大尺寸复杂构件的低成本、高效快速近净成型是制造技术重要发展方向,在航空、航天、汽车及能源等工业领域具有不可替代的作用。增材制造是一种无模具,可直接低成本一体化制造复杂构件的新技术,其优越构型能力使现有制造技术在结构功能一体化制造方面难以实现的问题得以很好解决。本文以5356铝合金结构件电弧增材制造为对象,重点研究结合层和沉积层凝固机理以及热输入方式对试件组织性能的影响规律,具有重要的理论意义和应用价值。论文以5356铝合金焊丝为材料,进行电弧增材实验研究,通过分析不同堆焊结构件宏观形貌、微观组织及力学性能等变化特征,获得较优焊接工艺参数范围。在此基础上,分析成型件在不同区域和取样方向上的组织及力学特性,实验结果表明:堆焊成型结构件沉积层与结合层交替出现,在上、中和下不同取样位置晶粒尺寸相同,结合层存在大量气孔及缩孔等缺陷,沉积层没有观察到明显堆焊缺陷;水平方向上不同取样位置力学性能近似相等,平均抗拉强度和延伸率分别为274.0MPa和32.3%,垂直方向与水平方向强塑性相比并无明显变化;断口分析表明,在不同方向和取样位置均表现出均匀的塑性断裂,垂直方向拉伸断裂于结合层处,为整个结构件性能最薄弱部位。对比了有无脉冲交流时热输入方式对堆焊结构件组织和性能变化影响规律,研究结果表明:无脉冲交流成型试样晶粒较粗大,脉冲电流降低了成型过程热输入,细化了晶粒尺度,提高了结构件强塑性。脉冲交流成型件晶粒尺寸在50～100μm之间,约为无脉冲晶粒尺寸的一半;同时,脉冲电流使得β-Al3Mg2相分布更加均匀弥散且尺寸较小,与无脉冲时相比,其强度和延伸率分别提高10.9MPa和5.8%。两种热输入方式硬度值差别较小,沉积层硬度值保持在稳定的变化区间,结合层由于存在气孔和缩孔等缺陷而使该处硬度波动较大,在缺陷处硬度值较低。在此基础上,研究了摆动成型路径对结构件成型质量的影响,研究结果表明:摆动成型的组织不仅有沉积层与结合层相间的条纹形貌,而且往复摆动也会形成摆动结合层,且不同成型位置组织形态不同,上部区域沉积层主要为柱状晶,中部区域以等轴晶为主,下部区域为柱状晶与等轴晶混合形态。对比有无脉冲和摆动成型方式结构件力学性能,结果表明有脉冲交流成型件性能最好,摆动成型件性能次之,无脉冲交流成型件性能最差,其中脉冲交流成型的平均抗拉强度为277.5MPa,平均延伸率为31.0%。论文的完成能为铝合金电弧增材制造微观组织设计和性能调控提供理论依据和技术支撑。