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脉冲TIG焊接工艺在生产中应用广泛,但对其电弧物理特性的认识仍很有限。本文利用图像法对脉冲TIG电弧进行了光谱诊断,系统地研究了脉冲TIG电弧的温度分布。建立了电弧光谱图像采集系统,系统包括高速摄像机、干涉滤光片、中性减光片和成像透镜等。与传统的光谱仪扫描方法相比,该系统结构简单,具有较高的时间和空间分辨率。基于Bockasten三次多项式插值方法,开发了Abel逆变换算法,恢复了电弧径向发射系数分布。用Matlab编写了数据处理程序,实现了去背景、对称化、滤波、Abel变换和温度计算等处理功能。采集了定点直流TIG电弧光谱图像进行诊断,电流为200A时电弧最高温度达到了22000K,最大电子密度达到了2×1017cm-3,与光谱仪诊断结果一致。当焊接电流从100A上升到200A,电弧最高温度从21000K增大到22300K,但增大的趋势逐渐平缓;弧长变化不影响电弧最高温度,只影响电弧温度场形态;计算了30°、60°和90°钨极锥角的电弧温度发现60°电弧温度最高;3.2mm钨极直径比2.4mm钨极直径电弧最高温度高700K。采集了频率为5Hz、10Hz、62.5Hz、125Hz、250Hz和500Hz的脉冲TIG电弧光谱图像进行诊断,结果表明发射系数和电弧温度随时间周期性的变化与脉冲电流同步,电弧等离子体辐射强度和温度整体分布不随低频脉冲频率变化。分析了不同时刻直流和脉冲电弧性质,发现刚燃烧时电弧整体辐射强度和温度都呈下降趋势;对于脉冲TIG电弧,强度、发射系数和温度在峰值电流期间呈下降趋势而在基值电流期间呈上升趋势,在电流过渡处出现尖脉冲。通过本文的研究,将CCD电弧图像采集的方法应用到光谱诊断上,丰富和发展了焊接电弧光谱诊断理论,促进了光谱诊断的实际应用;脉冲TIG电弧性质的系统研究为了解动态电弧微观物理过程和基本性质,也为脉冲TIG焊在应用上实现精确控制提供理论依据。