1.一种海底电缆焊接用铜铝梯度合金过渡接头的制备方法,其特征在于:以铝复合粉末的复合电沉积为基础,将铜粉和铝粉混合后采用电沉积方式沉积成形,其具体方法为如下:S1:预先使用机械合金化方法,制备不同比例的铜、铝合金粉末;
S2:采用纯铝作为阴极、采用纯铜作为阳极,在纯铝阴极基底上逐层预铺不同铜铝比例的合金粉末薄层,实现沉积高度上从纯铝到纯铜的铜铝比例梯度过渡;
S21:首先在纯铝阴极上预铺铜铝比例一定的铜铝合金粉末薄层,再通过电沉积工艺在粉末间隙沉积铜离子,实现合金粉末与沉积铜的连接,成型致密的铜铝复合薄层;
S22:在铜铝复合薄层再铺设具有一定铜铝比例的铜铝合金粉末薄层,再沉积形成致密铜铝复合薄层;如此逐层预铺合金粉末后沉积成型,获得沉积高度方向铜铝比例梯度变化的致密铜铝合金材料,形成从纯铝到纯铜的梯度材料。
2.根据权利要求1所述的一种海底电缆焊接用铜铝梯度合金过渡接头的制备方法,其特征在于:所述S1中进行机械合金化铜铝合金粉末时,采用氩气作为合金化保护气体,将纯铜粉末与纯铝粉末按照设定比例,先在V型干粉粉混合机内混合5‑10h使其混合均匀;再将混合粉末加入球磨罐,采用直径分别是15mm、10mm、5mm的不锈钢磨球进行球磨,球料比为
10:1‑12:1,添加质量分数为1%‑2%的正庚烷以降低冷焊,采用氩气作球磨保护气体,球磨转速设定为300‑350r/min,球磨时间为70‑100h,从而制备不同铜铝比例的铜铝合金粉末。
3.根据权利要求1所述的一种海底电缆焊接用铜铝梯度合金过渡接头的制备方法,其特征在于:所述S22中在逐层按梯度铺粉时,随着沉积高度的增加,所预铺的合金粉末中铜含量逐渐增多,铜铝比例从0:100逐渐增加直至100:0,直至变为纯铜,依次铺设6‑10种不同铜铝比例的同铝合金粉末。
4.根据权利要求1所述的一种海底电缆焊接用铜铝梯度合金过渡接头的制备方法,其特征在于:所述S2中预铺粉单次铺粉厚度为0.5‑2.0mm,通过送粉轴轮将储粉腔的铜铝合金粉末水平输送至阴极极板处,并将粉末铺设于阴极极板上,通过送粉轴轮的往复运动实现粉末压实。
5.根据权利要求1所述的一种海底电缆焊接用铜铝梯度合金过渡接头的制备方法,其特征在于:所述S2中通过程序设置好路径,产生的数据控制铺粉厚度,铺粉完成并压实后,进行电沉积,沉积过程中铜离子进入阴极的合金粉末间隙中,逐渐填充孔隙实现颗粒间的冶金连接,消除孔洞,获得致密的复合沉积层;完成预铺粉层的连接致密后,通过数据控制铺设下一层待沉积的合金粉末,循环往复完成需要的工件尺寸。
6.根据权利要求1所述的一种海底电缆焊接用铜铝梯度合金过渡接头的制备方法,其特征在于:所述S2中采用电沉积装置进行预铺粉末共沉积时,阴极极板和阳极极板距离在
40‑80mm,合金粉末包括粒度范围在10μm‑50μm的不同粒径的金属粉末,采用CuSO4作为电沉积液,浓度为250g/L,电解液中加入了乙醇、柠檬酸和苯亚磺酸钠,柠檬酸质量浓度为2‑
40g/L,乙醇质量浓度为100‑500mL/L,苯亚磺酸钠质量浓度为0.2‑0.4g/L。
7.根据权利要求1所述的一种海底电缆焊接用铜铝梯度合金过渡接头的制备方法,其特征在于:所述S2中在符合电沉积过程中采用高分子环形滤网限定所预铺合金粉末的厚度和截面尺寸、形状;滤网网孔孔径小于所铺粉末的粒径,孔径为2μm~50μm,沉积过程中电沉积通过滤孔进入预铺粉末间隙,补充铜离子。