CN113399937A - 结合热处理过程的铜/钢双金属复合结构件及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的结合热处理过程的铜/钢双金属复合结构件的制备方法，具体操作步骤为：步骤1：选择低碳钢作为增材制备的基板材料，并采用机械清理的方法去除表面杂质；步骤2：准备三种焊丝作为钢侧用原料、铜侧用原料及过渡层用原料；按照先钢侧，然后过渡层，最后铜侧的顺序，采用层间往返式增材工艺进行堆积，得到成型件；步骤3：采用机械打磨和线切割结合的方式，对步骤2得到的成型件表面进行处理；步骤4：对步骤3中所制备的成型件进行热处理。该方法提高了成型件的表面硬度，降低了铜钢界面结合区域残余应力，提高了产品的服役可靠性。还公开了应用该方法制备得到的结合热处理过程的铜/钢双金属复合结构件。

Description

结合热处理过程的铜/钢双金属复合结构件及制备方法
技术领域
本发明属于金属材料增材制造领域，具体涉及一种结合热处理过程的铜/钢双金属复合结构件，还涉及该种结合热处理过程的铜/钢双金属复合结构件的制备方法。
背景技术
随着工业制造技术的快速发展，单一材料的结构已然无法满足工程领域的服役要求，各种零件结构逐步向梯度化、多功能化方向发展。因此，铜/钢异种金属复合件的发展便成为一种趋势，不仅可以使两种材料的优势得以充分发挥，也可以降低金属铜的使用量，从而降低企业的生产制造成本。但大多数铜/钢复合件的制备都是以板材对接焊为主，无法实现复杂零部件的一次成型；而电弧增材制造技术区别于传统的加工制造技术，它是以电弧作为热源，根据路径设计逐层沉积以达到规定形状的制造技术。由于其成型件具有致密度高、冶金结合性良好，且沉积效率和材料利用率较高，因此，该技术被广泛应用于航空、航天、化工等领域中复杂零件的制备。但成型件的综合力学性能经常达不到服役要求，主要原因主要有以下两个方面。第一，电弧增材过程中热量积累严重，导致晶粒粗化严重；第二，由于铜/钢异种材料的热物理性质差异较大，使得成型件在之后的冷却过程中内部具有较大的残余应力，影响结构件的强度。
发明内容
本发明的目的是提供一种结合热处理过程的铜/钢双金属复合结构件的制备方法，该方法提高了成型件的表面硬度，降低了铜钢界面结合区域残余应力，提高了成型件的综合力学性能，提高了产品的服役可靠性。
本发明的第二个目的是提供一种结合热处理过程的铜/钢双金属复合结构件。
本发明所采用的技术方案是，结合热处理过程的铜/钢双金属复合结构件的制备方法，具体操作步骤为：
步骤1：选择低碳钢作为增材制备的基板材料，并采用机械清理的方法去除表面杂质；
步骤2：选择型号为ER50-6、H08MnA或ER49-1的碳钢焊丝作为钢侧用原料；选择型号为S201、HS211或HS216的焊丝作为用铜侧用原料；选择自制Cu-Ni药芯焊丝作为过渡层用原料；按照先钢侧，然后过渡层，最后铜侧的顺序，采用层间往返式增材工艺进行堆积，得到成型件；
步骤3：采用机械打磨和线切割结合的方式，对步骤2得到的成型件表面进行处理；
步骤4：对步骤3中所制备的成型件进行热处理。
本发明的特征还在于，
步骤1中，低碳钢的型号为Q345B、Q275或Q235。
步骤2中，Cu-Ni药芯焊丝包括有焊皮及药芯，焊皮为宽度7mm的T2纯铜带，药芯成分为100％的镍粉，镍粉的颗粒度为100-200目。
步骤2中，钢侧用焊丝的规格为Φ1.2-1.6mm；铜侧用焊丝的规格为Φ1.2-1.6mm；过渡层用焊丝的规格为Φ1.2-1.6mm。
步骤2中，增材工艺具体参数为：①钢侧：钢侧的堆积层数为15～20层；具体的工艺参数为：焊接电流为175～205A，焊接电压为20～25V，焊丝干伸长度10～15mm，焊接速度为5～8mm/s；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％，气体流量15～20L/min；②过渡层：过渡层金属堆积层数为1～2层，具体的工艺参数为：焊接电流为210～235A，电压为22～26V，焊接速度4～6mm/s，焊丝干伸长度10～15mm；③铜侧：铜侧的堆积层数为15～20层；具体的工艺参数为：焊接电流为220～245A，焊接电压为23～27V，焊丝干伸长度10～15mm，焊接速度4～6mm/s；
其中，过渡层及铜侧选用的保护气体均为体积分数99.99％的纯氩气，气体流量15～20L/min。
步骤2中，为提高结构件的成型质量，增材过程中设置一定的摆弧参数。其中，焊接过程中摆动幅度均为3～3.6mm，摆弧频率均为4～4.5Hz。
步骤3中，成型件表面进行处理后的粗糙度为1.6-1.8。
步骤4中，对成型件的热处理工艺具体为：800～850℃淬火，保温30～60min，水冷；然后进行400～450℃回火，保温60～80min后，随炉冷却。
本发明所采用的第二种技术方案是，结合热处理过程的铜/钢双金属复合结构件，由上述制备方法制备得到。
本发明的有益效果是：
(1)本发明复合件以Ni为铜/钢双金属过渡层的主要组元，可以提高界面的冶金结合性能，实现梯度过渡。
(2)本发明方法采用层间往复式增材方式，可以避免收弧处的塌陷问题，提高成型件的质量。
(3)本发明方法中对成型件进行热处理，可以细化晶粒、降低残余应力，大大提高增材件的服役性能。其中，淬火可以大大提高成型件的表面硬度，回火可以改善组织、降低残余应力。
附图说明
图1为本发明实施例3所制备的铜/钢双金属复合结构件铜侧显微组织形貌图；
图2为本发明实施例3所制备的铜/钢双金属复合结构件梯度过渡界面的宏观形貌。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明提供一种结合热处理过程的铜/钢双金属复合结构件的制备方法，具体操作步骤为：
步骤1：选择低碳钢作为增材制备的基板材料，并采用机械清理的方法去除表面杂质；
步骤1中，低碳钢的型号为Q345B、Q275或Q235。
步骤2：选择型号为ER50-6、H08MnA或ER49-1的碳钢焊丝作为钢侧用原料；选择型号为S201、HS211或HS216的焊丝作为用铜侧用原料；选择自制Cu-Ni药芯焊丝作为过渡层用原料；按照先钢侧，然后过渡层，最后铜侧的顺序，采用层间往返式增材工艺进行堆积，得到成型件；
步骤2中，Cu-Ni药芯焊丝包括有焊皮及药芯，焊皮为宽度7mm的T2纯铜带，药芯成分为100％的镍粉，镍粉的颗粒度为100-200目。
步骤2中，钢侧用焊丝的规格为Φ1.2-1.6mm；铜侧用焊丝的规格为Φ1.2-1.6mm；过渡层用焊丝的规格为Φ1.2-1.6mm。
步骤2中，增材工艺具体参数为：①钢侧：钢侧的堆积层数为15～20层；具体的工艺参数为：焊接电流为175～205A，焊接电压为20～25V，焊丝干伸长度10～15mm，焊接速度为5～8mm/s；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％，气体流量15～20L/min；②过渡层：过渡层金属堆积层数为1～2层，具体的工艺参数为：焊接电流为210～235A，电压为22～26V，焊接速度4～6mm/s，焊丝干伸长度10～15mm；③铜侧：铜侧的堆积层数为15～20层；具体的工艺参数为：焊接电流为220～245A，焊接电压为23～27V，焊丝干伸长度10～15mm，焊接速度4～6mm/s；其中，过渡层及铜侧选用的保护气体均为体积分数99.99％的纯氩气，气体流量15～20L/min。
步骤2中，为提高结构件的成型质量，增材过程中设置一定的摆弧参数。其中，焊接过程中摆动幅度均为3～3.6mm，摆弧频率均为4～4.5Hz。
步骤2中，每道沉积层必须进行必要的机械清理，防止夹杂。
步骤3：采用机械打磨和线切割结合的方式，对步骤2得到的成型件表面进行处理；
步骤3中，成型件表面进行处理后的粗糙度为1.6-1.8。
步骤4：对步骤3中所制备的成型件进行热处理，即得。
步骤4中，对成型件的热处理工艺具体为：800～850℃淬火，保温30～60min，水冷；然后进行400～450℃回火，保温60～80min后，随炉冷却。
本发明还提供一种结合热处理过程的铜/钢双金属复合结构件，由上述制备方法制备得到。
各个实施例中经步骤3处理后得到的未热处理前界铜钢界面结合区域的残余应力为280～320Mpa。
实施例1
步骤1，基板材料的选择与表面处理。选用Q345B作为增材的基板材料，其规格为：长×宽×厚＝200×120×5mm。对基本表面进行机械打磨，去除表面杂质、油污。
步骤2，增材工艺与原料的选择。选择钢侧、铜侧以及过渡层三种原料分别为ER50-6碳钢焊丝、S201焊丝、自制Cu-Ni药芯焊丝，其丝径规格均为Φ1.2mm。其中，Cu-Ni药芯焊丝的外皮材料为宽度7mm的T2纯铜带，药粉成分为100％的纯Ni粉，镍粉的颗粒度为100目。铜侧、钢侧的堆积层数为18层。双金属材料的制备工艺参数具体为：①钢侧：焊接电流为175A，焊接电压为20V，焊丝干伸长度15mm，焊接速度为5mm/s，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％，气体流量15L/min；②过渡层：过渡层金属堆积层数为2层，具体的工艺参数为：焊接电流为210A，电压为22V，焊接速度4mm/s，焊丝干伸长度15mm；③铜侧：焊接电流为220A，焊接电压为23V，焊丝干伸长度15mm，焊接速度4mm/s。其中，过渡层及铜侧选用的保护气体均为体积分数99.99％的纯氩气，气体流量15L/min。摆弧参数具体为：摆动幅度为3.2mm，摆弧频率4.5Hz。另外，制备过程选用层间往复式增材路径，且每一层都要进行机械清理，防止夹杂。
步骤3，为了便于残余应力的测量，采用机械打磨和线切割结合的方式，对步骤2所制备的成型件表面进行处理，提高其平整度，成型件表面进行处理后的粗糙度为1.6。
步骤4，采用合理的热处理工艺对步骤3中所制备的成型件进行组织、性能的优化。具体工艺为：800℃淬火，保温30min，水冷；然后进行400℃回火，保温60min后，随炉冷却。
实施例1中采用一种用于铜/钢双金属复合件的性能优化方法制备的梯度复合材料结构件，经力学性能和微观组织观察，发现墙壁结构成型良好，铜侧柱状晶组织有一定程度的细化。经热处理后，铜侧显微硬度达到了127.8HV0.1，界面平均残余应力为245Mpa。
实施例2
步骤1，基板材料的选择与表面处理。选用Q345B作为增材的基板材料，其规格为：长×宽×厚＝200×120×5mm。对基本表面进行机械打磨，去除表面杂质、油污。
步骤2，增材工艺与原料的选择。选择钢侧、铜侧以及过渡层三种原料分别为ER50-6碳钢焊丝、S201焊丝、自制Cu-Ni药芯焊丝，其丝径规格均为Φ1.6mm。其中，Cu-Ni药芯焊丝的外皮材料为宽度7mm的T2纯铜带，药粉成分为100％的纯Ni粉，镍粉的颗粒度为100目。铜侧、钢侧的堆积层数为15层。双金属材料的制备工艺参数具体为：①钢侧：焊接电流为180A，焊接电压为21V，焊丝干伸长度15mm，焊接速度为5.5mm/s，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％，气体流量16L/min；②过渡层：过渡层金属堆积层数为1层，具体的工艺参数为：焊接电流为215A，电压为23V，焊接速度4.5mm/s，焊丝干伸长度15mm；③铜侧：焊接电流为225A，焊接电压为24V，焊丝干伸长度15mm，焊接速度4.5mm/s。其中，过渡层及铜侧选用的保护气体均为体积分数99.99％的纯氩气，气体流量15L/min。摆弧参数具体为：摆动幅度为3.2mm，摆弧频率4.5Hz。另外，制备过程选用层间往复式增材路径，且每一层都要进行机械清理，防止夹杂。
步骤3，为了便于残余应力的测量，采用机械打磨和线切割结合的方式，对步骤2所制备的成型件表面进行处理，提高其平整度，成型件表面进行处理后的粗糙度为1.8。
步骤4，采用合理的热处理工艺对步骤3中所制备的成型件进行组织、性能的优化。具体工艺为：810℃淬火，保温40min，水冷；然后进行410℃回火，保温60min后，随炉冷却。
实施例2中采用一种用于铜/钢双金属复合件的性能优化方法制备的梯度复合材料结构件，经力学性能和微观组织观察，发现墙壁结构成型良好。经热处理后，铜侧显微硬度达到了132.5HV0.1，残余应力为215Mpa。
实施例3
步骤1，基板材料的选择与表面处理。选用Q345B作为增材的基板材料，其规格为：长×宽×厚＝200×120×5mm。对基本表面进行机械打磨，去除表面杂质、油污。
步骤2，增材工艺与原料的选择。选择钢侧、铜侧以及过渡层三种原料分别为ER50-6碳钢焊丝、S201焊丝、自制Cu-Ni药芯焊丝，其丝径规格均为Φ1.2mm。其中，Cu-Ni药芯焊丝的外皮材料为宽度7mm的T2纯铜带，药粉成分为100％的纯Ni粉，镍粉的颗粒度为100目。铜侧、钢侧的堆积层数为18层。双金属材料的制备工艺参数具体为：①钢侧：焊接电流为190A，焊接电压为22V，焊丝干伸长度15mm，焊接速度为6mm/s，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％，气体流量18L/min；②过渡层：过渡层金属堆积层数为1层，具体的工艺参数为：焊接电流为225A，电压为24V，焊接速度5mm/s，焊丝干伸长度15mm；③铜侧：焊接电流为230A，焊接电压为25V，焊丝干伸长度15mm，焊接速度5mm/s。其中，过渡层及铜侧选用的保护气体均为体积分数99.99％的纯氩气，气体流量18L/min。摆弧参数具体为：摆动幅度为3.2mm，摆弧频率4.5Hz。另外，制备过程选用层间往复式增材路径，且每一层都要进行机械清理，防止夹杂。
步骤3，为了便于残余应力的测量，采用机械打磨和线切割结合的方式，对步骤2所制备的成型件表面进行处理，提高其平整度，成型件表面进行处理后的粗糙度为1.7。
步骤4，采用合理的热处理工艺对步骤3中所制备的成型件进行组织、性能的优化。具体工艺为：820℃淬火，保温45min，水冷；然后进行420℃回火，保温65min后，随炉冷却。
实施例3中采用一种用于铜/钢双金属复合件的性能优化方法制备的梯度复合材料结构件，经力学性能和微观组织观察，发现墙壁结构成型良好，实现了明显的梯度过渡，且冶金结合较好，如附图1、2所示。经热处理后，铜侧柱状晶组织发生了明显的细化现象，如附图2所示，铜侧显微硬度达到了147.6HV0.1，残余应力为195Mpa。
实施例4
步骤1，基板材料的选择与表面处理。选用Q235作为增材的基板材料，其规格为：长×宽×厚＝200×120×5mm。对基本表面进行机械打磨，去除表面杂质、油污。
步骤2，增材工艺与原料的选择。钢侧、铜侧以及过渡层三种原料分别为ER50-6碳钢焊丝、S201焊丝、自制Cu-Ni药芯焊丝，其丝径规格均为Φ1.4mm。其中，Cu-Ni药芯焊丝的外皮材料为宽度7mm的T2纯铜带，药粉成分为100％的纯Ni粉，镍粉的颗粒度为100目。铜侧、钢侧的堆积层数为20层。双金属材料的制备工艺参数具体为：①钢侧：焊接电流为200A，焊接电压为23V，焊丝干伸长度15mm，焊接速度为6.5mm/s，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％，气体流量18L/min；②过渡层：过渡层金属堆积层数为1层，具体的工艺参数为：焊接电流为230A，电压为25V，焊接速度5.5mm/s，焊丝干伸长度15mm；③铜侧：焊接电流为240A，焊接电压为26V，焊丝干伸长度15mm，焊接速度5.5mm/s。其中，过渡层及铜侧选用的保护气体均为体积分数99.99％的纯氩气，气体流量18L/min。摆弧参数具体为：摆动幅度为3.2mm，摆弧频率4.5Hz。另外，制备过程选用层间往复式增材路径，且每一层都要进行机械清理，防止夹杂。
步骤3，为了便于残余应力的测量，采用机械打磨和线切割结合的方式，对步骤2所制备的成型件表面进行处理，提高其平整度，成型件表面进行处理后的粗糙度为1.6。
步骤4，采用合理的热处理工艺对步骤3中所制备的成型件进行组织、性能的优化。具体工艺为：830℃淬火，保温50min，水冷；然后进行430℃回火，保温70min后，随炉冷却。
实施例4中采用一种用于铜/钢双金属复合件的性能优化方法制备的梯度复合材料结构件，经力学性能和微观组织观察，发现墙壁结构成型良好。经热处理后，铜侧显微硬度达到了125.8HV0.1，残余应力为236Mpa。
实施例5
步骤1，基板材料的选择与表面处理。选用Q275作为增材的基板材料，其规格为：长×宽×厚＝200×120×5mm。对基本表面进行机械打磨，去除表面杂质、油污。
步骤2，增材工艺与原料的选择。选择钢侧、铜侧以及过渡层三种原料分别为ER50-6碳钢焊丝、S201焊丝、自制Cu-Ni药芯焊丝，其丝径规格均为Φ1.2mm。其中，Cu-Ni药芯焊丝的外皮材料为宽度7mm的T2纯铜带，药粉成分为100％的纯Ni粉，镍粉的颗粒度为100目。铜侧、钢侧的堆积层数为19层。双金属材料的制备工艺参数具体为：①钢侧：焊接电流为205A，焊接电压为25V，焊丝干伸长度15mm，焊接速度为8mm/s，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％，气体流量20L/min；②过渡层：过渡层金属堆积层数为2层，具体的工艺参数为：焊接电流为235A，电压为26V，焊接速度6mm/s，焊丝干伸长度15mm；③铜侧：焊接电流为245A，焊接电压为27V，焊丝干伸长度15mm，焊接速度6mm/s。其中，过渡层及铜侧选用的保护气体均为体积分数99.99％的纯氩气，气体流量20L/min。摆弧参数具体为：摆动幅度为3.2mm，摆弧频率4.5Hz。另外，制备过程选用层间往复式增材路径，且每一层都要进行机械清理，防止夹杂。
步骤3，为了便于残余应力的测量，采用机械打磨和线切割结合的方式，对步骤2所制备的成型件表面进行处理，提高其平整度，成型件表面进行处理后的粗糙度为1.8。
步骤4，采用合理的热处理工艺对步骤3中所制备的成型件进行组织、性能的优化。具体工艺为：850℃淬火，保温60min，水冷；然后进行450℃回火，保温80min后，随炉冷却。
实施例5中采用一种用于铜/钢双金属复合件的性能优化方法制备的梯度复合材料结构件，经力学性能和微观组织观察，发现墙壁结构成型良好。经热处理后，铜侧显微硬度为127.5HV0.1，残余应力为245Mpa。
实施例6
步骤1，基板材料的选择与表面处理。选用Q345B作为增材的基板材料，其规格为：长×宽×厚＝200×120×5mm。对基本表面进行机械打磨，去除表面杂质、油污。
步骤2，增材工艺与原料的选择。选择钢侧、铜侧以及过渡层三种原料分别为H08MnA碳钢焊丝、HS211焊丝、自制Cu-Ni药芯焊丝，其丝径规格均为Φ1.2mm。其中，Cu-Ni药芯焊丝的外皮材料为宽度7mm的T2纯铜带，药粉成分为100％的纯Ni粉，镍粉的颗粒度为100目。铜侧、钢侧的堆积层数为18层。双金属材料的制备工艺参数具体为：①钢侧：焊接电流为175A，焊接电压为20V，焊丝干伸长度15mm，焊接速度为5mm/s，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％，气体流量15L/min；②过渡层：过渡层金属堆积层数为2层，具体的工艺参数为：焊接电流为210A，电压为22V，焊接速度4mm/s，焊丝干伸长度15mm；③铜侧：焊接电流为220A，焊接电压为23V，焊丝干伸长度15mm，焊接速度4mm/s。其中，过渡层及铜侧选用的保护气体均为体积分数99.99％的纯氩气，气体流量15L/min。摆弧参数具体为：摆动幅度为3.2mm，摆弧频率4.5Hz。另外，制备过程选用层间往复式增材路径，且每一层都要进行机械清理，防止夹杂。
步骤3，为了便于残余应力的测量，采用机械打磨和线切割结合的方式，对步骤2所制备的成型件表面进行处理，提高其平整度，成型件表面进行处理后的粗糙度为1.6。
步骤4，采用合理的热处理工艺对步骤3中所制备的成型件进行组织、性能的优化。具体工艺为：800℃淬火，保温30min，水冷；然后进行400℃回火，保温60min后，随炉冷却。
实施例6中采用一种用于铜/钢双金属复合件的性能优化方法制备的梯度复合材料结构件，经力学性能和微观组织观察，发现墙壁结构成型良好，铜侧柱状晶组织有一定程度的细化。经热处理后，铜侧显微硬度达到了126.5HV0.1，界面平均残余应力为246Mpa。
实施例7
步骤1，基板材料的选择与表面处理。选用Q345B作为增材的基板材料，其规格为：长×宽×厚＝200×120×5mm。对基本表面进行机械打磨，去除表面杂质、油污。
步骤2，增材工艺与原料的选择。选择钢侧、铜侧以及过渡层三种原料分别为ER49-1碳钢焊丝、HS216焊丝、自制Cu-Ni药芯焊丝，其丝径规格均为Φ1.2mm。其中，Cu-Ni药芯焊丝的外皮材料为宽度7mm的T2纯铜带，药粉成分为100％的纯Ni粉，镍粉的颗粒度为100目。铜侧、钢侧的堆积层数为18层。双金属材料的制备工艺参数具体为：①钢侧：焊接电流为175A，焊接电压为20V，焊丝干伸长度15mm，焊接速度为8mm/s，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％，气体流量15L/min；②过渡层：过渡层金属堆积层数为2层，具体的工艺参数为：焊接电流为210A，电压为22V，焊接速度4mm/s，焊丝干伸长度15mm；③铜侧：焊接电流为230A，焊接电压为26V，焊丝干伸长度15mm，焊接速度4mm/s。其中，过渡层及铜侧选用的保护气体均为体积分数99.99％的纯氩气，气体流量15L/min。摆弧参数具体为：摆动幅度为3.2mm，摆弧频率4.5Hz。另外，制备过程选用层间往复式增材路径，且每一层都要进行机械清理，防止夹杂。
步骤3，为了便于残余应力的测量，采用机械打磨和线切割结合的方式，对步骤2所制备的成型件表面进行处理，提高其平整度，成型件表面进行处理后的粗糙度为1.6。
步骤4，采用合理的热处理工艺对步骤3中所制备的成型件进行组织、性能的优化。具体工艺为：820℃淬火，保温60min，水冷；然后进行420℃回火，保温60min后，随炉冷却。
实施例7中采用一种用于铜/钢双金属复合件的性能优化方法制备的梯度复合材料结构件，经力学性能和微观组织观察，发现墙壁结构成型良好，铜侧柱状晶组织有一定程度的细化。经热处理后，铜侧显微硬度达到了128.5HV0.1，界面平均残余应力为244Mpa。

Claims (9)

1.结合热处理过程的铜/钢双金属复合结构件的制备方法，其特征在于，具体操作步骤为：
步骤1：选择低碳钢作为增材制备的基板材料，并采用机械清理的方法去除表面杂质；
步骤2：选择型号为ER50-6、H08MnA或ER49-1的碳钢焊丝作为钢侧用原料；选择型号为S201、HS211或HS216的焊丝作为用铜侧用原料；选择自制Cu-Ni药芯焊丝作为过渡层用原料；按照先钢侧，然后过渡层，最后铜侧的顺序，采用层间往返式增材工艺进行堆积，得到成型件；
步骤3：采用机械打磨和线切割结合的方式，对步骤2得到的成型件表面进行处理；
步骤4：对步骤3中所制备的成型件进行热处理。
2.根据权利要求1所述的结合热处理过程的铜/钢双金属复合结构件的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述低碳钢的型号为Q345B、Q275或Q235。
3.根据权利要求1所述的结合热处理过程的铜/钢双金属复合结构件的制备方法，其特征在于，步骤2中，Cu-Ni药芯焊丝包括有焊皮及药芯，焊皮为宽度7mm的T2纯铜带，药芯成分为100％的镍粉，镍粉的颗粒度为100-200目。
4.根据权利要求1所述的结合热处理过程的铜/钢双金属复合结构件的制备方法，其特征在于，步骤2中，钢侧用焊丝的规格为Φ1.2-1.6mm；铜侧用焊丝的规格为Φ1.2-1.6mm；过渡层用焊丝的规格为Φ1.2-1.6mm。
5.根据权利要求1所述的结合热处理过程的铜/钢双金属复合结构件的制备方法，其特征在于，步骤2中，增材工艺具体参数为：①钢侧：钢侧的堆积层数为15～20层；具体的工艺参数为：焊接电流为175～205A，焊接电压为20～25V，焊丝干伸长度10～15mm，焊接速度为5～8mm/s；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％，气体流量15～20L/min；②过渡层：过渡层金属堆积层数为1～2层，具体的工艺参数为：焊接电流为210～235A，电压为22～26V，焊接速度4～6mm/s，焊丝干伸长度10～15mm；③铜侧：铜侧的堆积层数为15～20层；具体的工艺参数为：焊接电流为220～245A，焊接电压为23～27V，焊丝干伸长度10～15mm，焊接速度4～6mm/s；
其中，过渡层及铜侧选用的保护气体均为体积分数99.99％的纯氩气，气体流量15～20L/min。
6.根据权利要求5所述的结合热处理过程的铜/钢双金属复合结构件的制备方法，其特征在于，步骤2中，焊接过程中摆动幅度均为3～3.6mm，摆弧频率均为4～4.5Hz。
7.根据权利要求1所述的结合热处理过程的铜/钢双金属复合结构件的制备方法，其特征在于，步骤3中，成型件表面进行处理后的粗糙度为1.6-1.8。
8.根据权利要求1所述的结合热处理过程的铜/钢双金属复合结构件的制备方法，其特征在于，步骤4中，对成型件的热处理工艺具体为：800～850℃淬火，保温30～60min，水冷；然后进行400～450℃回火，保温60～80min后，随炉冷却。
9.结合热处理过程的铜/钢双金属复合结构件，其特征在于，由权利要求1-8所述制备方法制备得到。
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