传统的单热源焊接技术比较成熟,但存在固有不足:其焊接电流和熔敷金属量近似成线性关系,两者无法解耦,提高熔敷金属量意味着增大焊接电流,从而会提高焊接热输入。很多情况下工件对焊接热输入有明确要求,因此对焊接电流有明确限制,这就使焊缝成形系数的控制范围非常有限。而且,常规单热源焊接工艺无法调节热输入的分布,也就无法降低焊趾处的温度梯度,在高速焊时容易产生焊接缺陷,阻碍焊接效率提高。本课题研究的交替双弧焊接工艺,辅助电弧可以在主弧和母材之间动态切换,随着电源开关管的切换,通过改变开关比率,便可调节辅助电弧的能量强度,实现焊接热输入与熔敷金属量的单独控制。本课题将现有的交替焊接试验平台进行优化,设计合理的焊接波形控制程序,通过工程经验法提高电源的动态响应,并更换电源核心控制板,合理布局电源电路走线,使焊接系统的焊接过程更加稳定和可靠。除此之外,设计搭建双枪装夹机构,实现复合焊枪空间位姿的精确调节;搭建电信号采集系统和高速摄像系统,为课题研究做好平台准备。设计双TIG电弧焊接试验,利用高速摄像技术,研究单上管持续导通和单下管持续导通两种情况下,两钨极在不同位姿参数时的电弧形态,解释不同电弧形态下的导电机理,总结双钨极不同空间位姿参数下的电弧形态规律,为交替双弧焊接工艺复合电弧的稳定性及熔滴过渡的稳定性研究做基础。设计TIG-MIG交替双弧复合焊接试验,利用高速摄像技术研究TIG-MIG交替双弧焊接时主弧和辅助电弧的行为,解释辅助电弧动态切换的机理。在保证电弧稳定切换的前提下,对单上管持续导通和单下管持续导通两种情况下熔滴进行受力分析,研究辅助电弧对MIG熔滴过渡的影响。并通过焊接试验探究丝极间距、辅助电弧电流大小以及上管导通时间对熔滴过渡稳定性的影响。对单丝MIG焊、单管导通的TIG-MIG复合焊以及交替导通的TIG-MIG复合焊的焊缝进行对比分析,找出不同焊接方法下的焊缝成形特点。对单丝MIG焊和TIG-MIG交替复合焊在提高焊接速度时的焊缝进行对比,验证交替双弧焊接工艺对改善焊缝质量的作用。本课题研究的复合焊接工艺方法既能实现熔敷金属量和焊接热输入的解耦,又可以调节焊接热输入的分布,降低母材的温度梯度,为高效焊接提供了一种新的方法。