CN114535859B - 镍-钢复合材料电弧3d打印焊丝及制备与增材制造方法 - Google Patents

镍-钢复合材料电弧3d打印焊丝及制备与增材制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开的镍‑钢复合材料电弧3D打印焊丝，包括药芯和焊皮，其中药芯按质量百分比由以下组分组成：Cr粉40～60％，Mo粉10～20％，Nb粉5～10％，Co粉5～10％，Ti粉2～5％，Al粉2～5％，Si粉2～5％，余量为Ni粉，以上组分质量百分比之和为100％。解决了镍‑钢梯度复合材料制备过程中出现的应力集中和开裂问题。还公开了一种镍‑钢复合材料电弧3D打印焊丝的制备方法及一种镍‑钢复合材料电弧3D打印焊丝在钢基体上进行增材制造的方法。

Description

镍-钢复合材料电弧3D打印焊丝及制备与增材制造方法
技术领域
本发明属于金属材料领域，具体涉及一种镍-钢复合材料电弧3D打印焊丝，还涉及一种镍-钢复合材料电弧3D打印焊丝的制备方法及一种镍-钢复合材料电弧3D打印焊丝在钢基体上进行增材制造的方法。
背景技术
金属增强制造也称为金属3D打印，是利用热源将金属材料熔化，并按照零件的切片图形逐点、逐层沉积制造金属零件的工艺方法。根据热源的不同，分为激光选区熔化技术、激光熔覆沉积技术、电子束熔丝增材制造技术和电弧熔丝沉积技术。其中，电弧熔丝沉积技术，也称为电弧3D打印技术，由于效率高、成本低、灵活性强，越来越受到工程实际的青睐。
镍的耐蚀性较好、耐高温性能优异，广泛应用于高温零部件的制备中。但是，镍的价格较高，并且高温结构的某些部位并不需要服役在高温环境下，比如底座。因此，采用电弧3D打印的方式，制备镍-钢复合材料，则同时兼有耐高温、耐腐蚀和成本低的优势，是工程实际最理想的选择。
但是，电弧3D打印是个不均匀的加热冷却过程，尤其是镍和钢的热物理性能差异较大，导致制备过程中残余应力较高。因此，需要一个过渡层，其热物理性能处于钢和镍之间，从而缓和两者之间的热力学不匹配现象。此外，镍的主要元素Ni和钢的主要元素Fe虽然可以无限固溶，不生成脆性相，但是两者焊接过程中容易出现热裂纹。因此，开发镍-钢梯度复合材料电弧3D打印用焊丝，解决镍和钢3D打印制备过程的热应力集中、开裂等问题，具有重要的工程实际意义。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种镍-钢复合材料电弧3D打印焊丝，解决了镍-钢梯度复合材料制备过程中出现的应力集中和开裂问题。
本发明的第二个目的是提供一种镍-钢复合材料电弧3D打印焊丝的制备方法。
本发明的第三个目的是提供一种镍-钢复合材料电弧3D打印焊丝在钢基体上进行增材制造的方法。
本发明所采用的第一个技术方案是，镍-钢复合材料电弧3D打印焊丝，包括药芯和焊皮，其中药芯按质量百分比由以下组分组成：Cr粉40～60％，Mo粉10～20％，Nb粉5～10％，Co粉5～10％，Ti粉2～5％，Al粉2～5％，Si粉2～5％，余量为Ni粉，以上组分质量百分比之和为100％。
本发明的特征还在于，
Cr粉、Mo粉、Nb粉、Co粉、Ti粉、Al粉、Si粉和Ni粉的粒度为200-300目。
焊皮为纯镍带，镍带的厚度为0.4mm，宽度为7mm。
各个药粉的填充率为25～30wt.％。
本发明所采用的第二个技术方案是，镍-钢复合材料电弧3D打印焊丝的制备方法，具体步骤如下：
步骤1：按质量百分比分别称取Cr粉40～60％，Mo粉10～20％，Nb粉5～10％，Co粉5～10％，Ti粉2～5％，Al粉2～5％，Si粉2～5％，余量为Ni粉，以上组分质量百分比之和为100％；
步骤2：将上述粉末置于行星式球磨机中进行球磨处理，粉末的球磨时间为1～2h，球磨速度为300～400rpm；
步骤3：对球磨后的复合粉末进行粒度筛分，使筛分后的粉末在一200-300目的粒度范围内；
步骤4：将步骤3筛分后的粉末置于真空加热炉内进行加热处理，加热温度为200～300℃，保温时间为2～4h；
步骤5：采用酒精去除镍带表面的油脂，通过药芯焊丝拉丝设备把步骤4制备得到的混合药粉包裹在钴带内，第一道拉拔模具孔径为2.6mm；
步骤6：第一道工序拉拔完毕后，将模具孔径依次减少，最终获得直径1.0～1.2mm的药芯焊丝；
步骤7：药芯焊丝拉拔完毕后，经绕丝机缠绕在焊丝盘上，最终密封在药芯焊丝真空包装袋内待用。
本发明所采用的第三个技术方案是，镍-钢复合材料电弧3D打印焊丝在钢基体上进行增材制造的方法，采用上述的焊丝在钢基体上进行增材制造的过程如下：
(1)用钢丝刷打磨钢板，用酒精、丙酮等有机溶剂去除钢板上的油污；
(2)选择ER50-6焊丝进行钢层的电弧3D打印，焊接电流为180～200A，堆焊层厚度为6～10mm；堆焊过程控制层间温度在100℃以下，以保证堆焊层的尺寸精度；
(3)采用上述的焊丝在钢层上进行电弧3D打印，焊接电流为180～200A，堆焊层厚度为1～2mm；堆焊过程采用CMT焊接电源，保证基体熔化较少，主要以焊丝熔化为主，从而实现熔纤焊的效果；堆焊过程控制层间温度在100℃以下，以保证堆焊层的尺寸精度；
(4)采用ERNi-1焊丝在上述过渡层上进行电弧3D打印，制备镍层，焊接电流为150～200A，堆焊层厚度为6～10mm；由于纯镍焊丝流动性较差，因此层间温度控制在100～200℃之间，以保证熔池较好的流动性。
本发明的有益效果是：
(1)本发明的镍基焊丝是专门用于电弧3D打印***，通过合理的调整填充率和焊接工艺参数，可以保证电弧3D打印过程焊丝较好的熔覆效率和熔覆质量。
(2)本发明中的镍基药芯焊丝，主要添加了Cr元素，Cr的密度低于钢，热导率、比热处于镍和钢之间，因此Cr的加入可以缓和镍和钢之间的热力学不匹配现象。
(3)本发明中的镍基焊丝，添加了多种合金元素，形成多种强化机制共同作用的效果：Cr、Co起到固溶强化作用，Ti、Al元素起到析出强化作用。
(4)本发明在制备镍-钢梯度复合材料过程中，合理调控电弧工艺参数，减小制备过程中各层之间的稀释率，从而保证所打印的复合结构的优异性能。
(5)本发明的电弧3D打印用镍基焊丝的制备方法，工艺简单，便于进行大规模批量生产。
附图说明
图1为本发明中进行镍-钢梯度复合材料制备过程示意图；
图2为本发明中实施案例2制备的药芯焊丝，在Q345钢板上进行电弧3D打印时所得到的堆焊层的宏观形貌；
图3为本发明中实施案例2制备的药芯焊丝，在Q345钢板上进行电弧3D打印时所得到的镍基过渡层的扫描电镜低倍组织形貌图；
图4为本发明中实施案例2制备的药芯焊丝，在Q345钢板上进行电弧3D打印时所得到的镍基过渡层的扫描电镜高倍组织形貌图；
图5为本发明中实施案例2制备的药芯焊丝，在Q345钢板上进行电弧3D打印时所得到的接头拉伸断口形貌。
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。
本发明提供一种镍-钢复合材料电弧3D打印焊丝，包括药芯和焊皮，其中药芯按质量百分比由以下组分组成：Cr粉40～60％，Mo粉10～20％，Nb粉5～10％，Co粉5～10％，Ti粉2～5％，Al粉2～5％，Si粉2～5％，余量为Ni粉，以上组分质量百分比之和为100％。
Cr粉、Mo粉、Nb粉、Co粉、Ti粉、Al粉、Si粉和Ni粉的粒度为200-300目。
焊皮为纯镍带，镍带的厚度为0.4mm，宽度为7mm。
各个药粉的填充率为25～30wt.％。
该药芯焊丝中主要合金组分的作用和功能如下：
Cr元素作为药芯焊丝药粉的主要元素，具有提高熔覆层耐腐蚀和耐高温的作用。高温下，Cr与O反应所生成Cr2O3，可以有效保护熔池的耐高温性能。Cr还可以与C形成M23C6型碳化物，提高过渡层的强度。
Co元素作为药芯焊丝的主要合金元素，具有耐高温、耐腐蚀的作用，可以弥补由于Fe基体稀释所带来的过渡层的耐蚀性下降问题。Co和Cr一样，还可以与C形成M23C6型碳化物，提高过渡层的强度。
Al和Ti元素联合起来，具有提高过渡层拉伸强度、持久强度的作用。并且，Al与Cr具有协同提高过渡层抗高温氧化的能力。
Si元素的加入，有改善过渡层耐酸腐蚀、抗硫化的能力。
本发明还提供一种镍-钢复合材料电弧3D打印焊丝的制备方法，具体步骤如下：
步骤1：按质量百分比分别称取Cr粉40～60％，Mo粉10～20％，Nb粉5～10％，Co粉5～10％，Ti粉2～5％，Al粉2～5％，Si粉2～5％，余量为Ni粉，以上组分质量百分比之和为100％；
步骤2：将上述粉末置于行星式球磨机中进行球磨处理，粉末的球磨时间为1～2h，球磨速度为300～400rpm；
步骤3：对球磨后的复合粉末进行粒度筛分，使筛分后的粉末在一200-300目的粒度范围内；
步骤4：将步骤3筛分后的粉末置于真空加热炉内进行加热处理，加热温度为200～300℃，保温时间为2～4h；
步骤5：采用酒精去除镍带表面的油脂，通过药芯焊丝拉丝设备把步骤4制备得到的混合药粉包裹在钴带内，第一道拉拔模具孔径为2.6mm；
步骤6：第一道工序拉拔完毕后，将模具孔径依次减少，最终获得直径1.0～1.2mm的药芯焊丝；
步骤7：药芯焊丝拉拔完毕后，经绕丝机缠绕在焊丝盘上，最终密封在药芯焊丝真空包装袋内待用。
本发明还提供一种镍-钢复合材料电弧3D打印焊丝在钢基体上进行增材制造的方法，如图1所示，采用上述的焊丝在钢基体上进行增材制造的过程如下：
(1)用钢丝刷打磨钢板，用酒精、丙酮等有机溶剂去除钢板上的油污；
(2)选择ER50-6焊丝进行钢层的电弧3D打印，焊接电流为180～200A，堆焊层厚度为6～10mm；堆焊过程控制层间温度在100℃以下，以保证堆焊层的尺寸精度；
(3)采用上述的焊丝在钢层上进行电弧3D打印，焊接电流为180～200A，堆焊层厚度为1～2mm；堆焊过程采用CMT焊接电源，保证基体熔化较少，主要以焊丝熔化为主，从而实现熔纤焊的效果；堆焊过程控制层间温度在100℃以下，以保证堆焊层的尺寸精度；
(4)采用ERNi-1焊丝在上述过渡层上进行电弧3D打印，制备镍层，焊接电流为150～200A，堆焊层厚度为6～10mm；由于纯镍焊丝流动性较差，因此层间温度控制在100～200℃之间，以保证熔池较好的流动性。
实施例1
镍-钢梯度复合材料电弧3D打印用钴基焊丝的制备方法：
步骤1：按质量百分比分别称取Cr粉40％，Mo粉10％，Nb粉5％，Co粉5％，Ti粉2％，Al粉2％，Si粉2％，余量为Ni粉，以上组分质量百分比之和为100％。
步骤2：将上述粉末置于行星式球磨机中进行球磨处理，粉末的球磨时间为1h，球磨速度为300rpm；
步骤3：对球磨后的复合粉末进行粒度筛分，使筛分后的粉末在一200-300目的粒度范围内；
步骤4：将步骤3筛分后的粉末置于真空加热炉内进行加热处理，加热温度为200℃，保温时间为2h；
步骤5：采用酒精去除镍带表面的油脂，通过药芯焊丝拉丝设备把步骤4制备得到的混合药粉包裹在钴带内，第一道拉拔模具孔径为2.6mm；各个药粉的填充率为30wt.％；
步骤6：第一道工序拉拔完毕后，将模具孔径依次减少，最终获得直径1.0～1.2mm的药芯焊丝；
步骤7：药芯焊丝拉拔完毕后，经绕丝机缠绕在焊丝盘上，最终密封在药芯焊丝真空包装袋内待用。
用实施例1制备的镍-钢梯度复合材料电弧3D打印用镍基药芯焊丝在Q345钢板上进行电弧3D打印，其过程如下：
(1)用钢丝刷打磨钢板，用酒精、丙酮等有机溶剂去除钢板上的油污；
(2)选择ER50-6焊丝进行钢层的电弧3D打印，焊接电流为180～200A，堆焊层厚度为6mm；堆焊过程控制层间温度在80℃，以保证堆焊层的尺寸精度；
(3)采用制备的过渡层焊丝在钢层上进行电弧3D打印，焊接电流为180～200A，堆焊层厚度为1mm；堆焊过程采用CMT焊接电源，保证基体熔化较少，主要以焊丝熔化为主，从而实现熔纤焊的效果；堆焊过程控制层间温度在80℃，以保证堆焊层的尺寸精度；
(4)采用ERNi-1焊丝在上述过渡层上进行电弧3D打印，制备镍层，焊接电流为150～200A，焊层厚度为7mm。由于纯镍焊丝流动性较差，因此层间温度控制在70℃，以保证熔池较好的流动性。
经测试，镍-钢梯度复合材料的拉伸强度为510MPa，断裂位置在ER50-6焊缝一侧。
实施例2
镍-钢梯度复合材料电弧3D打印用钴基焊丝的制备方法：
步骤1：按质量百分比分别称取Cr粉60％，Mo粉20％，Nb粉10％，Co粉10％，Ti粉5％，Al粉5％，Si粉5％，余量为Ni粉，以上组分质量百分比之和为100％。
步骤2：将上述粉末置于行星式球磨机中进行球磨处理，粉末的球磨时间为2h，球磨速度为400rpm；
步骤3：对球磨后的复合粉末进行粒度筛分，使筛分后的粉末在一200-300目的粒度范围内；
步骤4：将步骤3筛分后的粉末置于真空加热炉内进行加热处理，加热温度为300℃，保温时间为4h；
步骤5：采用酒精去除镍带表面的油脂，通过药芯焊丝拉丝设备把步骤4制备得到的混合药粉包裹在钴带内，第一道拉拔模具孔径为2.6mm；各个药粉的填充率为25wt.％；
步骤6：第一道工序拉拔完毕后，将模具孔径依次减少，最终获得直径1.0～1.2mm的药芯焊丝；
步骤7：药芯焊丝拉拔完毕后，经绕丝机缠绕在焊丝盘上，最终密封在药芯焊丝真空包装袋内待用。
采用制备的镍-钢梯度复合材料电弧3D打印用过渡层焊丝在钢基体上进行增材制造的过程如下：
(1)用钢丝刷打磨钢板，用酒精、丙酮等有机溶剂去除钢板上的油污；
(2)选择ER50-6焊丝进行钢层的电弧3D打印，焊接电流为180～200A，堆焊层厚度为10mm；堆焊过程控制层间温度在50℃，以保证堆焊层的尺寸精度；
(3)采用制备的过渡层焊丝在钢层上进行电弧3D打印，焊接电流为180～200A，堆焊层厚度为2mm；堆焊过程采用CMT焊接电源，保证基体熔化较少，主要以焊丝熔化为主，从而实现熔纤焊的效果；堆焊过程控制层间温度在40℃，以保证堆焊层的尺寸精度；
(4)采用ERNi-1焊丝在上述过渡层上进行电弧3D打印，制备镍层，焊接电流为150～200A，堆焊层厚度为10mm。由于纯镍焊丝流动性较差，因此层间温度控制在200℃，以保证熔池较好的流动性。
经测试，镍-钢梯度复合材料的拉伸强度为520MPa，断裂位置在ER50-6焊缝一侧。
实施例2制备得到的镍-钢梯度复合材料电弧3D打印用镍基药芯焊丝在Q345钢板上堆焊，堆焊完的宏观形貌如图2所示。从图中可以看出，钢层和镍层之间成型较好，无下榻现象。所制备的镍-钢梯度复合材料的横截面形貌如图3所示。从图中可以看出，钢层与过渡层之间熔合较好，无缺陷产生。图4为镍基过渡层的高倍显微组织，可以看出熔覆层主要以胞状奥氏体组织为主。图5为镍-钢梯度复合材料的拉伸断口，断裂位置在钢侧，扫描电镜观察结果主要以轫窝形貌为主。
实施例3
镍-钢梯度复合材料电弧3D打印用钴基焊丝的制备方法：
步骤1：按质量百分比分别称取Cr粉50％，Mo粉15％，Nb粉8％，Co粉7％，Ti粉3％，Al粉35％，Si粉3％，余量为Ni粉，以上组分质量百分比之和为100％。
步骤2：将上述粉末置于行星式球磨机中进行球磨处理，粉末的球磨时间为1.5h，球磨速度为350rpm；
步骤3：对球磨后的复合粉末进行粒度筛分，使筛分后的粉末在一200-300目的粒度范围内；
步骤4：将步骤3筛分后的粉末置于真空加热炉内进行加热处理，加热温度为250℃，保温时间为3h；
步骤5：采用酒精去除镍带表面的油脂，通过药芯焊丝拉丝设备把步骤4制备得到的混合药粉包裹在钴带内，第一道拉拔模具孔径为2.6mm；各个药粉的填充率为26wt.％。
步骤6：第一道工序拉拔完毕后，将模具孔径依次减少，最终获得直径1.0～1.2mm的药芯焊丝；
步骤7：药芯焊丝拉拔完毕后，经绕丝机缠绕在焊丝盘上，最终密封在药芯焊丝真空包装袋内待用。
步骤5中药粉的填充率为25～30％。
采用制备的镍-钢梯度复合材料电弧3D打印用过渡层焊丝在钢基体上进行增材制造的过程如下(如图1所示)：
(1)用钢丝刷打磨钢板，用酒精、丙酮等有机溶剂去除钢板上的油污；
(2)选择ER50-6焊丝进行钢层的电弧3D打印，焊接电流为180～200A，堆焊层厚度为8mm；堆焊过程控制层间温度在60℃，以保证堆焊层的尺寸精度；
(3)采用制备的过渡层焊丝在钢层上进行电弧3D打印，焊接电流为180～200A，堆焊层厚度为1.5mm；堆焊过程采用CMT焊接电源，保证基体熔化较少，主要以焊丝熔化为主，从而实现熔纤焊的效果；堆焊过程控制层间温度在40℃，以保证堆焊层的尺寸精度；
(4)采用ERNi-1焊丝在上述过渡层上进行电弧3D打印，制备镍层，焊接电流为150～200A，堆焊层厚度为7mm。由于纯镍焊丝流动性较差，因此层间温度控制在150℃，以保证熔池较好的流动性。
经测试，镍-钢梯度复合材料的拉伸强度为501MPa，断裂位置在ER50-6焊缝一侧。
实施例4
镍-钢梯度复合材料电弧3D打印用钴基焊丝的制备方法：
步骤1：按质量百分比分别称取Cr粉48％，Mo粉12％，Nb粉6％，Co粉9％，Ti粉4％，Al粉2.5％，Si粉4％，余量为Ni粉，以上组分质量百分比之和为100％。
步骤2：将上述粉末置于行星式球磨机中进行球磨处理，粉末的球磨时间为1.2h，球磨速度为370rpm；
步骤3：对球磨后的复合粉末进行粒度筛分，使筛分后的粉末在一200-300目的粒度范围内；
步骤4：将步骤3筛分后的粉末置于真空加热炉内进行加热处理，加热温度为270℃，保温时间为2.3h；
步骤5：采用酒精去除镍带表面的油脂，通过药芯焊丝拉丝设备把步骤4制备得到的混合药粉包裹在钴带内，第一道拉拔模具孔径为2.6mm；各个药粉的填充率为25wt.％。
步骤6：第一道工序拉拔完毕后，将模具孔径依次减少，最终获得直径1.0～1.2mm的药芯焊丝；
步骤7：药芯焊丝拉拔完毕后，经绕丝机缠绕在焊丝盘上，最终密封在药芯焊丝真空包装袋内待用。
采用制备的镍-钢梯度复合材料电弧3D打印用过渡层焊丝在钢基体上进行增材制造的过程如下(如图1所示)：
(1)用钢丝刷打磨钢板，用酒精、丙酮等有机溶剂去除钢板上的油污；
(2)选择ER50-6焊丝进行钢层的电弧3D打印，焊接电流为180～200A，堆焊层厚度为9mm；堆焊过程控制层间温度在30℃，以保证堆焊层的尺寸精度；
(3)采用制备的过渡层焊丝在钢层上进行电弧3D打印，焊接电流为180～200A，堆焊层厚度为1.3mm；堆焊过程采用CMT焊接电源，保证基体熔化较少，主要以焊丝熔化为主，从而实现熔纤焊的效果；堆焊过程控制层间温度在30℃，以保证堆焊层的尺寸精度；
(4)采用ERNi-1焊丝在上述过渡层上进行电弧3D打印，制备镍层，焊接电流为150～200A，堆焊层厚度为9mm。由于纯镍焊丝流动性较差，因此层间温度控制在130℃，以保证熔池较好的流动性。
经测试，镍-钢梯度复合材料的拉伸强度为541MPa，断裂位置在ER50-6焊缝一侧。
实施例5
镍-钢梯度复合材料电弧3D打印用钴基焊丝的制备方法：
步骤1：按质量百分比分别称取Cr粉54％，Mo粉19％，Nb粉3.8％，Co粉4.2％，Ti粉3.7％，Al粉4.7％，Si粉3.6％，余量为Ni粉，以上组分质量百分比之和为100％。
步骤2：将上述粉末置于行星式球磨机中进行球磨处理，粉末的球磨时间为1.7h，球磨速度为365rpm；
步骤3：对球磨后的复合粉末进行粒度筛分，使筛分后的粉末在一200-300目的粒度范围内；
步骤4：将步骤3筛分后的粉末置于真空加热炉内进行加热处理，加热温度为255℃，保温时间为3.4h；
步骤5：采用酒精去除镍带表面的油脂，通过药芯焊丝拉丝设备把步骤4制备得到的混合药粉包裹在钴带内，第一道拉拔模具孔径为2.6mm；各个药粉的填充率为25wt.％。
步骤6：第一道工序拉拔完毕后，将模具孔径依次减少，最终获得直径1.0～1.2mm的药芯焊丝；
步骤7：药芯焊丝拉拔完毕后，经绕丝机缠绕在焊丝盘上，最终密封在药芯焊丝真空包装袋内待用。
采用制备的镍-钢梯度复合材料电弧3D打印用过渡层焊丝在钢基体上进行增材制造的过程如下(如图1所示)：
(1)用钢丝刷打磨钢板，用酒精、丙酮等有机溶剂去除钢板上的油污；
(2)选择ER50-6焊丝进行钢层的电弧3D打印，焊接电流为180～200A，堆焊层厚度为7mm；堆焊过程控制层间温度在50℃，以保证堆焊层的尺寸精度；
(3)采用制备的过渡层焊丝在钢层上进行电弧3D打印，焊接电流为180～200A，堆焊层厚度为1.7mm；堆焊过程采用CMT焊接电源，保证基体熔化较少，主要以焊丝熔化为主，从而实现熔纤焊的效果；堆焊过程控制层间温度在50℃，以保证堆焊层的尺寸精度；
(4)采用ERNi-1焊丝在上述过渡层上进行电弧3D打印，制备镍层，焊接电流为150～200A，堆焊层厚度为8mm。由于纯镍焊丝流动性较差，因此层间温度控制在180℃，以保证熔池较好的流动性。
经测试，镍-钢梯度复合材料的拉伸强度为533MPa，断裂位置在ER50-6焊缝一侧。实施例1-5中，镍带的厚度为0.4mm，宽度为7mm。

Claims (5)

1.镍-钢复合材料电弧3D打印焊丝，其特征在于，包括药芯和焊皮，其中药芯按质量百分比由以下组分组成：Cr粉40～60％，Mo粉10～20％，Nb粉5～10％，Co粉5～10％，Ti粉2～5％，Al粉2～5％，Si粉2～5％，余量为Ni粉，以上组分质量百分比之和为100％；
焊皮为纯镍带；焊丝的填充率为25～30wt.％。
2.根据权利要求1所述的镍-钢复合材料电弧3D打印焊丝，其特征在于，Cr粉、Mo粉、Nb粉、Co粉、Ti粉、Al粉、Si粉和Ni粉的粒度为200-300目。
3.根据权利要求1所述的镍-钢复合材料电弧3D打印焊丝，其特征在于，镍带的厚度为0.4mm，宽度为7mm。
4.镍-钢复合材料电弧3D打印焊丝的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤1：按质量百分比分别称取Cr粉40～60％，Mo粉10～20％，Nb粉5～10％，Co粉5～10％，Ti粉2～5％，Al粉2～5％，Si粉2～5％，余量为Ni粉，以上组分质量百分比之和为100％；
步骤2：将上述粉末置于行星式球磨机中进行球磨处理，粉末的球磨时间为1～2h，球磨速度为300～400rpm；
步骤3：对球磨后的复合粉末进行粒度筛分，使筛分后的粉末在200-300目的粒度范围内；
步骤4：将步骤3筛分后的粉末置于真空加热炉内进行加热处理，加热温度为200～300℃，保温时间为2～4h；
步骤5：采用酒精去除镍带表面的油脂，通过药芯焊丝拉丝设备把步骤4制备得到的混合药粉包裹在镍带内，第一道拉拔模具孔径为2.6mm；
步骤6：第一道工序拉拔完毕后，将模具孔径依次减少，最终获得直径1.0～1.2mm的药芯焊丝；
步骤7：药芯焊丝拉拔完毕后，经绕丝机缠绕在焊丝盘上，最终密封在药芯焊丝真空包装袋内待用。
5.镍-钢复合材料电弧3D打印焊丝在钢基体上进行增材制造的方法，其特征在于，采用权利要求1-3任意一项所述的焊丝在钢基体上进行增材制造的过程如下：
(1)用钢丝刷打磨钢板，去除钢板上的油污；
(2)选择ER50-6焊丝进行钢层的电弧3D打印，焊接电流为180～200A，堆焊层厚度为6～10mm；堆焊过程控制层间温度在100℃以下，以保证堆焊层的尺寸精度；
(3)采用权利要求1-3任意一项所述的焊丝在钢层上进行电弧3D打印，焊接电流为180～200A，堆焊层厚度为1～2mm；堆焊过程采用CMT焊接电源；堆焊过程控制层间温度在100℃以下，以保证堆焊层的尺寸精度；
(4)采用ERNi-1焊丝在步骤(3)得到的堆焊层上进行电弧3D打印，制备镍层，焊接电流为150～200A，堆焊层厚度为6～10mm；因此层间温度控制在100～200℃之间。
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