钛作为一种绿色优质的结构材料,常用于医疗、航空航天、石油化工以及海水淡化等领域。由于电弧稳定且易于实现自动化,目前钛及钛合金的焊接主要采用的是钨极氩弧焊。但是钨极氩弧焊熔敷效率低,高速焊接时容易出现咬边、驼峰和未焊透等焊接缺陷。虽然高能束焊可有效提高焊接速度,避免咬边、驼峰和未焊透等缺陷的出现,但焊接成本较高,无法普及应用。本文针对高速焊接时存在的问题,基于高速摄影,观察熔池形貌和熔池的动态图像,分析熔池行为,研究并揭示咬边、驼峰焊接缺陷的形成机理,进而采用双焊枪钨极氩弧焊技术,用以抑制焊接缺陷、提高焊接速度,对于高速钨极氩弧焊、提高焊接效率具有重要的理论意义和工程应用价值。研究结果表明,后淌熔池是促使咬边和驼峰焊道形成的主要原因。根据咬边和驼峰缺陷的形成机理,提出抑制咬边、驼峰缺陷的方法,即采用双钨极氩弧焊,沿焊接方向,一把焊枪在前,加热并熔化母材,另外一把焊枪在后,产生的电弧抑制前面焊枪形成的后淌熔池,这种焊接方式可有效避免咬边、驼峰缺陷。通过对双电弧形态、电流电压波形的研究,基于高速摄影,观察熔池形貌和熔池的动态图像,分析熔池行为,揭示了双枪钨极氩弧焊抑制咬边、驼峰缺陷的内在机理。通过研究双枪钨极氩弧焊在不同电极间距、电流比值、电流之和等关键工艺参数下所能获得的最大焊接速度,揭示了双焊枪钨极氩弧焊提高焊接速度的规律,提出了双枪钨极氩弧焊焊接参数选取的工艺参考,阐明了双焊枪钨极氩弧焊过程中辅电弧对后淌熔池的抑制作用以及熔池搅拌效果。本文的研究成果已经在钛焊管的实际生产中得到应用,在焊接速度5m/min时,钛焊管的力学性能和工艺性能均达到要求,实现了钛焊管的高速焊接。