TC4钛合金因其比强度高、抗疲劳和耐腐蚀性能优异以及高温性能良好而被广泛应用于航空航天等行业。目前对于结构复杂的大型TC4金属构件仍然是采用传统减材方法制造,这造成了材料浪费、成本增加和制造周期延长等问题。基于冷金属过渡技术（Cold metal transfer,CMT）的电弧增材制造可以有效解决这一问题。本文以TC4钛合金为研究对象,采用高频超声对电弧增材制造过程施加辅助,从而消除由柱状晶造成的力学性能各向异性。通过对超声振动辅助后的CMT电弧增材制造TC4钛合金微观组织演化规律和力学性能进行了研究,得出以下研究结果:1.当超声振幅为50μm,送丝速度为5.3 m/min,焊接速度为0.48 m/min时,获得了全等轴β晶粒,成形和层间结合都得到显著改善。振动态试样微观组织与沉积态试样并无明显的差别,都是由网篮组织、魏氏组织以及针状马氏体α?相构成。结果表明超声辅助并不会影响钛合金的固态转变。2.施加超声后,β晶界以及晶粒内部的α片层存在断裂现象,断裂处被其它α片层穿过。热处理后的振动态试样的EDS和TEM结果显示β相中V元素富集,说明热处理过程中V元素优先向β相中扩散。在ST2（870℃/1h,FC,600℃/2h,AC）热处理条件下,网篮组织和集束组织的α片层宽度相较于ST1（800℃,2h/AC）宽度分别粗化了22.7%和12.9%。热处理后（0002）α和（110）β峰高逐渐增加。3.沉积态和振动态试样断口形貌均表现为韧性+脆性混合断裂模式。沉积态试样力学性能存在明显各向异性,抗拉强度UTS 45°＞UTS 0°＞UTS 90°（IPA=2.6）,延伸率EL 90°＞EL 45°＞EL 0°（IPA=24.7）。振动态试样抗拉强度相较于沉积态提高了4.6%。固溶处理后试样各向异性进一步降低,其中ST2试样各向异性值最低(IPAUTS=0.4,IPAEL=8.2)。4.不同载荷下沉积态和热处理前后振动态试样纳米压痕测试结果表明,热处理后的振动态试样内部组织变得更加均匀,ST2试样硬度相较于沉积态和振动态分别下降了5.2%和8.2%。晶界数量的增多使得位错运动阻力随之增加,导致振动态试样的硬度略大于沉积态。