社会的快速发展要求现代制造业能够提高制造效率,而提高熔敷速度是电弧增材制造领域提高制造效率最直接、快速的手段。熔敷效率随着熔敷速度的增加而提升,从而提高制造效率。但过高的熔敷速度会造成诸如咬边、驼峰等成形缺陷,因此提升熔敷效率的同时必须保证成形件的尺寸精度与成形质量。关于驼峰效应的研究普遍停留在单层焊道上,而电弧增材的特点在于多层熔敷,因此研究电弧增材多层熔敷过程中的驼峰效应形成机理及影响因素,探索高熔敷速度下驼峰效应的抑制方法,具有重要的研究意义和工程价值。本文基于福尼斯CMT工艺,研究电弧增材制造过程中驼峰效应的形成过程、形成机理,并提出有效的抑制方法。本研究旨在建立高速电弧增材制造过程中获得良好成形质量的工艺条件,提高电弧增材制造工艺的工程实际应用。通过42组单道多层熔敷工艺试验制定了适用于多层熔敷中出现驼峰的判定标准,基于二分法思想确定了CMT工艺不同送丝速度下出现驼峰的熔敷速度临界值,依据7组熔敷速度临界值建立了预测驼峰现象的数学模型并进行试验验证。借助熔池图像采集系统,对比熔敷层驼峰出现前后熔池的变化及熔融金属流动的情况。工艺试验研究结果表明,熔池金属流动分布不均导致了驼峰的出现,熔池内部出现的狭窄金属流通道的冷却快慢以及积聚在熔池末端的熔融金属的回流速率是决定是否形成驼峰及其尺寸的关键。相同熔敷速度下,单道多层熔敷过程比单道单层焊道更易产生驼峰效应。本文针对驼峰效应的重要影响因素制定了3种控制策略,并分析了不同控制策略对熔敷层成形尺寸的影响规律。研究结果表明通过提高保护气体中的活性气体比例可以降低熔融金属的表面张力,从而促进多层熔敷中熔池末端的熔融金属回流铺展,但该方法影响范围有限且会造成熔敷层成形尺寸发生变化。下坡式熔敷控制策略利用重力促进熔融金属回流,该方法可以高效抑制驼峰效应的产生,对比相同工艺水平熔敷下的熔敷层成形尺寸,最大熔宽差值为0.38mm,最大余高差值为0.28mm。双丝熔敷工艺可以减缓狭窄金属流通道冷却速度,当送丝速度达到一定值之后可以有效抑制驼峰,且熔敷层成形尺寸基本与单丝熔敷下的一致。