目前,电弧增材制造技术因其材料利用率高、加工成本低、成形效率高等优势,已经被应用于船舶制造业中;但由于增材制造过程会产生严重的热积累进而使得成型件质量较差、尺寸精度低、表面粗糙。现有的检测手段难以实时探测制造过程中样件各个部位的温度场变化,同时该物理过程十分复杂、涉及参数量巨大,难以使用传统的“试错法”来进行探究,因此,需借助数值仿真模拟探知内部变化机理。本文利用ANSYS有限元软件建立电弧增材制造的温度场模型,探究单层单道和多层薄壁样件内部的温度变化;并利用搭建的试验平台通过红外测温仪测量实验过程中温度的变化,将其与数值模拟结果进行对比验证,以保证模拟结果的可靠性。最终探究了电流、扫描速度和层间等待时间等工艺参数对样件温度场的影响,并根据数值模拟结果优化工艺参数,打印了成形质量良好的40层薄壁样件。本文的研究内容包括以下几个方面。（1）基于热敏性分析的方法探究了热源形状前半椭球宽度参数a、深度参数c、长轴长度参数b1以及后半椭球的长轴长度参数b2,对样件熔深、熔宽的影响。利用ANSYS软件建立了单层单道模型,并通过对热源形状参数的敏感性分析发现,参数a对熔宽影响较大,参数b1、b2对熔宽、熔深几乎无影响,参数c对熔深影响较大。通过对热源形状参数a、c、b1、b2热敏性分析为后续提高仿真精度提供了参考。（2）计算分析了电流及扫描速度对单层单道样件熔深、熔宽及温度场的影响。仿真结果表明,随着电流的增加,样件的熔深、熔宽、最高温度随之增大,但冷却速度随之减小。当电流从120 A增大到200 A,单层单道样件的熔宽从7.73 mm增大到了10.48 mm;熔深从1.87 mm增大到了2.97 mm;最高温度从2017℃增大到了2426℃;升温速率在850℃/s保持波动,基本保持不变;冷却速率从117℃/s减小到82℃/s。而随着扫描速度的增加,样件的熔深、熔宽、最高温度,则随之减小,升温速度、冷却速度则随之增大。当扫描从4 mm/s增大到12 mm/s,单层单道样件的熔宽从13.2 mm减小到了6.29 mm;熔深从2.96 mm减小到了1.19 mm;最高温度从2380℃降低到了2100℃;升温速率从从297℃/s增加到了700℃/s;冷却速率从冷却速率从108℃/s增加到272℃/s。（3）计算分析了电流及扫描速度对多层薄壁样件温度场的影响,基于回火温度及加工效率确定了最佳工艺。通过仿真发现,当设置电压为24 V,扫描速度为8mm/s,电流为160 A时,10层薄壁样件第一层的最低温度能最快到达600℃左右,满足回火温度,此时样件机械性能较好。因此确定电压24 V,电流160 A,扫描速度8 mm/s为最佳工艺参数。（4）利用最优工艺参数计算分析了打印层数对多层薄壁件工件温度场的影响,并通过增加层间等待时间,改善了多层薄壁样件打印质量。通过对40层薄壁样件仿真分析发现,当层数为22层左右时,热累积现象过于严重,通过数值模拟结果调节了层间等待时间,提高了样件的成形质量。