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申请/专利权人：燕山大学

摘要：本发明属于异质金属固‑液铸轧复合技术领域，具体涉及一种异质金属熔丝增材多能场原位微铸轧复合方法及设备，增材制造系统和微铸轧系统分别设置在工作台两侧，利用增材制造系统的多丝材送丝模块独立或同步输送多种异质丝材，同时热源将丝材熔化成液态并熔覆在固态金属上，实现异质金属界面连接过程的梯度混熔，微铸轧系统中微铸轧辊套的中间构型段具有波纹或圆弧等空间构型，直接接触熔覆在固态金属上方的液态金属对其进行原位固‑液微铸轧复合，形成局部强应力，同时可以原位引入电磁场、振动场和脉冲电场，减小残余应力，改善表面张力，更有利于下一层金属铺展，实现同质或异质空间界面高强冶金结合。

主权项：1.一种异质金属熔丝增材多能场原位微铸轧复合方法，其特征在于，其包括以下步骤：S1、铸轧前准备工作：将增材制造系统和微铸轧系统分别设置在工作台的两侧；S2、界面温度梯度调控：启动增材制造系统的控温模块对固态金属进行预热，同时通过控温模块内部的非接触式红外测温传感器实时监测固态金属的预热温度，配合热源的输入能量实现固-液界面温度梯度控制；S3、异质熔丝增材制造：固态金属预热到设定温度T1后，增材制造系统中的第一工业机器人带动多丝材送丝模块根据目标组元性能独立或同步输送同质或异质丝材，固态覆层金属丝材在热源作用下熔化为液态覆层金属液滴，熔覆在固态金属表面形成稳定熔池区域，通过调整多种丝材的输送速度实现异质金属界面连接过程的目标梯度混熔；S4、原位微铸轧复合阶段：稳定熔池区域内液态金属与固态金属处于固-液界面时，从进口管接头通入冷却介质，微铸轧系统中的第二工业机器人带动微铸轧辊组件进行原位固-液微铸轧复合，微铸轧辊套的第一边部整形段和第二边部整形段对稳定熔池区域两侧产生向内的压力，中间构型段直接接触液态金属，对其进行原位固-液微铸轧复合，经过快速冷却和轧制变形后，液态金属凝固成为固态金属，并且中间构型段的空间构型产出局部强应力，改变组元金属应力应变状态，提升复合界面应力应变强度，实现同质或异质组元之间空间界面高强冶金结合并且获得具有表面微构型的熔覆金属；S5、连续稳定近终成形：完成步骤S1-S4后，固态金属上方完成第一层熔覆，增材制造系统按照预设路径在已凝固的第一层熔覆金属上方继续增材制造，非接触式红外测温传感器检测第一层熔覆金属的实时温度T2；若T2＜T1，控温模块对第一层熔覆金属进行预热，直至T2=T1后，重复步骤S3-S4进行增材制造和微铸轧复合；若T2＞T1，控温模块对第一层熔覆金属进行冷却，直至T2=T1后，重复步骤S3-S4进行增材制造和微铸轧复合；S6、重复步骤S5，继续在预设路径上熔覆，经过多道次逐层堆积形成三维实体，上一道次获得的熔覆金属的表面微构型能够改善当前道次液态金属的浸润性，使得固-液界面形成更好接触，通过增材制造和微铸轧复合实现连续稳定近终成形；微铸轧辊套包括沿微铸轧辊套的轴线方向依次设置的第一边部整形段、中间构型段和第二边部整形段，第一边部整形段和第二边部整形段的直径均大于中间构型段的直径，第一边部整形段和第二边部整形段的结构相同且两端均设置有锥度；中间构型段的外表面具有空间构型，空间构型的曲线为平滑、正弦、余弦、圆弧、三角形、波纹或者样条曲线中的一种或多种。

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