智能化电弧熔丝增材制造在线监控研究现状

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李曾鹏,  菅晓霞*

武汉工程大学, 机电工程学院, 湖北武汉 430205

摘     要: 电弧熔丝增材制造(WAAM)凭借沉积效率高、成本低及成形尺寸受限小等优势,在大型复杂金属构件的快速制造领域展现出显著潜力。然而,受逐层累积热循环影响,成形精度控制难、内部微观缺陷(如气孔、裂纹)及力学性能各向异性等问题,严重制约了该技术的产业化应用与可靠性。针对WAAM工艺参数间强耦合、非线性及随机扰动等特征,智能化在线监控已成为提升制造质量的核心途径。本文首先梳理了WAAM过程信息监测的多元传感方案,涵盖视觉(可见光、激光、红外、X射线)、声发射及电弧光谱传感,对比分析了各技术在捕捉熔池形貌与内部质量特征方面的性能边界;继而探讨了机器学习(ML)在信号特征提取与状态判别中的研究进展,重点剖析了深度神经网络与支持向量机在缺陷识别及工艺预测中的鲁棒性表现。在此基础上,归纳了基于数据驱动模型与强化学习算法的智能控制策略,探讨了其在实现熔滴过渡、送丝速率等关键参数自适应控制中的应用价值。最后,针对当前多源数据融合困难、高质量样本集匮乏及多变量协同控制薄弱等瓶颈问题,对WAAM智能化制造的发展趋势进行了展望
关 键 词: 电弧增材制造; 在线监控; 视觉传感; 机器学习; 智能控制
DOI: 10.57237/j.cst.2026.02.004
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