目前在民用飞机上,铝合金材料的用量占飞机自身重量的60%～80%,7055铝合金具有超高的强度,采用7055超强铝合金代替7050、7B04等500MPa级高强铝合金,用于制造飞机上机翼壁板、桁条等主承力构件,可显著降低结构重量约10%。使用电弧增材技术制造7系铝合金结构件,可实现生产自动化和产品一体化,原料利用率高。本文对7055铝合金电弧增材制造的成形问题以及熔池流动行为的数值模拟展开研究。首先研究了单道多层以及多道单层试样的成形规律,针对单道多层垂直沉积,建立了稳定区成形尺寸与沉积工艺参数预测模型,通过试验验证了预测模型预测单道多层试样成形尺寸的精准度较高,最后分析了沉积工艺参数对试样成形尺寸的影响;探究了沉积工艺参数对单层多道成形的最大倾斜角的影响规律;针对多层多道焊道间搭接,提出了改进的变间距搭接模型,并通过试验验证了所提出的模型,在沉积多层多道试样时,可成形搭接良好。然后工艺试验的基础上,针对单道电弧增材过程中的熔池流动行为展开数值模拟研究,发现沉积电流的改变对于单道单层沉积的熔池尺寸有较大影响,随着沉积电流的增大,熔池内的顺时针漩涡逐渐变小。在纵截面内,熔池内的顺时针漩涡随着沉积电流增大而增大,而且漩涡的中心位置不断后移。沉积速度较小时,横截面上熔池内存在两个涡流,分别是熔池中心底部处的逆时针涡流以及占据大部分熔池的顺时针涡流。随着沉积速度增大,熔池中心底部处的逆时针涡流逐渐消失。而预热温度对熔池尺寸影响较小,主要是对起弧点处的成形有影响。在单道多层电弧沉积的模拟计算中,在拱门状基板上进行沉积,随着沉积电流增大,液态金属且向两侧的流淌更加明显,横截面上顺时针漩涡中心逐渐移动向熔池表面,且熔池中央区域液态金属流动速度向上的分量增加。在沉积速度较小时,熔池向两侧流淌鼓出的现象较为明显,纵截面上未出现漩涡状流动。预热温度的提高有利于单道多层沉积时层间的过渡,随着温度的提高,熔池下边缘的凸角逐渐平滑。倾斜沉积时,凸出的熔池内部存在一顺时针漩涡,右侧表面的液态金属向下流动,内部竖直向上流动,能够维持倾斜沉积的主要作用力是表面张力,在它的作用下电弧正下方的液态金属向原有沉积金属方向水平流动。最后模拟了多道电弧增材制造过程,发现典型沉积参数下,横截面内熔池右侧的液态金属流动主要由电磁力支配,而在靠近原有沉积金属一侧,液态金属在重力的作用下由高向低向着熔池中心位置流动,而纵截面内的流动情况随截面处于电弧中心面的左右有所不同。随着沉积电流的增大,熔池尺寸增大,同时电弧力以及电磁力增大,导致电弧正下方熔池表面下塌明显,加大了与原有沉积金属侧的高度差,重力的作用也随之明显。随着沉积速度的增加,熔池体积明显减小,尤其是熔宽减小明显。沉积速度较小时,熔池内存在两个涡流,分别是熔池尾部的顺时针涡流以及占据大部分熔池的逆时针涡流。随着沉积速度增大,熔池尾部的顺时针涡流消失,顺时针方向的漩涡变大。而预热温度对熔池尺寸影响较小。