铝合金因其具有低密度、高比强度、强耐腐蚀性、高热导率、易加工成形、低成本等优点,在航空航天、汽车交通、电子通讯等多个领域有着广泛的应用。采用传统工艺(如铸造)制造复杂铝合金结构存在工艺难度较大、生产周期长、所得样件含气孔或夹杂缺陷等问题。增材制造是一种自下而上、材料逐层累加的制造技术,具有极大的加工灵活性,可实现复合结构的自由制造。本文探索了铝合金结构激光-电弧复合增材制造技术工艺,与以丝材为原材料的激光增材制造技术和电弧增材制造技术相比,复合增材制造技术改善了激光增材制造中铝合金对激光反射率高、极易产生飞溅,以及电弧增材制造样件组织粗大等问题。本文通过比较电弧增材制造、激光-电弧复合增材制造4043铝合金结构,分析了成形样件的微观组织和力学性能,以及微观组织对力学性能的影响。主要研究内容及结论如下:(1)选择适当的工艺参数,包括电弧电流等电弧工艺参数、激光功率和脉冲频率等激光工艺参数、搭接率等,制备激光-电弧复合增材制造4043铝合金结构,为后续微观组织分析和力学性能检测提供样件。(2)分析复合增材制造工艺所得成形样件的微观组织演变规律,探究激光和扫描路径对微观组织(晶粒形态、尺寸、生长方向和择优取向)、元素分布和相组成的影响,并与电弧增材制造样件进行对比。结果表明,当采用的激光功率密度达到10~6 W/cm~2~10~7W/cm~2时,激光-电弧复合增材制造样件与电弧增材制造样件微观组织存在明显差异,激光-电弧复合增材制造样件热影响区较小,激光作用区晶粒显著细化且该区域内Al、Si元素分布更加均匀。当采用层间交叉扫描时,晶粒生长方向发生变化,XRD结果表明晶粒择优取向发生了变化。(3)开展复合增材制造样件显微硬度和拉伸性能评价。结果表明,激光-电弧复合增材制造样件平均硬度较大,且激光作用区的硬度值显著高于其他区域,采用层间交叉扫描路径后硬度变化较小;分析了拉伸断口特征和拉伸纵向截面的微观组织特征,得到了微观组织与力学性能间的关系,发现加入激光后样件强度和韧性都有所增强,而采用层间交叉扫描路径后成形样件韧性显著改善。