GMAW在大幅度提高焊接电流和焊接速度时,容易出现驼峰、咬边等缺陷。为了有效解决这一难题,生产上通常采用双丝GMAW来有效提高焊接速度和焊接效率。目前对于双丝GMAW的研究主要集中在Tandem P-GMAW上,而对于P-GMAW+GMAW这一新型双丝GMAW焊接方法的焊接特性以及应用前景,目前尚缺乏全面深入的研究。利用图像-电参数同步采集系统,对比分析了高焊速下不同模式GMAW焊接工艺的电弧形态及熔池流动过程,发现驼峰焊道形成的原因在于:大电流导致的液态金属高速后向流动;周期性出现的液态薄层;液态薄层的提前凝固。其中最重要的原因就是熔池内存在高速后向液体流且没有得到有效地阻碍和抑制。而Tandem P-GMAW由于前后丝焊接电流必须相同,大电流参数下进行高速焊接时,后丝电弧在改善前丝电弧造成的高速后向液体流的同时,自身过强的电弧吹力也造成了具有较高流速的后向液体流,因此焊缝成形中虽然没有出现典型的驼峰焊道但也存在着大量的咬边缺陷。而P-GMAW+GMAW前后丝之间不存在相位匹配关系,前丝采用大电流参数的直流电流以保证足够的熔深和熔敷金属量;后丝则采用小电流参数的脉冲电流,一方面降低熔池内后向液体流的流速,另一方面改善熔池热量分布,提高液态金属流动性,从而显著提高了焊接速度。研究了丝极间距、后丝电流及焊接速度变化时,P-GMAW+GMAW电弧形态、熔池流动过程以及焊缝成形的变化规律。发现只有在丝极间距(8mm)和后丝平均电流(小于170A)都很小时才会出现后丝电弧的断弧现象,其他情况下两电弧非常稳定。逐渐增大后丝电流,后丝电弧对于流经其下方的高速后向液体流的阻碍作用逐渐增大,有助于降低熔池尾部液态金属后向流速并改善焊缝成形,但后丝平均电流达到某一水平(230A)后,后丝电弧自身也开始造成具有较高流速的后向液体流,使液态金属不能充分填充焊道,造成较多的咬边缺陷。增大丝极间距,可以减小电磁吸引力,提高电弧的稳定性,但丝极间距大于14mm时,两电弧对于熔池尾部的加热保温作用逐渐降低,温度梯度增大,液态金属流动性降低,造成较多的咬边缺陷;而焊接速度的增大,会加剧电弧的后拖现象,提高了后向液体流的流速,使得焊缝成形中更易出现咬边等焊接缺陷。