导叶作为混流式水轮机中的关键部件之一,在以往的成形方法如砂型铸造的铜合金导叶极容易出现缺陷,而CMT(Cold Metal Transfer)增材制造的方法因其成本低廉、制作周期短的特点为零件快速成形时提供了新的思路。本课题依托于铜合金导叶的新型成形方法,采用实验与数值模拟相结合的手段,对CuAl8铝青铜的CMT增材制造成形工艺及温度场展开了研究,以希望提高零件的成形质量。首先对单道单层的成形工艺进行了研究,采用二次回归模型的方法设计实验,得到的两个拟合方程有较高的显著性,可预测不同工艺参数组合下的焊道尺寸,并分析了单因素及双因素相互影响下的成形规律,焊接电流及基板预热温度对熔覆层宽的影响呈正相关趋势,熔覆速度对熔覆层宽的影响呈负相关趋势,其中焊接电流对熔覆层宽的影响最大。熔覆层高方面熔覆速度的影响大于预热温度及焊接电流的影响。其次对墙体块体成形工艺及组织分析进行了研究,确定焊接电流及熔覆速度后,调节CMT焊机的弧长补偿系数可能会大大改善成形质量,采用往返成形的方法得到的试样两端平整,对比了焊接电流、熔覆速度、层间停留时间对墙体成形尺寸的影响,焊接电流增大,成形试样更加“扁宽”,大的熔覆速度下成形试样的外观更加扁窄,层间停留时间较短墙体垂直度最好,随层间停留时间的增大,直壁墙体的高度逐渐增大,得到了成形质量良好的CuAl8块体。成形微观组织中,底部出现尺寸较为粗大的晶粒,最大可达800μm,沿着抬升方向晶粒尺寸逐渐均匀,最大值在400μm左右,生长方向也较为一致,在整个墙体均发现层间重熔区,在靠近底部位置的重熔区,圆弧的曲率半径值最小,向下重熔的深度最大。成形墙体各位置处的晶粒均为大焊接电流条件下的更为粗大,熔覆速度对晶粒尺寸的影响与焊接电流带来的影响有着相反的趋势。最后利用Abaqus对CuAl8的CMT单道单层焊道、单道多层直壁墙建立了有限元模型,采用控制单一变量的手段研究了不同成形路径及不同层间停留时间下温度场的分布情况,结果显示往返方向成形下的散热模式更好。运用不同熔覆层中点位置冷却后的温度作为考察对象更容易清晰的得到层间停留时间带来的影响规律,层间停留时间越短,熔覆层冷却后的温度越高,合理延长层间停留时间可起到控制层间温度的作用。