提高焊接效率和质量是焊接工作者的永恒追求。等离子弧焊接作为一种高能量密度的弧焊工艺,与其他高能量密度焊接工艺（如激光焊接、电子束焊接）相比,具有焊接成本低、对装配精度要求低的特点,可以在不开坡口的条件下一次性焊透5-8mm厚的钢板。然而,当焊接更厚钢板时,常规等离子弧焊接电弧的穿透能力有限、小孔稳定性不足,制约了等离子弧焊接在中厚板焊接领域中的应用。提高电弧穿透能力是提高等离子弧焊接效率和质量的有效途径之一。金属粉末再压缩等离子弧焊接是对常规等离子弧焊接的改型,通过金属粉末熔化吸热和蒸发吸热冷却电弧弧柱,并通过金属蒸汽改变电弧等离子体导电通道,从而期望实现对等离子弧的“再压缩”和提高电弧穿透能力。针对金属粉末再压缩等离子弧焊接新工艺开展研究具有重要意义。首先,本文将设计并搭建金属粉末再压缩等离子弧焊接实验平台,实时采集焊接过程中的电信号（如电弧电压、焊接电流）,视觉信号（如电弧形态、熔融金属过渡）,电弧弧光信号,为研究金属粉末再压缩等离子弧焊接过程提供基础实验数据。其次,本文将对比分析常规等离子弧焊接和金属粉末再压缩等离子弧焊接,从焊缝成形、电弧电压、熔融金属过渡、电弧弧光光谱等四个方面进行重点研究。结果表明,在相同焊接电流条件下,与常规等离子弧焊接相比,金属粉末再压缩等离子弧焊接焊缝熔深增加、熔宽减少,焊缝成形窄而深,这在一定程度上表明金属粉末再压缩等离子弧焊接电弧穿透能力得到提高;金属粉末再压缩等离子弧焊接电弧电压升高,波动减小;熔融金属弥散分布在电弧空间中,且对熔池具有一定的冲击作用;在波长为230nm-270nm范围内,金属粉末再压缩等离子弧焊接电弧空间中Fe、Cr元素的特征谱线数量明显增多。最后,本文将研究焊接工艺参数对金属粉末再压缩等离子弧焊接焊缝成形、电弧电压、熔融金属过渡、电弧弧光光谱的影响。在焊接电流为190A-200A范围内,焊缝熔深、焊缝熔宽、焊缝余高随焊接电流增大而增大;电弧电压随焊接电流增加而增加;焊接电流对熔融金属分布及尺寸大小基本没有影响;熔融金属速度随焊接电流增大而增大;熔融金属对熔池的冲击力压强随焊接电流增大而增大;焊接电流对Fe、Cr、Ni及Ar元素的特征谱线分布和数量基本没有影响。在离子气流为3.0L/min-3.1L/min范围内,焊缝熔深、焊缝熔宽随离子气流量增大而增大;离子气流量对焊缝余高基本没有影响;电弧电压随离子气流量增大而增加;离子气流量对熔融金属分布情况及尺寸大小基本没有影响;熔融金属速度随离子气流量增大而增大;熔融金属对熔池的冲击力压强随离子气流量增大而增大;离子气流量对Fe、Cr、Ni及Ar元素的特征谱线分布情况和数量基本没有影响。在送粉速度为1.15g/min-2.19g/min范围内,焊缝熔深、焊缝熔宽随送粉速度增大而减小;焊缝余高随送粉速度增加而增加;电弧电压随送粉速度增加而减小;送粉速度对熔融金属分布及尺寸大小基本没有影响;送粉速度对熔融金属速度基本没有影响;熔融金属对熔池的冲击力压强随送粉速度增大而增大;送粉速度对Fe、Cr、Ni及Ar元素的特征谱线分布情况和数量基本没有影响。