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电弧增材制造具有成形尺寸大、效率高、成本低的特点,在几种增材制造方式中面向铝合金结构件的大型化、整体化、智能化发展具有显著优势。本论文以典型铝镁系铝合金、铝硅系铝合金、铝铜系铝合金等4种常见铝合金为研究对象,利用冷金属过渡技术开展铝合金电弧增材制造工艺研究,探讨了工艺参数对增材成形的影响规律,主要研究结论如下:(1)以5B06铝合金为例,在铝合金电弧增材制造单层单道成形过程中,一定范围内成形电流和成形速度的增加均有助于改善成形金属的润湿性,但当成形电流过大时,由于热积累效应增材到一定高度时会发生熔覆流淌现象,而成形速度过快时单层厚度较小,影响了增材制造效率。在单层单道增材试验基础上,进一步研究了关键工艺参数对多层单道成形外观的影响规律。发现在C+P模式下,随着成形电流的增大,多层单道成形宽度逐渐增加,但电流过大时成形金属表面会发生严重的氧化现象;随着成形速度的增加金属氧化现象减轻,当成形速度与电流不匹配时成形金属凹凸不平。为兼顾成形效率和成形质量,建议选用C+P或C+P+A两种成形模式进行电弧增材制造,优化后的多层单道电弧增材制造工艺参数为成形模式(C+P)、成形电流(90-120)A2成形速度(6-9)mm/s。(2)铝镁系铝合金5356和5B06铝合金的多层单道电弧增材制造试验中,在C+P+A成形模式下,5B06铝合金电弧增材制造层间力学性能可达320MPa,延伸率23.5%,道间力学性能可达315MPa,延伸率22.5%;适当的层间停留时间可以有效避免层间热量积累效应导致的晶粒长大;适当的后处理可以消除内部残余应力,但当后处理温度升高时,会出现晶粒长大倾向,导致成形力学性能下降。(3)在铝硅系ZL114A铝合金的多层单道电弧增材制造试验中,成形模式对ZL114A铝合金电弧增材制造成形影响较小;ZL114A铝合金电弧增材制造显微组织为典型的柱状树枝晶,在较为粗大的α板条之间分布着细小的Al-Si共晶组织,晶界内部无明显的析出强化相。沉积态ZL114抗拉强度为160MPa-180MPa,延伸率为2%-3%;经T6热处理拉伸强度提高到330MPa-350MPa,延伸率提高至3.5%-5%,断裂机理为韧性和脆性混合断裂。(4)铝铜系2319铝合金电弧增材制造单壁增材成形效果较好,微观组织为典型的等轴树枝晶,层间过渡区域存在少量柱状树枝晶。沉积态力学性能较低,经T6热处理,抗拉强度从230MPa-250MPa提高至390MPa-420MPa,断后延伸率明显提升,但2319层间与道间延伸率相差较多,无法经热处理消除各向异性。