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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111558765A(43)申请公布日2020.08.21(21)申请号202010300840.5(22)申请日2020.04.16(71)申请人西安理工大学地址710048陕西省西安市碑林区金花南路5号(72)发明人张敏张云龙王刚仝雄伟许帅杜明科(74)专利代理机构西安弘理专利事务所61214代理人燕肇琪(51)Int.Cl.B23K9/173(2006.01)B23K9/04(2006.01)B23K9/235(2006.01)B33Y10/00(2015.01)B33Y40/10(2020.01)权利要求书1页说明书6页附图1页(54)发明名称一种GMAW电弧增材制造铜-钢复合材料的制备方法(57)摘要本发明公开的一种GMAW电弧增材制造铜-钢复合材料的制备方法,具体操作步骤为:步骤1:首先将低碳钢板表面进行机械打磨,除去表面附着的铁锈,然后放入超声波仪器中进行无水乙醇清洗,以除去低碳钢表面的油污,最后将处理好的低碳钢板放入真空箱式加热炉中进行预热处理;步骤2:将低碳钢焊丝和纯铜焊丝进行表面处理;步骤3:采用熔化极气体保护焊技术,进行电弧增材堆焊,得到铜-钢复合双金属薄壁墙体结构。该方法解决了目前铜/钢异质材料间存在的常见焊接缺陷等问题,极大程度上提高了复合材料的力学性能。CN111558765ACN111558765A权利要求书1/1页1.一种GMAW电弧增材制造铜-钢复合材料的制备方法,其特征在于,具体操作步骤为:步骤1:首先将低碳钢板表面进行机械打磨,除去表面附着的铁锈,然后放入超声波仪器中进行无水乙醇清洗,以除去低碳钢表面的油污,最后将处理好的低碳钢板放入真空箱式加热炉中进行预热处理;步骤2:将低碳钢焊丝和纯铜焊丝进行表面处理;步骤3:采用熔化极气体保护焊技术,进行电弧增材堆焊,得到铜-钢复合双金属薄壁墙体结构。2.根据权利要求1所述的一种GMAW电弧增材制造铜-钢复合材料的制备方法,其特征在于,步骤1中,低碳钢板为:Q345钢板。3.根据权利要求1所述的一种GMAW电弧增材制造铜-钢复合材料的制备方法,其特征在于,步骤1中,超声波清洗的时间为:15min~30min,预热处理的温度为:100℃~200℃。4.根据权利要求1所述的一种GMAW电弧增材制造铜-钢复合材料的制备方法,其特征在于,步骤2中,低碳钢焊丝为:H08C焊丝,纯铜焊丝为:S201焊丝。5.根据权利要求1所述的一种GMAW电弧增材制造铜-钢复合材料的制备方法,其特征在于,步骤2中,低碳钢焊丝和纯铜焊丝进行表面处理的具体过程均为:先进行无水乙醇擦拭,然后在温度为40℃~60℃的条件下烘干。6.根据权利要求1所述的一种GMAW电弧增材制造铜-钢复合材料的制备方法,其特征在于,步骤3中,钢侧焊接工艺具体参数为:焊接电流:180A~220A、焊接电压:20V~24V、焊接速度:0.2mm/min~0.3mm/min、摆幅宽度:3mm~3.2mm、摆弧频率:4~4.5Hz、保护气体为:体积分数为90%Ar+体积分数为10%CO2的混合气体,以上组分体积百分比之和为100%;铜侧焊接工艺具体参数为:焊接电流:210A~250A、焊接电压:22V~26V、焊接速度:0.2mm/min~0.3mm/min、摆幅宽度:2.8mm~3.0mm、摆弧频率:3.5-4Hz、保护气体:体积分数为99.99%的Ar气。7.根据权利要求1所述的一种GMAW电弧增材制造铜-钢复合材料的制备方法,其特征在于,步骤3中,低碳钢焊丝和纯铜焊丝伸出长度均为:6mm~10mm;层间冷却时间:0.5min~1min,层间冷却温度:80℃~120℃。2CN111558765A说明书1/6页一种GMAW电弧增材制造铜-钢复合材料的制备方法技术领域[0001]本发明属于金属材料增材制造领域,具体涉及一种GMAW电弧增材制造铜-钢复合材料的制备方法。背景技术[0002]随着现代工业技术的发展,异种金属焊接构件兼备两种材料的优良性能,被大量使用于各个领域。随之,异种材料间焊接性和服役后的情况等问题也日益突出,目前如何将性质和功能不同的两种材料实现有效的结合,是各个科研机构关注的热题,如大型变压器油箱结构件中,往往会选用合金钢作为内壳体,用铜及其铜合金作为壳体外面的金属保护罩,不但可以降低变压器工作时的热损耗,避免出现局部过热现象,而且还能够吸收外界磁场的干扰,以降低变压器机组工作时外界磁场对内部工作磁场的磁干扰问题。但是两者物理性质差异很大,无论是从焊接性原理方面,还是从技术操作方面来看,都会相比于同种材料之间焊接的难度系数大。电弧增材制造(AdditiveManufacturing)是基于离散-堆积的原理,利用材料进行