等离子电弧增材制造具有熔积速率快,填充物熔积率高,制备件形貌不受限等优势,在快速熔积成组件上有着其巨大的发展潜力,但在传统方法下,每道熔积层金属的尺寸都是固定的,且在多道制造过程中,增材件的热积累逐渐增加,出现表面不平整的现象,从而导致制备件形貌变差,质量降低,严重甚至会影响其使用。本文针对现有等离子电弧增材制造过程中的智能程度低、形貌精密度不高、热输入量把控难度较大等要点,利用横向磁场来控制等离子弧进行摆动,对增材过程热输入进行调控,从而达到改善制备件尺寸和形貌目标。通过搭建磁控摆动等离子试验平台,设计专用的磁控摆动等离子弧传感器,对励磁系统进行仿真分析和试验验证,并依据本文电弧增材附加的工艺变量,设定单路径单道以及多道的探索方法。使用comsol进行数值耦合模拟电弧姿态,发现当无磁场辅助时,电弧内部焰流热量由自上而下呈“钟罩”状分布,焰弧流局部热量由尖端连续下降至基材,向四周逐减。当焰弧流速在喷嘴口逸出时,其速率将会到达峰值。电弧压力曲线显示为抛物线,压力峰值位于导电嘴轴线下方的基材位置。当添加磁场辅助时,内部焰弧流热量发生偏摆,热量峰值略有下降。焰弧流逸出速率在出口边界达到顶峰,同时峰值弧圧也会随着弧柱的偏转而发生挪位。利用simufact welding对增材制造过程进行热力耦合模拟,探索熔积层演变规律,发现同一熔积层内起弧点和收弧点所历经的热循环不同,造成层内微观结构的不均匀性;不同熔积层位置中心处的历经热循环也存在不同之处,造成了层间组织结构的差异性。后续熔积材料对先前已沉积的金属材料有一定的应力松弛效应。但应力松弛效应随着熔积过程的持续,其效果逐渐减轻。熔积过程的递增,使增材件中间部位发生抑制凹陷,在末端处产生弯曲形变,其他部位的形变不显著。利用高速摄像仪拍摄磁控摆动等离子电弧形态,通过试验比对发现,截取的电弧形态与模拟仿真结果相近。同时使用正交试验法来研究工艺变量对磁控摆动等离子弧增材制造的影响程度。结果显示层高涉及焊接因素的影响程度次序为:送丝速率、磁场强度、焊接电流,而焊接速率对层高无显著影响程度。熔宽涉及焊接因素的影响程度次序是焊接速率、焊接电流、磁场强度、送丝速率。