随着快速成形技术RP（Rapid Prototyping）不断发展，RP技术被广泛应用于金属零件的直接成型，使金属快速成型技术成为快速制造技术研究和应用的热点。目前大部分以激光为热源的金属快速成型技术成型精度高，但成型系统的成本较高。而采用电弧为热源的堆焊成形技术具有成本低、成型零件的致密度高、零件内部组织均匀且力学性能好等特点，因此在模具和快速制造领域有很大的应用前景。本文建立了基于极坐标系的金属堆焊成型系统，以GMAW弧作为热源，以ER50-6作为填充材料，结合极坐标插补方式以提高复杂曲面零件的成型精度，实现了致密金属零件的堆焊成型，对成型过程中影响成型质量的因素进行了研究。　　通过对现有堆焊成型系统的分析，自行设计了基于极坐标系的金属堆焊成型平台，主要包括焊接电源、主轴、焊枪调节机构、焊枪、成型平台以及控制系统。该平台采用极坐标的方式进行填充，能够实现平面内的极坐标插补。　　在堆焊成型平台上进行大量实验，研究了堆焊成型过程中影响单道焊缝成型质量的因素；通过正交实验探索了焊接电流、送丝速度和焊接速度对单道焊缝尺寸的影响规律，选取“宽高比”作为焊缝尺寸的评价指标；分析了成型过程中焊枪与成型平台之间的角度关系，保证了成型轨迹的连续光滑，有效避免了干涉等缺陷的产生。　　通过建立了相邻焊缝搭接模型，探索了堆焊成型过程中相邻焊缝之间的搭接关系，并利用实验确定了单道多层以及多道多层堆焊成型过程中不同工艺参数下的搭接量；分析了单道多层堆焊成型过程产生缺陷的原因，并针对存在的缺陷提出了解决方案；对成型零件力学性能进行分析发现堆焊成型零件的力学性能与基板材料相近，能够满足使用性能要求；通过观察堆焊成型零件的微观组织，分析了不同层间间隔对零件微观组织的影响，发现合理地选择层间间隔能够有效提高零件的力学性能。