铝合金作为轻质高强材料,被广泛应用于航空航天、汽车产业等领域,传统的切削加工或铸造等方法已经不能满足对零件快速制造的使用要求,电弧填丝增材制造具有制造成本低、生产效率高等特点,已成为金属零件快速成形方法之一,但铝合金电弧增材中组织粗化的问题仍未得到较好的解决。外加纳米颗粒能够细化晶粒组织,有望解决铝合金电弧增材制造中组织粗化的问题。本文选用ER4043焊丝,外加粒径为50-200nm的TiC颗粒,在厚度4mm的6061-T6铝合金基板上进行单道单层和单道多层焊接实验。文中首先研究了不同工艺参数对堆焊试样宏观成形的影响。对单道单层堆焊试样,得到了各个工艺参数对熔宽、余高的影响规律,并用外观成形系数对成形规律进行了进一步表征。对于单道多层堆焊试样,得到了各个工艺参数对层宽、层高的影响规律,发现随着纳米TiC颗粒涂覆量的增大,层宽减小、层高增大,当纳米TiC颗粒涂覆量过大时,宏观成形变差。接着研究了不同工艺参数对堆焊试样显微组织及力学性能的影响。根据显微组织差异将增材试样分为上层、中间层、底层三个区域,详细分析了各个区域的组织特征。发现增大纳米TiC颗粒涂覆量、减小送丝速度、减小焊接电流,这三者均可使晶粒组织得到细化,对于单道多层增材试样不仅同种类型的晶粒组织得到细化,而且改变了不同晶粒在同一焊道内的比例,使得细小等轴晶的比例增大,粗大的胞状晶、柱状晶所占的比例减小,材料的强度、硬度提高;当纳米TiC颗粒的涂覆量过大时会造成伸长率的下降。最后结合纳米TiC颗粒分布及其对组织演变的影响分析了纳米TiC颗粒在铝合金电弧增材制造中的强化机制。纳米TiC颗粒在铝合金增材制造过程中稳定存在,大部分分布在晶界处,少量分布在晶粒内部,纳米TiC颗粒的加入改变了组织演变进程,晶界处的纳米颗粒阻碍晶界移动,抑制晶粒长大,使得晶粒组织细化,细晶强化为最主要的强化机制。