董博伦， 蔡笑宇， 夏云浩， 林三宝

哈尔滨工业大学 先进焊接与连接国家重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150001

0 前言

电弧增材制造是一种以电弧为热源，金属丝材为填充材料，按照既定路径逐层堆积成形三维零件的增材制造技术［1］。依据ASTMF42标准对增材制造技术的分类，电弧增材制造属于直接能量沉积的一种。与其他以高能束（激光、电子束）为热源的增材制造技术相比，电弧增材制造可以使用常规电弧焊接设备，并以丝材为原材料，展现出成本低廉、原材料利用率高、制造效率高的特点；制造过程无需使用充氩舱，在大尺寸结构的成型上显示出了独有的优势［2］。得益于电弧阴极清理的特性，电弧增材制造技术对于铝合金，尤其是高强铝合金来说具有独特的适应性。使用交流或变极性电流时，电弧能够去除铝合金表面氧化膜，从而降低氧化物夹杂和气孔的敏感性。另一方面，电弧的能量与高能束热源相比分布更为分散，沉积金属的升温和冷却速度较慢，有利于降低高强铝合金的热裂纹敏感性。铝合金电弧增材制造自2002年在5356铝合金中进行可行性验证后，近20年来一直是研究的热点。目前已先后对Al-Cu、Al-Mg、Al-Si、Al-Cu-Mg 和 Al-Mg-Si多个系列合金开展了研究工作。

1 Al-Cu系铝合金电弧增材制造研究

对于Al-Cu系合金，由于其强度较高，加工工艺性好，在航天领域得到了广泛应用，其中以2219和2319铝合金为代表。哈尔滨工业大学的Bai［3］等人针对2219铝合金电弧增材制造技术展开研究，结合温度场数值……