电弧增材制造作为一种金属零件制造技术,具有设备简单、材料利用率高、生产效率高等优点,在工业制造领域应用越来越广泛。然而电弧增材制造存在成形尺寸粗糙等不足。熔滴的过渡行为对于焊接质量的影响是非常重要的,通过外部施加磁场来控制熔滴过渡过程是改善焊接质量的重要途径之一。本文通过外加交变纵向磁场对电弧增材制造的焊接过程进行控制,利用高速摄像系统对不同磁场下的熔滴过渡行为进行研究;借助于仪器设备分析磁场对热处理后的增材制造试件组织性能影响;测量试件表面成形尺寸,分析磁场对试件成形精度的影响。实验中的电弧增材制造系统采用的是脉冲变极性冷金属过渡(CMT-PA)焊接技术。其工艺特点是将交流CMT工艺和脉冲MIG工艺相结合。在交流CMT焊时,施加交变纵向磁场后,熔滴体积增大,形状由原来的圆球状变为扁球状;电弧由左右摇摆形态变成为旋转形态,对熔池具有电磁搅拌作用,电弧中的带电粒子做螺旋式运动,电弧旋转方向随着磁场方向改变而改变,随着励磁电流增大旋转速度会加快,而励磁频率的增大使得电弧的旋转半径减小。脉冲MIG焊时,交变纵向磁场的作用下,熔滴发生自转,旋转方向随着磁场方向改变而改变,熔滴变为扁球状,缩颈持续时间大大缩短,熔滴更容易进行过渡;电弧的形态由锥形变为上部收缩下部扩张的钟罩形,电弧能量密度更加集中。交变纵向磁场作用下试件的组织晶粒更加细小且均匀,表面成形更加平整。励磁电流4A励磁频率50Hz时,力学性能达到峰值,抗拉强度提高70MPa,屈服强度提高到9MPa,硬度提高24.9HV;励磁电流6A,励磁频率50Hz时延伸率提高了8%。试件的表面成形情况也得到了很大改善,在励磁电流4A,励磁频率70Hz时,层宽最大差值缩小了1.8mm;在励磁电流6A,励磁频率50Hz时,层高最大差值缩小了2.8mm。