130以控制焊接过程。在非限制性示例中，多材料部件5是汽车部件。在例示性示例中，第一构件10为铝合金车顶，而第二构件20为钢车身。在图9a和图9b所示的非限制性示例中，多材料部件5可以包括作为铝合金车顶纵梁的第一构件10和作为钢的b柱的第二构件20。第一构件10可以使用这里公开的任何一种方法使用包含高熵合金的第三部件30固定至第二构件20。如图9a和图9b所示，第二构件20的第一端25可以与第一构件10的朝向侧梁(未示出，该侧梁可以由铝合金或铝构成)向下延伸的部分33重叠。第二构件20的第一端25的边缘37可以利用焊接耗材140焊接至第一构件10以将包括高熵合金的第三构件30沉积在第一构件10和第二构件20上。另外或另选地，第三构件30可以采取板、片材等形式，而第一构件10和第二构件20可以通过一个或多个焊接、机械紧固件、粘合剂或它们的任何组合结合至第三构件30。在非限制性示例中，第三构件30是位于第二构件20的第一端25和第一构件10的部分33之间的片材，并且第一构件10和第二构件20然后利用电阻点焊设备40点焊至第三构件30。尽管为了简化说明的目的，这些方法具有被描述为顺序执行的步骤，但是要理解并认识到，本公开内容不受所例示的顺序限制，一些步骤可以与这里所示和描述的不同顺序和/或与其他步骤同时地发生。将认识到，可以将以上公开的各种特征和其他特征和功能或其替换形式按照期望地组合成许多其他不同的系统或应用中。此外，各种当前没有遇见或预期的另选形式、修改、改变或改进可以在此随后由本领域的技术人员作出，而这些也旨在由随后的权利要求所包含。当前第1页12