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电弧增材制造技术(Wire Arc Additive Manufacturing,WAAM)作为金属增材制造技术的一种,具有成形效率高、制造成本低、成形件致密度高等优势,然而由于试件在成形过程中经历了复杂的热循环,其内部会产生较大的残余应力,甚至发生变形和开裂,从而严重降低了成形质量。本文基于有限元数值模拟和实验方法探究了WAAM过程中温度场与应力场的演变规律,并从散热状况、残余应力、翘曲变形这三个角度对多重堆积过程中的成形路径进行择优,为理解WAAM过程中温度场与应力场的演变规律提供理论依据同时为WAAM堆积过程的路径选择提供参考。首先基于ANSYS有限元软件中的APDL语言建立了单道单层与单道多层试件的温度场数值模型,并采用K型热电偶对温度场模型进行了实验验证,在此基础上得出了在单道多层堆积过程中,后一层对前一层有重融作用,且随着堆积层数的增加,试件的散热条件变差,后层对前层的重融作用会覆盖到相邻层之外的焊道,此时焊道的形貌尺寸难以控制,严重时甚至发生局部坍塌,所以随着堆积层数的增多,应适当增加道间等待时间以避免试件过热。其次在温度场的基础上建立了应力场模型,并采用盲孔法对应力场模型进行了实验验证,在此基础上得出了在单道多层堆积过程中,后一层对前一层有应力释放的作用,且随着堆积层数的增加,等效应力峰值逐渐降低。冷却过程中,已堆积金属收缩受阻产生较大的拉应力,且试件最终的残余应力主要来自于冷却过程中产生的拉应力。最后在单层多道成形过程中,得出了后道对前道也有重融作用,通过对比单道多层的温度循环曲线,表明了WAAM在成形过程中主要以热传导散热为主。同时,以试件的散热状况、残余应力分布、翘曲变形量为约束条件,分别对由内向外、由外向内、同向堆积、交错式堆积这四种常用的堆积路径进行择优排序。