利用电弧增材制造技术成形大型复杂金属零件,因其成形效率高、成本低等优点,越来越受到国内外研究机构的关注。然而,电弧增材制造技术存在的成形精度低、缺少满足工艺特点的路径规划及配套切片软件等缺点严重制约其应用。因此,本文以基于TIG的电弧增材制造技术为研究对象,以TC4钛合金丝材为成形材料,对成形的基础工艺及路径规划策略进行研究,之后完成了配套切片软件开发的工作,最后利用开发的切片软件完成了样件的试制。本文的研究工作主要包括以下几方面:(1)基础成形工艺的研究。首先采用控制变量法,研究各个工艺参数对单道宏观形貌的影响规律。通过试错法获得了单道稳定成形的工艺参数范围。在此基础上,研究了送丝方向与成形方向不同位向关系对成形形貌的影响。为了解决成形各向异性问题,本文独创性地提出旋转焊枪和送丝杆的工艺方法。之后,研究焊枪旋转角度对成形各向异性的影响,得到最佳旋转角度。在此角度下,成形零件的几何形貌、拉伸力学性能和组织结构均呈现各向同性。(2)路径规划对成形形貌和性能影响的研究。首先介绍了电弧增材制造成形的熔道自身的特点,即起弧、熄弧位置高度不稳定,边缘效应,侧面下榻现象,并分析了存在这些问题的原因。针对典型框类结构的十字交叉位置,提出圆弧搭接的路径方式,获得表面良好的“田”字形框类结构件。对于平面结构,提出沿长边成形、短边成形、轮廓螺旋成形、分区成形和层间长短边交错成形这5种路径规划方式,研究其对成形尺寸精度及残余应力、力学性能和微观组织的影响。实验结果表明,沿短边扫描成形的零件尺寸精度及性能都最佳。(3)切片软件实现研究。首先介绍了与电弧增材制造工艺需求及设备相匹配的切片软件的设计需求。之后介绍了开发的切片软件各个子模块的功能。提出了与电弧增材制造工艺相匹配的薄壁回转类零件分层算法,用Matlab编程实现并完成薄壁半球零件的试制。最后用开发的软件试制了一个零件,并分析了成形零件尺寸精度低的原因,指出目前切片软件路径规划模块存在的缺陷。