余圣甫，禹润缜，何天英，代轶励

(华中科技大学材料科学与工程学院，湖北 武汉 430074)

1 前 言

随着我国“制造强国”战略的推进，各类关键金属构件的制造向高效率、智能化、绿色化的方向发展[1]。常规大型金属构件制造工艺主要由机加工、铸造、锻造、焊接等减材、等材制造技术复合而成，存在工艺流程复杂，材料利用率低，多工序复合制造时成本高、效率低、制造柔性化程度不足等问题，难以适应当下各领域金属构件高效、高质量、智能制造的发展趋势。

增材制造(additive manufacturing，AM)是基于材料累加原理，自下而上逐层累积材料，成形三维实体构件的制造技术，相较于常规等材、减材制造，该技术具有工艺流程简单、材料利用率高、无需模具、成形效率高等优点，可实现任意复杂构件的制造[2]。国外如空客、波音、通用电气等公司均将增材制造列为飞行器部分构件的主要制造工艺之一[3, 4]；国内的《中国制造2025》战略文件也已明确指出，增材制造装备及材料为我国制造业的重点发展方向之一，在航空、航天、船舶、建筑等领域均出现了增材制造关键金属构件的应用探索[5, 6]。

增材制造技术依据热源的不同可分为激光增材制造、电子束增材制造和电弧增材制造。其中，电弧增材制造(wire arc additive manufacturing, WAAM)技术采用电弧为热源，加热熔化金属丝材，并通过熔融金属在计算机程序设定的路径上层层堆积，实现三维实体构件的成形，原理图如图1所示。与激光、电子束增材制造技术相比，电弧增材制造技术具有如下特点：