王华峰，来五星，张海鸥，王桂兰

(1.华中科技大学 材料成形与模具技术国家重点试验室，湖北 武汉 430074；2.华中科技大学 数字制造技术与装备国家重点试验室，湖北 武汉 430074)

增材制造技术经过近些年的发展，从依据粘接原理开发的叠层成形技术(FOM)逐渐发展到光固化成形技术(SLM)，再发展到以电弧、电子束及激光等高能束为热源的增材制造技术，实现了有机材料、无机非金属材料和金属材料产品的快速制造[1-2]。其中，电弧增材制造技术以廉价高效的电弧逐层堆焊方式成形金属实体构件，其熔积效率是基于激光和电子束增材制造技术的5～10倍，能量利用率可达到后者几倍到几十倍，适用于大型简单构件制备与大众化普及[3-4]。

电弧增材制造尺寸精度的控制是生产制造的难点。英国诺丁汉大学Spencer等[5]以六轴机器人为运动平台，基于温控装置实现了焊接热输入的在线调节，成功降低GMAW成形零件表面粗糙度。Ouyang等[6]采用变极性GTAW工艺成形5356铝合金零件，通过基板预热、焊接弧长的监控及焊接热输入的调节，实现成形件几何尺寸的精准控制。Cranfield大学Almeida等[7]利用磁控稳弧技术控制热输入及熔池扰动，获得了成形表面质量较高的多道单层薄壁构件。赵孝祥等[8]分析了增材成形过程中MIG熔滴过渡、焊接参数及轨迹过渡方式对熔积层尺寸的影响，结果表明，成形路径对成形精度有很大的影响，为了控制成形零件的成形精度，需要精确调节不同路径过渡处焊接参数。H. Geng等[9]以5A06铝合金电弧增材制造为例，探讨了获得良好成形条件下的曲率半径与焊宽之间的关系，例如，当熔积层宽度为7.2 mm时，成形轨迹的极限曲率半径是10 mm。……