Inconel 718镍基合金因其优异的性能被广泛应用于航天、核电、石油等领域,素有“万能合金”的美誉。开展Inconel 718镍基合金大尺寸复杂构件的电弧增材制造技术研究具有迫切的需求,而Inconel 718镍基合金增材制造过程中存在成形困难、元素偏析、裂纹等问题,因此,本文采用具有低热输入的CMT焊接电弧从直线和三角的沉积路径出发开展了镍基合金电弧增材制造工艺研究。通过镍基合金单道焊缝沉积试验,对焊缝特征及焊接稳定性进行了研究。结果表明,当送丝速度为6 m/min,焊接速度为0.5 m/min时,焊接过程稳定,焊缝成形效果最好,平均晶粒尺寸及晶粒间距相对较小,仅为15.7μm和26.5μm,最适合进行增材制造。随着偏转距离的增加,焊缝边缘出现了“蜈蚣状”形貌,由于摆动电弧的作用,熔池振荡程度增加,熔池冷却速度加快,晶粒逐渐细化。开展镍基合金直线轨迹电弧增材制造薄壁成形试验,研究薄壁构件的组织和性能特征。结果表明,由于散热条件不同,试样从底部到顶部的微观组织分别为胞状晶、胞状树枝晶、粗大树枝晶和等轴晶,并且枝晶间存在较多的析出物,主要为Laves和MC型碳化物,析出相的尺寸和分布与增材试样的微观组织相符合。试样的力学性能具有明显的各向异性,纵向拉伸试样的抗拉强度为727.7MPa,明显高于横向拉伸试样,而屈服强度和延伸率小于横向拉伸试样,分别降低了8.1%和8.2%,该现象主要与断口韧窝的排列方式和Laves相的分布有关。基于三角摆动轨迹研究了在不同偏转距离和层间冷却时间下对镍基合金电弧增材制造构件宏观成形、组织结构及力学性能的影响。结果发现,随着偏转距离和层间冷却时间的增加,在摆动电弧的搅拌作用下,晶粒细化,生长方向发生改变,并且枝晶间析出相的数量及尺寸明显下降。当偏转距离为3 mm、层间冷却时间为120 s时,薄壁的力学性能最好,抗拉强度、屈服强度和延伸率分别达到了701.4 MPa、380.1 MPa和38.9%,相比于直线轨迹相同工艺参数的试样分别提高了8.1%、21.1%和2.0%,试样平均硬度为233.3 HV。综上所述,采用三角摆动轨迹的镍基合金电弧增材制造工艺可以有效改善组织和力学性能,进一步开展基于摆动轨迹的电弧增材制造研究具有重要意义。