电弧增材制造是一种基于三维CAD模型,将三维模型进行分层处理后,利用电弧作为热源熔化丝材进行逐层制造的一种新的制造方式。电弧增材制造技术相比传统制造技术如:铸造和机械加工,其具有较大的材料利用率,可以减少产品生产周期和生产成本;又可以在任何条件下进行制造或对产品进行修复。因此电弧增材制造受到越来越多的企业及科研人员的高度重视。本文对不同结构的304不锈钢电弧增材制造构件的残余应力演变、微观组织性能及高温力学性能进行研究,主要研究内容如下:(1)通过CLOOS机器人及窄间隙MIG焊系统进行制造,进行摆动电弧圆环壁及直壁增材制造试验、非摆动电弧直壁及圆环壁增材制造试验、多层多道电弧增材制造试验并得到成型完好的成型构件。(2)对304不锈钢电弧增材制造过程中的温度场变化趋势,及应力场的演变建立了基于simufact.welding软件的电弧增材制造有限元模型,得到增材制造过程中温度场变化,发现电弧增材制造过程中电弧加热会引起已增材制造层的部分重熔,此作用只影响前一层,随着熔覆层增加热积累效应越来越不明显。等效应力随着热源加热后金属的冷却迅速升高到一个峰值,随着下一层热源加热会迅速降低到一个谷值,随着下一层热源的离开,等效应力又会达到一个峰值,由于热积累效应存在每一层的增材制造会对已经增材制造层起到热处理的效果,已经增材制造层的应力值逐渐降低,最终随着电弧增材制造结束,温度冷却到室温后形成残余应力。(3)对304不锈钢电弧增材制造构件的残余应力进行测量,其中每增材制造三层后冷却到室温再基于盲孔法进行残余应力的测量,随着层数的增加,基板对增材制造层的拘束作用逐渐降低,使得残余应力随着层数的增加呈下降趋势。(4)对304不锈钢电弧增材制造成型构件的纵截面进行了微观组织分析,其微观组织主要由奥氏体和残余铁素体组成,微观组织形貌主要由不同形貌的树枝晶构成,随着电弧增材制造的层数增加,距离基板的距离增加,增材制造层的冷却速率及温度梯度逐渐减小,微观组织形貌由胞状铁素体向骨架状铁素体转变。(5)电弧增材制造试样的显微硬度值均超过200HV,高于热轧304不锈钢的显微硬度。高温拉伸试验结果表明,Z轴的屈服强度低于X轴和Y轴,但是其余的高温力学性能在三个坐标方向基本一致,其中拉伸强度超过于热轧304不锈钢;