活性钨极氩弧焊（A-TIG）焊作为一种新型的焊接方法,相比于传统TIG焊,能够大幅提高焊缝熔深,将其应用于不锈钢焊接中能有效减小焊接变形、热应力集中等问题,在工业生产中得到了广泛的应用。目前尚无有效的手段能够实现熔池金属表面张力的测量,电弧作用下熔池液态金属表面张力变化规律认识不清,使得A-TIG焊熔深增加机理缺乏统一的认识,尤其多组元活性剂配方的优化大多通过正交实验,存在一定的盲目性。在此背景下,本文利用熔池振荡法测量了不同组元活性剂下不锈钢A-TIG焊熔池金属表面张力数据及变化规律,对A-TIG焊熔深增加机理进行了研究。首先根据熔池振荡原理搭建了基于激光视觉法的不锈钢A-TIG焊熔池表面张力测量系统及电弧行为测试系统。其次对单组元（氧化物、氟化物、氯化物）活性剂作用下不锈钢TIG焊熔池表面张力变化规律、电弧行为进行研究。结果表明,氧化物活性剂会使熔池表面张力温度梯度由负变正,导致熔池金属马兰格尼对流模式发生变化,熔池中氧元素含量是影响熔池金属表面张力温度梯度的主要因素;SiO₂、B₂O₃、Cr₂O₃会引起电弧收缩,不同活性剂引起电弧收缩的原因不同;氧化物活性剂作用下熔池表面张力温度梯度改变和电弧收缩均会引起焊缝熔深增加,但熔池表面张力温度梯度的改变占据主导地位。氯化物（NaCl）活性剂不会改变熔池表面张力温度梯度,但是会引起电弧收缩;氯化物活性剂引起焊缝熔深增加的主要原因是电弧收缩。氟化物活性剂（CaF₂、MgF₂、NaF、Na₃AlF₆）会引起熔池金属表面张力绝对值降低,熔池金属流速增加,但不同氟化物对熔池表面张力温度梯度的影响并不一致。碱土金属氟化物（CaF₂、MgF₂）作用下,电流较小时,熔池表面张力温度梯度为负,电流达到一定值时,熔池表面张力温度梯度由负变正;碱金属氟化物（NaF、Na₃AlF₆）作用下,熔池表面张力温度梯度由负变正,氟化物作用下熔池马兰戈尼对流效应明显弱于氧化物。碱土金属氟化物使电弧扩展,碱金属氟化物引起电弧收缩。氟化物引起焊缝熔深增加主要是熔池金属表面张力绝对值降低引起熔池金属流速增加造成的。最后选取三种典型的活性剂（TiO₂、NaCl、CaF₂）两两组合,对不同配比的二组元活性剂作用下不锈钢TIG焊熔池表面张力变化规律、电弧行为进行研究。结果表明,二组元活性剂为TiO₂和CaF₂时,TiO₂-70%+CaF₂-30%作用下,焊缝熔深最大;二组元活性剂中随着TiO₂的增加,表面张力温度梯度由负变正,表面张力温度梯度系数变大;二组元活性剂中TiO₂使熔池表面张力温度梯度发生变化,CaF₂使熔池表面张力绝对值降低引起熔池金属流速增加,此时二组元活性剂增加熔深是熔池表面张力温度梯度改变和熔池金属流速增加共同作用的结果。二组元活性剂为TiO₂和NaCl时,TiO₂-70%+NaCl-30%作用下,焊缝熔深最大;二组元活性剂中随着TiO₂的增加,熔池表面张力温度梯度由负变正,随着NaCl的增加,电弧宽度逐渐减小;二组元活性剂中TiO₂引起熔池表面张力温度梯度变化,NaCl引起电弧收缩,此时二组元活性剂增加熔深是电弧收缩和熔池表面张力温度梯度改变共同作用的结果。二组元活性剂为CaF₂和NaCl时,熔池表面张力温度梯度不会发生变化;二组元活性剂中CaF₂使熔池金属流速增加,NaCl引起电弧收缩,此时二组元活性剂引起熔深增加是熔池金属流速增加和电弧收缩共同作用的结果。二组元活性剂对增加焊缝熔深有协同作用。