[发明专利]一种铜合金激光-冷金属过渡复合热源增材制造的方法

权利要求书

1.一种铜合金激光-冷金属过渡复合热源增材制造的方法，其特征在于，采用激光与冷金属过渡电弧作为复合热源，通过熔化铜合金焊丝进行堆焊，铜合金制品由堆焊层逐层叠加，包括以下步骤：

(1)将激光与冷金属过渡过渡电弧组成复合热源，焊丝作为熔化极由冷金属过渡电弧焊枪送出，冷金属过渡电弧焊枪位于基板上方，冷金属过渡电弧焊枪外设有保护气喷嘴，激光焊枪发射的激光照射在基板上；

(2)保护气喷嘴预通保护气一定时间后，在基板上选定起弧位置，先启动冷金属过渡电弧，再启动激光，根据焊道布局进行第一层激光-冷金属过渡复合焊堆焊，每道堆焊层高为0.5-2mm，层宽为2-6mm；

(3)完成第一焊接层后，关闭激光和冷金属过渡电弧，保护气喷嘴继续送保护气3-5s，然后将复合焊枪提高0.5-2mm，将其移至适当位置，再在第一焊层上进行如步骤(2)所述进行第二层堆焊焊件；

(4)重复步骤(3)，直至完成铜合金制品的制造。

2.根据权利要求1所述的铜合金激光-冷金属过渡复合热源增材制造的方法，其特征在于：所述步骤(1)或步骤(2)堆焊层包含多道焊缝，完成前一道焊缝后，冷金属过渡电弧焊枪和激光焊枪侧移1-3mm后进行下一道堆焊，两道焊缝搭接宽度为1-3mm。

3.根据权利要求1所述的铜合金激光-冷金属过渡复合热源增材制造的方法，其特征在于：所述步骤(1)中冷金属过渡电弧焊枪的中轴线与基板上表面的夹角为60-70°，保护气喷嘴的中轴线与基板上表面的夹角为40-60°，激光与基板的法线方向夹角为5-15°，冷金属过渡电弧在基板上的斑点与激光在基板上的斑点距离为0-3mm。

4.根据权利要求1所述的铜合金激光-冷金属过渡复合热源增材制造的方法，其特征在于：所述步骤(1)和步骤(2)中激光功率为400-800W，激光的离焦量为0-3mm，焊接电流为50-150A，焊接电压8-17V，冷金属过渡电弧焊枪的送丝速度2.5-6m/min，，冷金属过渡电弧焊枪的焊接速度1-2m/min。

5.根据权利要求1所述的铜合金激光-冷金属过渡复合热源增材制造的方法，其特征在于：所述步骤(2)和步骤(3)中保护气为纯氩或纯氦及其两者混合气体。

6.根据权利要求1所述的铜合金激光-冷金属过渡复合热源增材制造的方法，其特征在于：所述步骤(2)和步骤(3)中保护气喷嘴的保护气体流量15-25L/min，冷金属过渡电弧焊枪喷出焊保护气体，焊保护气体的流量为15-25L/min。

7.根据权利要求1所述的铜合金激光-冷金属过渡复合热源增材制造的方法，其特征在于：所述步骤(1)中的焊丝为铜合金焊丝，铜合金焊丝为ERCuSi-A或ERCuAl-A2，焊丝直径为1.0mm-2.0mm。

8.根据权利要求1所述的铜合金激光-冷金属过渡复合热源增材制造的方法，其特征在于：所述步骤(1)中基板为QSi3-1青铜合金。