镁合金具有比刚度高、电磁屏蔽性能好及易于回收再利用等优点,在电子、汽车、机械化工等领域具有广阔的应用前景,但是,由于镁合金的热膨胀系数大、热导率高、等特性,造成镁合金在焊接过程中容易出现一系列焊接缺陷,严重制约了镁合金在工程领域的应用。因此,对镁合金高效率、高质量的先进焊接技术研究将有助于促进镁合金的广泛应用。变极性脉冲MIG焊(VP MIG焊)能通过对焊接电流波形控制实现焊接过程热输入量精准调节,适用于镁合金等热敏感性材料的焊接,因此开展镁合金的变极性脉冲MIG焊接技术的研究具有重要的理论与现实意义。针对镁合金的焊接特性及传统镁合金MIG焊所存在的问题,提出了镁合金的变极性脉冲MIG焊接方法,并根据该焊接工艺设计并研制一套专用的镁合金变极性脉冲MIG焊接设备。该焊接系统由逆变式焊接电源、数字化送丝系统及人机交互系统三部分所构成,采用基于ARM Cortex-M4内核的STM32F405RGT6微处理器为控制核心,利用其强大的逻辑时序控制功能,对焊接电流输出波形的精确控制,从而实现镁合金焊接过程热输入量的调节;而焊接电源主电路采用二次逆变的拓扑结构,一次逆变实现恒流控制,二次逆变实现焊接电流极性的转换。通过分析VP MIG焊接方法的机理及工艺特点,并对比传统直流脉冲MIG焊接参数对焊缝形貌的影响,提出了VP MIG焊的主要熔滴过渡形式及其焊接工艺参数的合理范围。通过搭建焊接系统、高速摄像系统及焊接机器人的实验分析平台,对所研制的VP MIG焊接系统进行性能测试及镁合金AZ31B板材的堆焊实验。实验结果表明,所研制的焊接系统具有良好的输出外特性,控制精确、运行稳定,而对镁合金采用VP MIG焊接工艺,焊接过程电弧稳定,熔滴过渡平稳,在焊接参数匹配的情况下能实现熔滴的射滴过渡形式,焊缝表面成形美观,几乎没有焊接飞溅、夹渣、热裂纹等焊接缺陷。