由于变极性等离子弧焊（Variable Polarity Plasma Arc Welding，VPPAW）具有能量密度高、穿透能力强、工艺成本及其对工件装配要求较低等优点，其被广泛应用于航天铝合金结构件的焊接。然而，由于等离子弧独特的“小孔效应”，穿孔等离子弧和穿孔熔池形成一个相互作用、相互影响的整体，小孔稳定性对于焊接参数极为敏感，导致影响 VPPAW接头质量的小孔包含着诸多不确定性。特别是铝合金变极性等离子弧焊的熔透控制一直是该工艺研究的热点和难点问题。本文研究了 VPPAW声音与熔透状态（未熔透、熔透和焊漏）之间的关系，构建了基于VPPAW特有的“双声源特性”的隐马尔可夫焊接熔透识别模型，开展了基于VPPAW电弧声音特征的熔透状态语音识别技术研究。　　首先通过测定 VPPAW电弧声音平均能量空间分布，确定了最优声音采集角度为150°，并提出了VPPAW的“双声源特性”。研究发现第二声源中存在两种不同性质的声音成分：脉冲成分和湍流成分，为VPPAW声音信号在时频域中的一系列现象提供了理论解释。　　通过分析比较 VPPAW第二声源声音和语音，认为这两种声音在动力源、发声机理、声音成分及声音性质都具有一定的相似性。基于这一相似性，将语音识别技术中常用的MFCC特征参数和HMM识别模型引入到 VPPAW声音的表征和熔透状态识别中。在此基础上，设计了一套分步识别策略，先基于时域参数构建HMM识别模型，判别出未熔透状态，继而基于MFCC参数构建另一HMM模型分辨熔透和焊漏两种状态，最终实现了 VPPAW熔透状态的准确识别，特别是对熔透和焊漏两种状态的识别率达到99.6%。　　本文从 VPPAW电弧物理特性层面上阐明了 VPPAW声音与语音的相似性，为语音识别技术在 VPPAW中的应用提供了理论基础。同时证明了 MFCC、HMM等语音识别技术在 VPPAW熔透状态识别中的应用具有可行性。