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丝材电弧增材制造(Wire Arc Additive Manufacturing,WAAM)是一种以电弧作为热源,通过不断熔化丝材逐层熔覆堆积成形的制造技术,具有沉积率高、设备简单、生产周期短等优点。现阶段使用WAAM制备铝合金研究已取得长足的进展,但由于其高沉积率的特点,使熔池易在重力、电弧吹力和表面张力的共同作用下沿成形件外壁产生流淌现象,造成成形件尺寸精度的降低。本课题采用熔池约束夹具对每层熔池进行接触式约束,使用TIG电弧热源,Φ=1.2mm的ER4043铝合金焊丝进行电弧增材制造,以实现在保证铝合金力学性能的基础上提高尺寸精度及成形效率。首先分析了焊接电流、焊接速度与送丝速度对单道焊缝的影响:对熔深影响程度由大到小为焊接电流、焊接速度、送丝速度;对熔覆层高影响程度由大到小为送丝速度、焊接电流、焊接速度;对熔宽影响程度由大到小为焊接速度、焊接电流、送丝速度。熔池约束条件下由于约束板的吸热及约束作用,焊缝的熔深明显减小,熔覆层高显著增加。成形良好、适合增材制造的工艺参数为焊接电流I=125A,送丝速度v_d=1100mm/min,焊接速度v_m=200mm/min。熔池约束距离6mm条件下单道多层成形件尺寸精度最优,成形效率增加35%,熔池流淌现象明显改善。熔池约束未对组织、相组成产生明显影响。近表面区域晶粒背向约束板方向生长。熔池约束成形件厚度中心区域显微硬度平均值为56.5HV;近表面区域显微硬度明显增高,平均值为66.6HV。无约束成形件厚度中心区域显微硬度平均值为55.5HV,近表面区域为57.2HV。熔池约束成形件X方向平均抗拉强度及伸长率为145.6MPa/22.7%,Z方向为126.1MPa/13.0%;未约束成形件X方向为143.9MPa/21.4%,Z方向为126.8MPa/12.9%。固溶时效处理后未约束成形件厚度中心区域显微硬度平均值为48.6HV,近表面区域为49.1HV;熔池约束成形件厚度中心区域显微硬度平均值为47.5HV,近表面区域为48.3HV。两种成形件抗拉强度略有降低,伸长率显著增大。熔池约束成形件X方向的平均抗拉强度及伸长率为109.4MPa/35.5%,Z方向为111.8MPa/21.0%;未约束成形件X方向为118.4MPa/32.8%,Z方向为114.7MPa/22.9%。