针对电弧增材制造过程中严重的热积累而导致的成形质量差、尺寸精度低以及堆积完成后成形件内部存在较大残余应力等问题。本文提出随弧激冷电弧增材制造方法来改善电弧增材制造过程中严重的热积累以及降低成形件内部的残余应力。采用数值模拟与试验相结合的方法来研究随弧激冷对电弧增材制造过程中温度场和应力应变的影响。最后再对堆积层的组织性能进行分析,研究随弧激冷对电弧增材制造成形件显微组织以及力学性能的影响。基于ANSYS软件建立了不加冷源和施加冷源增材制造条件下温度场有限元模型,通过试验测试基板上点的热循环曲线,与模拟结果进行对比,验证了温度场有限元模型建立的准确性。基于有限元模拟结果对电弧增材制造过程的温度场进行分析得出:相比较于不加冷源增材制造,施加冷源增材制造条件下热源到达第五层和第十层堆积层中点位置时基板的温度分别降低了70℃和113℃,热源后方同步跟随冷源,冷源会以强对流换热的方式带走堆积层上的部分热量而使传递到基板的热量减小,使成形件上整体的温度有明显的降低,冷源的存在可以有效的减少堆积层以及基板上的热积累量;相比较于不加冷源增材制造,施加冷源增材制造条件下热源到达第一层、第五层、第十层堆积层中点位置时熔池的最高温度分别降低了35℃、87℃和92℃,冷源的施加可以降低液态熔池的温度、减小熔池周围堆积层高温区的面积、增大熔池周围堆积层的温度梯度、减小液态熔池的体积以及缩短液态熔池的凝固时间,可以抑制液态金属的流淌,提高堆积层的成形质量。基于ANSYS软件建立了不加冷源和施加冷源增材制造条件下应力场的有限元模型,实测基板上被标定点的残余应力与模拟结果进行对比,验证了应力场有限元模型建立的准确性。基于应力场有限元模拟结果得出以下结论:成形件内部的残余应力决定了成形件的最终变形,对成形件内部的残余应力分析发现,纵向应力为主要应力,成形件内部的残余应力主要取决于纵向应力,纵向应力的大小以及分布决定了成形件的最终变形。相比较于不加冷源增材制造,施加冷源增材制造条件下堆积层内部的纵向残余应力降低了17.6%,由于施加冷源能够降低成形件上的纵向应力水平,可使成形件的最终变形明显减小,提高成形件的尺寸精度,相比较于不加冷源增材制造,施加冷源增材制造条件下成形件上的最大节点位移减小了24%。随弧激冷电弧增材制造由于能有效的改善成形过程中的热积累以及加快熔池的冷却速率,必然会对堆积层的组织性能产生影响,对比施加冷源和不加冷源增材制造条件下堆积层的组织性能,结果表明施加冷源增材制造条件下堆积层的晶粒尺寸更细小,施加冷源增材制造条件下由于堆积层的晶粒尺寸细小,堆积层的抗拉强度以及延伸率都有明显提高,相比较于不加冷源增材制造,施加冷源增材制造条件下堆积层的抗拉强度提高了10%,施加冷源增材制造条件下堆积层的显微硬度也略有提高。