交流TIG焊是常用的铝合金焊接方法,但由于钨极载流能力限制和氩电弧较分散,使得其焊接熔深较浅,生产效率较低。粉末熔池耦合活性TIG焊（PPCA-TIG焊,Powder Pool Coupled Activating TIG welding）通过外层气体引入活性剂进入电弧-熔池系统,利用活性剂对焊接电弧和熔池的依次作用使得熔深显著增加,生产效率大大提高。本文通过建立基于实际焊接条件的二维电弧等离子体暂态模型,采用数值模拟方法研究了交流PPCA-TIG电弧等离子体特性的周期性变化过程以及主要工艺参数对其的影响规律,为以后搞清楚活性剂在交流PPCA-TIG焊电弧-熔池系统中的过渡行为及其对焊缝成形的影响机理打下基础,这将对于推动铝合金交流PPCA-TIG焊的研究与应用具有重要意义。首先,建立交流TIG焊二维暂态电弧模型并进行模拟研究,得到电弧温度场、电势场、速度场、压力场和电流密度的电弧特性分布。其次,建立交流PPCA-TIG焊的暂态电弧模型进行模拟研究,此模型中没有考虑活性剂颗粒的过渡,即内喷嘴和外喷嘴均通入惰性气体,并得出电弧特性分布情况。结果表明,相比于交流TIG焊,交流PPCA-TIG焊对电弧的冷却作用强,电弧收缩,电弧电压升高,电流密度增加,电弧中心区域的温度升高,速度增大,电弧压力增大。交流PPCA-TIG焊的电弧温度场分布随时间的变化作周期性变化,电流越大,电弧形貌越大,电弧温度越高,并将此与通过高速摄像拍摄得到的结果进行比对,模拟结果和试验结果的一致性良好。交流PPCA-TIG焊电弧最高温度和电弧电压均随时间作周期性变化,焊接电流增大时,则电弧的最高温度增高,但相比于焊接电流的变化,焊接电弧的最高温度变化有一定的延迟,在电流过零少许时间后电弧最高温度值才降到最低,而且过零前电弧温度越高,延迟效果越明显。然后,研究主要工艺参数对PPCA-TIG焊的暂态电弧等离子体特性的影响,调整焊接电流、外层气体流量、电弧弧长和耦合度等工艺参数,分析其对暂态电弧等离子体特性的影响规律。结果表明,增大焊接电流,在EN段、EP段、上升沿过零和下降沿过零的电弧高温区范围均扩大,电弧轴线温度整体升高,板材表面压力增大,电弧的最高温度均随时间作周期性变化,且焊接电流越大,相同时刻下的电弧最高温度越高。外层气体流量改变仅会对电弧外围产生影响,外层气流量增大,电弧根部的外围区域略有收缩,而对于电弧中心区域的温度场分布没有影响,不同外层气体流量下电弧轴线的温度分布以及电弧最高温度随时间的变化情况基本一致。增大焊接电弧弧长,电弧的高温区上移,电弧下方的高温区有一定收缩,但电弧整体体积增加,电弧下方的作用面积更大。随着弧长增加,近电极一侧的温度略有升高,而近板材一侧的温度下降,电弧最高温度随时间的变化规律一致,但弧长越长,相同时刻下的电弧最高温度越高。耦合度的改变并不会对电弧温度场的分布产生明显影响。