随着焊接技术的高速发展，新型优质高效焊接工艺成为研究的热点之一，而焊接热输入和熔敷金属量的解耦问题，以及焊接热输入的空间分配问题是研究新型焊接工艺的关键所在。常规的熔化极气体保护焊工艺中，焊接电流和熔敷金属量近似成比例关系。在很多情况下，工件对焊接热输入有明确的要求，此时很难调节熔敷金属量，所以焊缝成形系数的控制范围非常有限。实现成形控制自由，解决熔敷金属量和焊接热输入的解耦已经成为很多学者追求目标。常规的焊接热源为单一的点热源形式，无法调节热输入在空间位置的分布，这成为抑制焊接速度提高的重要原因。温度梯度是液态金属流动的主要动力，如果能在大电流高速焊接条件下，获得类似于小电流低速焊接时的温度场，则可以提高焊接速度。适当延长焊接热量沿焊接方向上的分布，是提高焊接速度的有效方法之一。　　本文研究了一种交替复合电弧焊接工艺方法，该工艺由一个直流MIG电弧和一个交替TIG电弧复合而成。其中MIG电弧为主电弧，建立在焊丝和母材之间;TIG电弧为辅助电弧，该电弧可以在钨极和焊丝之间，以及钨极和母材之间周期性切换。当辅助电弧在钨极和焊丝之间燃烧时，可以减小母材热输入，增大熔敷金属量;当辅助弧在钨极和母材之间燃烧时，可以改变热输入的大小以及能量分布方式，降低温度梯度。适当调节辅助电弧的电流电压大小和时间比率，可以实现熔敷金属量和热输入量的相对独立控制。　　对TIG-MIG交替复合焊接系统平台进行了优化，在此基础上提出系统弧长控制方案并对控制程序进行了优化。设计了TIG-MIG焊接系统复合焊枪夹紧机构，实现复合焊枪位姿参数的快速精准调节;设计了焊接电源人机交互系统，通过设定不同的CAN总线协议，实现人机交互系统、送丝系统与DSP核心控制系统三者之间的通信;搭建了高速摄像系统，为后期研究复合焊接下熔滴过渡规律做好准备。　　利用高速摄像系统，对复合焊接工艺进行了研究。首先研究了不同送丝速度下脉冲MIG焊的熔滴过渡规律，其次研究了TIG-MIG固定电弧焊接条件下，TIG电弧对MIG焊熔滴过渡的影响规律，最后研究了TIG-MIG交替电弧复合作用下的熔滴过渡过程。结果表明，在MIG电源采用U-I脉冲输出模式，TIG电源采用恒流脉冲输出模式下，TIG-MIG复合电弧焊接能够使单丝MIG一脉一滴稳定焊接区间往低能量的区域移动，且相同的TIG电流下，单路复合比交替复合影响作用更大。通过大量的工艺试验，验证了本课题提出的交替复合电弧焊接工艺方法的可行性，并证明通过改变TIG电源的能量输入大小，能够实现焊丝熔敷量和母材热输入的独立控制。同时，通过与单丝MIG的焊缝成形对比，可以看出复合焊接下能够使焊接速度得到提高。