电弧增材制造(Wire and Arc Additive Manufacturing,WAAM)技术有着样件致密度高、设备成本低、成形效率高、可成形大尺寸结构工件等优点,在航空航天、武器装备等领域有着广阔的应用前景。但存在工件层间焊道黏合度不高、气泡倾向严重等问题。本文在电弧增材制造工艺的基础上引入高频振动工艺,研发复合增材制造工艺,通过增强沉积层的热发散来达到控制气泡数量和面积、抑制热裂纹和细化晶粒的效果,从而提升工件的整体性能;研发热振复合工艺,改善均化程度,使工件内部残余应力减少乃至消除。首先,复合增材制造工艺通过双头螺纹杆将振动仪和实验所用基板连接,在成形工件的同时对基板施加实时接触式高频振动。实验结果表明工件各区域性能都随着高频功率的增加而增大,随着高频频率的增加形成增-减-增的变化曲线,在设备可调控参数范围内,高频振动功率20W,频率996Hz时复合制造工艺成形工件的抗拉强度最佳,工件平均抗拉强度达到了247.56Rm/MPa,较电弧增材制造的工件提升了36.07%。其次,研究热振复合工艺对工件内部残余应力的影响。数据分析发现热处理后工件X和Y方向上的残余应力整体较大,Y方向几乎在100MPa以上,应力集中表现的尤为明显;而热振复合工艺处理之后工件X和Y方向上残余应力值均在±50MPa范围,整体残余应力值较低,应力均化效果表现的十分明显。最后,选取航空航天领域所需零部件中具有中小型、复杂、多结构特征的旋转框架薄壁工件,对复合制造工艺和复合处理工艺的实际应用进行实例验证分析。观察发现复合制造工艺成形的旋转框架经热振复合工艺处理和铣削加工后不存在大型缺陷,表面看不到裂纹、变形和崩坏区域,整体成形效果良好,精度较高,符合理想化工艺测定的应力均化效果。