电弧熔丝增材是一种低成本、高效率的增材制造技术,广泛应用于复杂零部件和大体积金属构件的表层强化。在大体积构件增材时,合理的电弧熔丝增材轨迹可以降低残余应力及变形,改善组织性能,提高增材效率。本文构建了摆动电弧熔丝增材有限元分析模型,开展大量模拟,分析了摆动电弧熔丝增材参数对温度、应力及变形的影响规律,以盘形件为研究对象对比研究了不同增材轨迹、增材顺序、增材方向对各场量的分布及演变的影响规律,并利用模糊综合评价方法进行增材轨迹的多目标优化,最后通过盘形件气阀盘面的增材实验对优化得到的增材轨迹进行验证。本文的主要研究工作如下:（1）开展120 A及115 A增材电流条件下的摆动电弧熔丝增材实验,测量增材后熔敷区不同时刻不同位置的温度数据,发现焊缝温度在1 min内迅速降到110℃以下,测得120 A电流条件下焊宽为19 mm,焊高2.5 mm熔池的深度为1 mm。（2）基于熔敷区形貌尺寸确定增材热源参数,通过二次开发施加摆动热源,建立摆动电弧熔丝增材有限元模型,模拟与实验温度误差不超过10℃;研究摆动频率、摆动幅度和增材速度对增材过程温度场、应力场的影响规律。随着摆动频率的增加,熔池深度减小,随着摆动幅度增大,熔池宽度增加,随着增材速度增加,熔池深度和宽度均减小。确定较优的摆动参数为,摆动频率0.9 Hz,摆动幅度6 mm,增材速度3 mm/s。（3）分析了螺旋线、往复曲线、间隔曲线、同心圆四种增材轨迹增材及冷却过程的温度场、应力场及变形量的演变规律,不同增材轨迹在散热条件、残余应力、翘曲变形评价指标下有不同的优势;利用模糊综合评价方法对四种增材轨迹进行模糊评价,优化得出螺旋线和同心圆轨迹更适于盘形件增材。（4）基于同心圆轨迹进一步开展由内向外、由外向内、间隔成形、交替向成形等不同增材方向及顺序八种组合方案的模拟优化,利用模糊评价方法优化得出由外向内交替向间隔成形效果最佳。（5）将优化得出的由外向内交替向间隔增材轨迹应用于圆盘件气阀盘底的增材,通过目视检测、渗透检测、超声检测、微观组织观察确定气阀无裂纹、气孔和未熔合等缺陷,增材区平均显微硬度245 HV,满足各项质量要求。