Study on Laser Cladding Technology of Copper based on CoCrFeNi High Entropy Alloy Welding Wire

ZHENG YiFei; CAI Zhihui; FENG Daochen; LI Min; ZHANG Cai; WU Danling; ZHENG Wengjian

doi:10.7512/j.issn.1001-2303.2025.11.05

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Study on Laser Cladding Technology of Copper based on CoCrFeNi High Entropy Alloy Welding Wire
Vol. 55, Issue 11, Pages: 31-36(2025)
Received：13 January 2025，

Revised：2025-03-24，

Published：20 November 2025
DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2025.11.05
稿件说明：

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郑逸飞，蔡智会，冯道臣，等.基于CoCrFeNi高熵合金焊丝的紫铜激光熔覆工艺研究［J］.电焊机，2025，55（11）：31-36. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2025.11.05.

ZHENG YiFei, CAI Zhihui, FENG Daochen, et al.Study on Laser Cladding Technology of Copper based on CoCrFeNi High Entropy Alloy Welding Wire[J].Electric Welding Machine, 2025, 55(11): 31-36. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2025.11.05.

摘要

本文针对异种金属焊接中因物理及化学性质差异导致的结合困难问题，采用激光熔覆技术在T2紫铜表面制备CoCrFeNi高熵合金覆层，系统研究送丝速度、焊接速度等关键工艺参数对焊缝成形与结合质量的影响。结果表明，送丝速度显著影响熔覆层形貌，当送丝速度为11.7 mm/s、焊接速度为1.43 mm/s、激光功率为2100 W时，可获得连续均匀、无裂纹气孔的优质焊缝。微观组织分析表明，铜与高熵合金实现良好冶金结合，界面无缺陷，涂层区主要元素含量符合高熵合金成分特征，稀释率约为32%。显微硬度测试显示，覆层区域硬度达193.4 HV，远高于紫铜基体（约50 HV），有效提升了表面力学性能。本研究证实以高熵合金作为过渡层可实现紫铜与异种材料的可靠连接，为电子设备散热构件等领域的异质材料制造提供了新方案。

Abstract

To address the challenges associated with joining dissimilar metals due to differences in their physical and chemical properties

this study employs laser cladding technology to deposit a CoCrFeNi high-entropy alloy coating onto the surface of T2 copper. The effects of key process parameters

including wire feed speed and welding speed

on the morphology and bonding quality of the cladding layer are systematically investigated. The results indicate that the wire feed speed significantly influences the morphology of the cladding layer. Optimal parameters—specifically

a wire feed speed of 11.7 mm/s

a welding speed of 1.43 mm/s

and a laser power of 2 100 W—yield a continuous and uniform weld free of cracks and pores. Microstructural analysis confirms a sound metallurgical bond between copper and the high-entropy alloy without defects at the interface. The main elements in the coating zone align with the compositional characteristics of high-entropy alloys

and the dilution rate is approximately 32%. Microhardness tests demonstrate that the coating region reaches a hardness of up to 193.4 HV

significantly higher than that of the copper substrate (~50 HV)

thereby effectively enhancing the surface mechanical properties. This study demonstrates that using a high-entropy alloy as an intermediate layer enables reliable joining of copper to dissimilar materials

offering a promising approach for manufacturing hybrid structures in applications such as heat dissipation components for electronic devices.

关键词

Keywords

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