冷金属过渡(Cold Metal Transfer,CMT)焊接技术因为在焊接过程中具有极低的焊接热输入以及稳定的焊接电弧,十分适合进行铝合金的增材制造,自从问世以来就成为研究的热点。在进行增材制造研究时,熔滴的形成、大小以及熔滴过渡的方式均会对焊接过程中的稳定性以及焊缝的表面成形、质量产生重要的影响,因此研究熔滴过渡具有重要的意义。目前,各国研究者针对CMT的研究主要停留在工艺应用和温度场等方面的数值分析,针对CMT熔滴过渡理论上的研究还比较少。本文采用FLUENT数值模拟软件,基于VOF理论,根据流体动力学、电磁学理论以及熔滴受力分析,建立GMAW熔滴过渡的数学方程,对GMAW在焊接电流为150A时熔滴过渡动态行为进行模拟,并对熔滴过渡的温度场进行分析。为验证模拟结果的准确性,搭建高速摄像和电信号同步采集系统,结果表明,模拟结果和实验结果吻合良好,为CMT熔滴过渡的实现奠定基础。在GMAW模型的基础上,利用FLUENT软件对CMT焊接过程中的熔滴过渡行为进行动态分析。重点分析送丝速度为5m/min和5.5m/min时熔滴过渡的动态变化。模拟结果发现送丝速度为5m/min时,熔滴过渡方式为典型的短路过渡,送丝速度为5.5m/min时,熔滴过渡的方式为射滴过渡加短路过渡的混合过渡。模拟结果同实验结果进行对比,发现吻合良好,证明了CMT熔滴过渡模型的准确性。对两种参数下熔滴过渡的温度场和电势场进行分析,结果表明,电势场和温度场同熔滴过渡的动态过程吻合良好,进一步揭示了CMT熔滴过渡无飞溅的机理。在CMT焊接熔滴过渡的基础上,对CMT增材制造工艺进行研究,探索不同参数下单层单道、单层多道、单道多层和多层多道试件的宏观形貌以及微观组织的变化规律,为铝合金CMT增材制造的参数优化提供借鉴意义。研究结果表明,进行单层单道堆焊,送丝速度为5m/min,焊接速度为60cm/min时,焊缝的成形良好,焊缝的组织为细小的等轴晶。不同的焊接参数对于单层多道堆焊不用部位的影响不尽相同。进行单道多层实验时,加大热输入能够改善润湿性,有利于提高堆焊焊缝的质量。