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随着我国交通装备制造业的蓬勃发展,铝合金因其优异的物理性能和力学性能,已广泛用于交通装备的轻量化生产中,铝合金焊接技术在工业生产中的地位日益凸显。鉴于铝合金材料的焊接特点,传统电弧焊接方法在铝合金焊接时均存在一定的局限性,而变极性等离子弧焊接集中了等离子弧和变极性两项技术的优点,焊接效率高、施焊过程稳定、焊接质量优异,是一种极具工业应用前景的焊接技术。目前针对变极性等离子弧焊接的研究主要集中在薄板焊接,厚板铝合金变极性等离子弧焊接工艺的研究较少。本文对15 mm厚6061铝合金变极性等离子弧焊接工艺进行研究。主要研究内容和结论如下：(1)设计焊枪行走装置,搭建变极性等离子弧焊接平台,可实现变极性等离子弧焊接主要工艺参数的调节,以保证工艺试验顺利进行。(2)通过单因素试验,研究工艺参数对焊缝表面形貌的影响规律。在焊接电流160-260 A、焊接速度200～600 mm/min、离子气流量1.5～2.5 L/min、变极性频率100-200Hz、电流偏置量30-50 A、清理时间比例20-25%工艺参数下,焊缝深宽比较小,没有匙孔的形成；热输入的改变对焊缝成形质量影响不明显；保证焊缝稳定成形的离子气流量工艺区间较窄；变极性参数对焊缝成形质量影响显著。(3)对优化工艺条件下的焊缝进行微观组织分析。焊缝晶粒尺寸相比母材细化明显,焊缝中心主要为等轴枝晶,焊缝边缘主要为柱状枝晶；焊缝热影响区极小。(4)分析焊缝气孔产生机理及工艺参数对焊缝气孔的影响。适当增大电流偏置量可显著降低气孔率；获得了气孔率为0.69%的高质量焊缝。气孔抑制首先应尽量减少氢的来源,其次选择合理的焊接工艺。试验中焊缝气孔率较低的工艺参数区间为：焊接电流200-240 A,焊接速度300～400 mm/min,变极性频率150-200 Hz,电流偏置量40-50 A。