钨极惰性气体保护焊(TIG)由于钨极承载电流能力有限,而且其只能利用一个极区的热量,另一极区的热量通过钨极散失掉,因此TIG焊的熔深能力小,电弧能量利用率相对于熔化极气体保护焊来说也较低,导致其焊接效率低、成本高。本文在304奥氏体不锈钢板上进行堆焊,结合焊接过程图像采集系统,研究了喷嘴侧壁送丝方式对TIG焊熔滴过渡、熔池形为、焊缝成形及电弧能量利用率的影响,为拓宽TIG焊的应用范围提供了理论基础和经验数据。本文首先对喷嘴侧壁单送丝TIG进行了研究,送丝方向为钨极前方送丝和钨极后方送丝。研究结果表明在喷嘴侧壁单送丝下随着送丝速度的增加,熔滴过渡方式依次为自由滴状过渡、接触滴状过渡和连续接触过渡三种,熔滴过渡频率随着送丝速度的增加呈先增加后降低的趋势,随着焊接电流的增加而增加,且钨极后方送丝的熔滴过渡频率较钨极前方低;随着送丝速度的增加熔池尺寸逐渐减小直至消失;随着送丝速度的增加熔深逐渐减小,余高逐渐增加,熔宽先不变后减小,且钨极后方送丝时的熔宽要大于钨极前方送丝,余高小于钨极前方送丝;在一定焊接速度下,送丝速度的适用范围随着焊接电流的增加而增加,在一定焊接电流下,送丝速度的适用范围随着焊接电流的增加而减小;且钨极后方送丝时送丝速度的适用范围要大于钨极前方送丝,钨极前方送丝时送丝速度过慢和过快时分别出现焊缝不连续和驼峰缺陷,钨极后方送丝时送丝速度过慢和过快时分别出现焊缝不连续和焊趾未熔合缺陷;喷嘴侧壁单送丝TIG的送丝速度适用范围要比普通填丝TIG大,这是因为喷嘴侧壁送丝时焊丝可吸收喷嘴和弧柱区的热量,使其电弧能量利用率比普通填丝TIG大。本文进一步设计了可实现喷嘴侧壁双送丝的喷嘴,并研究了其与单送丝的差异。研究结果表明喷嘴双送丝TIG的熔滴过渡方式主要为双丝自由滴状过渡、双丝接触滴状过渡、前丝接触滴状后丝连续接触过渡、双丝连续接触过渡;在总的填丝量相同下,喷嘴侧壁单送丝熔池消失、焊缝成形恶化时,而喷嘴侧壁双送丝的熔池依然存在,焊缝成形依然良好;这是因为在总填丝量相同下,喷嘴侧壁双送丝时焊丝吸收的热量为喷嘴侧壁单送丝时的两倍,从而进一步提高了电弧能量利用率。最后本文将喷嘴双送丝TIG应用在2mm厚304不锈钢板对接和5mm厚Q235钢板堆焊上,得到了在焊接速度为0.5m/min和1.0m/min时,实现单面焊双面成形的工艺参数,以及使稀释率较低,堆焊层成形良好的工艺参数。