S5356铝合金过渡端框是运载火箭的关键结构件,用于运载火箭助推模块中级与级之间的过渡,实现两级之间的连接,在运载火箭的发射中起重要作用。过渡端框上分布多组加强筋,尺寸大且形状复杂。作为级间的连接部件,它的形状和精度对连接质量起重要作用,同时,作为火箭发射过程中的重要承力结构,有较高的性能要求。本论文研究了S5356铝合金过渡端框电弧增材制造工艺及性能,打印出过渡端框模拟件。研究了S5356铝合金电弧堆积单层单道金属的成形工艺。当堆积电流100A时,堆积金属的初始温度大于80℃,堆积层与基板结合处没有咬边缺陷,且堆积层的宽度与高度的比值即外观成形系数随着堆积金属初始温度的增加而增加。堆积电流110A-120A时,堆积层尺寸均匀,成形美观;堆积电流120A-140A时,堆积层金属铺展性好,外观成形系数较大。堆积电流增加,堆积层外观成形系数相应增加。研究了S5356铝合金电弧堆积多层单道金属的成形工艺。堆积过程的层间温度为30℃、50℃、70℃,堆积金属的有效宽度与总宽度的比值即有效宽度系数分别为0.84、0.90、0.80,均大于连续堆积金属的有效宽度系数0.74。恒定的层间温度,可增加多层单道堆积金属的侧面平整度,当层间温度为50℃时达到最佳效果。连续堆积时,堆积电流80A-120A,堆积金属的有效宽度系数在0.65左右,堆积电流140A时,堆积金属的有效宽度系数为0.74。堆积电流大于120A时,堆积金属的侧面平整度有一定程度的增加。连续堆积过程中层间提升量分别为1.5mm、2mm、3mm时,堆积金属的有效宽度系数在0.64左右,层间提升量对多层单道堆积层侧面平整度影响不大。研究了多层单道堆积金属的气孔率。层间提升量从1.5mm增加至3mm,堆积金属中的气孔率由1.32%增加至2.59%。堆积过程中的层间提升量应与堆积金属的平均层高相对应,过小会降低熔池的稳定性,并且易烧损导电嘴,过大会使金属中的气孔率增加。研究了热输入及固溶热处理温度对堆积金属性能的影响。堆积过程的热输入从113.35J/mm增加至356.35J/mm,金属的抗拉强度由265MPa减小至236MPa,延伸率由17.80%下降至13.85%。观察拉伸试样断裂后断口,断口处气孔的数量及尺寸随热输入的降低明显减少。金属在堆积态及温度分别为350℃、450℃、500℃固溶热处理态下垂直方向的抗拉强度分别为234.8MPa、245.8MPa、256.7MPa、255.8MPa,热处理后,金属的抗拉强度有9.3%的提高,断后延伸率由11.2%增加至14.6%。固溶热处理温度450℃时,垂直方向金属的抗拉强度达到极限,继续升高温度无法使强度提高。堆积态下水平方向金属的抗拉强度为275.4MPa,随着固溶热处理温度的增加,水平方向金属的抗拉强度提高约5MPa,强化效果不明显。堆积态下,金属在垂直方向和水平方向抗拉强度差40.6MPa,该现象的产生主要是由于层间结合界面液态金属的结晶存在方向性,其次分布于界面附近的显微气孔也会对性能产生一定的影响。垂直方向和水平方向拉伸试样断裂后断口均匀分布大量韧窝,表现为明显的韧性断裂。固溶热处理使金属组织中的析出相由晶界处聚集转变为晶粒内部弥散分布,随固溶温度的增加,晶粒内部弥散过程进行的越充分,同时,固溶热处理使晶粒尺寸减小,组织变得细小均匀。根据过渡端框的结构特点,制定相应的路径规划策略,提出对称分块成形方案,实现过渡端框模拟件的增材制造。通过对过渡端框模拟件进行三维测量,得到结构误差在3.58mm之内,达到预期要求。