GMAW电弧增材制造技术是利用熔化极电弧为热源,通过丝材的添加,采用逐层堆积的方式成形出金属零件的技术。与以激光和电子束为热源的增材制造技术相比,具有制造成本低、沉积速率高、制造零件尺寸大等优点。目前针对增材工艺对增材构件成形质量、微观组织和性能影响规律的研究还不够系统和完善,尤其在增材构件的疲劳性能评价和丝材成分优化方面缺乏基础实验数据。Al-Mg和Al-Mg-Mn合金具有良好的抗腐蚀性能,较高的强度和塑性,在航空航天、高速列车和机械工程等领域应用广泛。本研究针对GMAW电弧增材制造Al-5Mg合金的成形工艺以及Al-5Mg和Al-5Mg-1.0Mn合金成形直壁墙的微观组织和力学性能开展系统研究,旨在为提高电弧增材成形件的性能和增材用丝材的成分设计提供实验基础与理论依据,并推动GMAW电弧增材制造技术的工程应用进程。本研究基于自行设计搭建的GMAW电弧增材成形系统,成功制备了Al-5Mg合金直壁墙（长270mm ×宽9-12mm ×高65mm）,系统研究了热输入、层间温度和附加脉冲频率等工艺参数对直壁墙成形质量、微观组织和力学性能的影响规律。结果表明,随着热输入从171（J·mm-1）增加至395（J·mm-1）,直壁墙的宽度增大,有效宽度系数减小;晶粒尺寸和气孔率增加;平行堆焊方向（X方向）的抗拉强度相差不大,为276-279MPa,但垂直堆焊方向（Z方向）的强度和延伸率逐渐降低。当层间温度控制在60-140℃之间变化时,直壁墙的宽度均在9.0mm左右,有效宽度系数为0.85左右;晶粒尺寸为56.1μm,气孔率为0.13%;平行堆焊方向（X方向）和垂直堆焊方向（Z方向）的抗拉强度均为278MPa左右,延伸率无明显变化;层间温度增至180℃时,直壁墙成形质量下降,晶粒尺寸和气孔率增大,力学性能恶化。随着附加脉冲频率从0Hz增至9Hz,直壁墙的宽度增加,有效宽度系数减小;晶粒尺寸和气孔率先减小后增大;平行堆焊方向（X方向）和垂直堆焊方向（Z方向）的抗拉强度均为275MPa左右,垂直堆焊方向（Z方向）延伸率先升高后下降,附加脉冲频率为3Hz时最优。基于以上研究结果,得出优化的Al-5Mg合金成形工艺为:热输入为171（J·mm-1）、层间温度在60-140℃范围、附加脉冲频率为3Hz。采用优化的工艺参数制备的Al-5Mg合金直壁墙平行堆焊方向（X方向）和垂直堆焊方向（Z方向）的抗拉强度均为275MPa左右,但塑性存在各向异性。平行堆焊方向（X方向）的延伸率（45.50%）比垂直堆焊方向（Z方向）的延伸率（36.10%）高9.40%。垂直堆焊方向（Z方向）的拉伸试样多断裂于层间结合处,以沿晶断裂形式为主。Al-5Mg合金直壁墙的疲劳性能测试及分析结果表明,平行堆焊方向（X方向）的疲劳极限（118MPa）比垂直堆焊方向（Z方向）的疲劳极限（104MPa）高14MPa,疲劳源多为孔洞、杂质和液化相。Al-5Mg合金直壁墙沿垂直堆焊方向（Z方向）的α-Al基体呈现柱状晶区和等轴晶区交替的特征,且层间结合处的Al（FeMnSi）等脆性相粒子尺寸较大,并存在微型孔洞和晶界液化相,使得层间结合处成为力学性能的薄弱区,这是导致垂直堆焊方向（Z方向）比平行堆焊方向（X方向）的力学性能差的根本原因。采用优化的工艺参数制备的Al-5Mg-1.0Mn合金直壁墙平行堆焊方向（X方向）的屈服强度、抗拉强度分别为124MPa、310MPa,比Al-5Mg合金直壁墙分别高9MPa、33MPa;Al-5Mg-1.0Mn合金直壁墙垂直堆焊方向（Z方向）的屈服强度、抗拉强度分别为111MPa、293MPa,比Al-5Mg合金成形直壁墙分别高6MPa、19MPa。添加的Mn元素一部分固溶于α-Al基体中,增强了固溶强化效果,其余的Mn元素以A16Mn相的形式存在于组织中,起到弥散强化的作用,这是导致相同工艺条件下,Al-5Mg-1.0Mn合金直壁墙比Al-5Mg合金直壁墙力学性能优异的主要原因。