针对铝合金大型壳体结构现场装配焊接的全位置焊缝,本课题从电弧分离现象出发，提出分体式变极性等离子弧穿孔焊接工艺，采用导引电极分离等离子弧，使电弧热中心和力中心发生偏离，实现对熔池热、力输入大小和相对位置的分别可控及不均衡温度场加载，更加精确的控制穿孔熔池熔体流动；针对任意位置稳定状态的穿孔熔池进行建模分析，得到目标函数，解决拘束电弧空间和物理区域分布、穿孔熔池稳定状态描述等难点问题；通过对导引电极空间位置进行调整、力脉冲和热脉冲协调配合，实现对穿孔熔池的力脉冲输入和热脉冲输入的分别控制；通过调控传质的位置和速度对熔池流体初始流动速度和方向的控制，实现分体电弧和穿孔熔池的热力匹配；建立温度及温度梯度与温宽偏离度的对应关系，以温度梯度作为控制系统的前馈信号，突破任意位置的穿孔熔池稳定性控制、熔池失稳预判和主动调节等关键技术，实现全位置铝合金变极性等离子弧穿孔焊接及对焊缝的精确控形控性。
