钛合金由于其较高的比强度、优良的耐蚀性以及优异的高温性能等优点,被广泛的运用于航空、航天等领域。但是,由于钛合金具有较低的导热系数、较高的化学活性使得其在传统工艺制作过程中成本较高且效率较低。而电弧增材制造技术是一种经由逐层沉积来取得近净成形零件的一种方法,效率高、成本低。冷金属过渡技术则是一种新型的通过数值化控制送丝系统的熔化极气体保护焊,具有热输入低,无飞溅,焊接质量好等优点。因此,本文采用CMT冷电弧过渡技术对TC4钛合金电弧增材制造过程进行了研究。本文采用响应面分析法建立了送丝速度WFS和焊接速度TS与层高H、层宽D、HAZ深度h和HAZ宽度d之间的数学模型。经过方差分析和模型验证,证明了所建立的数学模型可用于单道单层增材制造成形尺寸预测及工艺参数的优化。试验发现焊接速度对层高H、层宽D、HAZ深度h和HAZ宽度d的影响最为显著为负相关,其次是送丝速度为正相关。以较低的层高,较宽的层宽、较浅的HAZ深度和较低的消耗为准则对工艺参数进行优化。优化结果显示,在送丝速度为6.4m/min、焊接速度为0.25m/min时,可以在最优成形、最优效率、最少成本之间取得最优的平衡结果。对不同工艺参数下获得的电弧增材制造构件进行研究,并对其宏观和叠层组织特征进行了研究。研究发现TC4钛合金单道多层电弧增材制造薄壁墙构件中,主要产生两种条纹,一种是贯穿数个堆积层的明、暗柱状条纹;另一种则是层与层之间出现的层带条纹。其叠层组织主要由针状α、残余β相、马氏体α′组织、原始β晶界、网篮组织、魏氏组织、块状α相等组成。研究还发现TC4钛合金单道多层电弧增材制造薄壁墙构件叠层组织,主要受焊接速度、送丝速度、层间间隔温度的影响。其中,焊接速度对钛合金增材制造构件叠层组织演变过程的影响最为突出,其次为层间间隔温度,最后是送丝速度。测试研究了不同工艺参数下获得的电弧增材制造构件的力学性能。测试结果显示,所有构件的力学性能均达到母材的80%以上,其中,当焊接速度为0.25m/min,送丝速度为6.4m/min,层间间隔温度为70