随着当前设备、工艺和材料的快速更新,对于工程机械部件的精度、性能和服役条件提出了较高的要求,单一材料已经无法满足工程需求。铜合金和合金钢复合结构因具备优异的低温韧性、耐腐蚀性和高强韧性,在船舶车辆、压力容器和武器装备等方面发挥着重要角色。然而,铜和钢之间线膨胀系数和导热系数相差较大,这也无形中增加了两者的连接难度。使用焊接方式制备铜/钢复合结构,焊接接头中热影响区粗化和宏/微观裂纹将会严重降低力学性能。电弧增材制造技术以成型精度高和灵活性强等特点被广泛使用于金属制造方面。因此,利用电弧增材制造技术制备铜/钢复合结构具有重大的现实意义。本文基于熔化极气体保护焊电弧增材制造设备对ER50-6低合金钢和HS211硅青铜双金属复合结构进行电弧增材制造。通过对两种材料的单道单层焊缝和单道多层焊缝的成形质量进行研究,揭示了焊接参数对焊缝宽度和焊缝余高的影响规律,明晰了焊缝成形的最佳工艺窗口。基于优化后的工艺参数,本文还重点研究了两组材料堆焊次序对铜/钢复合结构显微组织和力学性能的影响,得到的两组试样界面处均存在熔化未混合区,该区域主要由富铁相（α-Fe）和富铜相（ε-Cu）组成的双相组织。由于铜和钢熔点的差异,导致得到的HS211/ER50-6薄壁试件熔化未混合区最大,熔化未混合区中存在的渗透裂纹将会大幅降低试件的力学性能。因此,ER50-6/HS211薄壁试件的抗拉强度最高,约为207.5MPa,且该试件的冲击吸收能量也可以达到硅青铜基体的20%-25%左右。渗透裂纹容易导致铜/钢界面直接开裂,接下来重点研究了渗透裂纹的形成机制。这种现象主要与液态铜和低合金钢的晶界润湿性有关,如果熔池中温度高于1025℃（硅青铜熔点）时,液态铜就会对低合金钢的晶界进行润湿、渗透,最终形成渗透裂纹。基于上述研究,为了消除渗透裂纹且大幅提升铜/钢薄壁复合结构界面位置的力学性能,本文制备出了四组用于铜/钢梯度连接的过渡焊材（铜-镍焊丝、铁-镍焊丝、铜-铝焊丝和镍-铬焊丝）。当低合金钢与硅青铜之间添加过渡焊材后低合金钢侧均未出现熔化未混合区,这也在一定程度上降低了铜渗透倾向。其中,铜-镍、铁-镍和铜-铝过渡焊材与硅青铜的连接位置均达到良好的冶金结合。通过对试件的力学性能进行表征,四组拉伸试样均断裂在硅青铜基体,其中,添加Cu-Ni过渡焊丝后得到的试样抗拉强度最高,约为345.2MPa,相较于原始试样提升了 137.7MPa;添加Ni-Cr过渡焊丝后得到的试件界面冲击吸收能量最高,约为40J,相较于原始试样提高了 20J;Cu-Ni和Cu-Al试件的显微硬度也均呈现出连续梯度转变。综上所述,通过采用熔化极气体保护焊电弧增材制造技术并添加过渡材料可以快速、高效地成型出硅青铜与低合金钢的双金属复合结构。