WAAM 电弧增材制造作为大尺寸金属 3D 打印核心工艺，采用电弧热源实现金属丝材逐层熔覆成型，加工过程中熔池温度可达 1500~3000℃，液态金属化学性能活泼，氧气是造成构件瑕疵、性能失效的核心有害杂质。因此在线高精度氧含量监测与闭环控制，是 WAAM 成型合格、满足船舶、能源等承力构件使用要求的关键技术环节，而专用氧气分析仪则是实现气氛监控的核心设备。一、防止金属氧化，从根源杜绝构件成型瑕疵
WAAM 工艺采用层层堆叠的成型方式，熔池与高温焊道在敞开 / 半开环境下容易与氧气发生反应，氧含量超标会直接引发不可逆瑕疵：活泼金属（钛合金、铝合金、镍基合金、高性能钢）与氧结合生成氧化物夹杂，成为内部裂纹源；氧化产物混入熔池会造成气孔、疏松、夹渣，大幅降低构件致密度；表面氧化膜还会破坏层间结合力，引发层间开裂、脱层，瑕疵会随打印层数逐层放大，最后导致工件直接报废。严格控制环境氧含量，是避免氧化瑕疵的直接手段。
二、保证金属力学性能，满足工业强度标准
WAAM 打印构件多用于重载、交变载荷工况，氧含量直接决定材料力学性能：氧元素固溶在金属晶格中会造成晶格畸变，引发材料脆化，大幅降低塑性、冲击韧性与疲劳强度；钛合金等活泼金属存在显著 “氧脆” 特性，微量氧超标即可丧失工程使用价值；不锈钢、高性能钢氧含量失控会出现冷脆、热脆现象，无法通过力学性能与疲劳检测，只有准确控氧才能保证构件强度、韧性达标。
三、稳定电弧与熔池工艺，提升成型质量一致性
氧气会直接干扰 WAAM 电弧稳定性与熔池流动性，造成工艺波动：保护气氛含氧过高会引发电弧飘移、断弧、飞溅增多，导致打印过程中断、失败率上升；氧化皮改变熔池铺展状态，造成熔道宽窄不均、尺寸超差、表面粗糙度超标，增加后续机加难度与余量损耗；氧含量波动还会引发构件内应力不均，产生翘曲、变形，影响尺寸精度与装配性能。
四、适配 WAAM 保护气氛特点，实现全自动闭环控氧
WAAM 多采用局部拖罩、腔室吹扫式氩气保护，属于半开气氛环境，保护气易泄漏、空气易倒灌，无法依靠人工判断气氛状态，需要依靠在线式氧气分析仪实现实时监测、自动反馈：设备实时采集保护罩 / 腔室内氧浓度，当数值超标时联动氩气供气系统自动补气吹扫，将氧含量稳定控制在 10ppm~1000ppm 的工艺要求区间；同时在打印启动前完成气氛检漏与氧含量校准，确保起弧前环境达标，从源头避免氧化报废。
五、提升生产安全性与经济效益
部分活泼金属在高温熔融状态下，遇高浓度氧气存在剧烈氧化、燃爆风险，氧含量监测是工艺安全的基础防护手段；同时准确控氧可大幅降低氧化废品率，减少氩气过度消耗、后处理打磨、瑕疵返修的成本，显著提升 WAAM 打印合格率与生产效率。
附件：WAAM 工艺专用氧气分析仪（OXY-GC-168）技术参数本型号氧气分析仪专为高温、工业在线气氛监测场景设计，适配 WAAM 电弧增材制造高温工况、快速响应、高精度控氧需求，核心参数如下：
一、基础型号与测量核心参数
● 产品型号：OXY-GC-168
● 测量范围：1ppm ~ 25% 自动量程切换
● 测量精度：
1…99.9ppm：±10ppm
100…999.9ppm：±3%FS
1000…9999.9ppm：±3%FS
1.00%…25%：测量值的 3%
二、响应与工作性能参数
● 响应时间：400ms
● 预热时间：3 分钟
● 传感器使用寿命：3~5 年
● 样品气耐受温度： 850℃
● 样品气压力：运行或校准时保持排空状态
三、环境与电气参数
● 工作电源：24VDC
● 工作相对湿度：0~95%，无凝结
四、信号输出与通讯接口
● 模拟量输出：4~20mA（支持线性输出 / LOG 输出）
● 数字通讯接口：RS-485
