为了满足汽车轻量化、高效化焊接的发展需求,薄板材料如DC06钢在汽车车身加工制造中的优势越来越突出,并且汽车结构件多以搭接接头为主,因此,薄板材料搭接接头的高效优质焊接成为汽车行业研究的热点。由于等离子电弧钎焊电弧稳定性强、焊接效率高等诸多优势使其成为薄板搭接焊的常用技术之一。但是,在传统的电弧焊工艺中,由于传热、传质、传力之间是相互耦合的,对工件的热输入很难控制,所以常规电弧焊接方法并不适宜于对热输入敏感的薄板材料的高速焊接。本文针对于汽车车身用薄板材料的高速焊接,既要保证电弧稳定性、焊缝金属填充充分、均匀、焊缝成形好,又要保证母材热输入低、焊接变形小等难题。基于热质解耦控制思想,提出了一种新的“旁路熔丝耦合电弧焊”的焊接工艺,并进行了系统的试验研究,该方法很好的解决了在高速焊接时焊缝高熔敷率的问题,并且最大限度的降低了母材热输入,为汽车车身用薄板的高效优质低热输入焊接提供了新的技术支持。本文基于热质解耦控制的思想,以等离子电源为主电弧电源,分别以TIG和MIG电源为旁路电源搭建了旁路熔丝耦合电弧焊接系统,以高速摄像机、数据采集卡和电信号传感器搭建了高速摄像同步采集分析系统,系统研究了旁路电弧分别为恒压模式和恒流模式下,焊接工艺参数对电弧行为和熔滴过渡行为的影响。实验结果发现,熔滴过渡过程稳定,实现了无飞溅过渡;在旁路恒流模式中,随着旁路电流的增加,熔滴实现稳定快速过渡,随着送丝速度的增加,过渡频率增加,但送丝速度过快时会使焊丝来不及熔化而穿过等离子弧;在旁路电流及送丝速度变化时,熔滴过渡瞬间导致旁路及等离子弧电压均出现明显规律性波动,在旁路电压升高时等离子电压下降,但是旁路电流和等离子电流均保持稳定未发生波动。采用恒压模式的旁路电弧,旁路电弧电压增加,熔滴过渡频率逐渐增加,熔滴从大滴过渡转变为接触过渡,过渡过程也趋于稳定;随着送丝速度的增加,熔滴熔化速度增加,熔滴尺寸增加,过渡频率增加,但是当送丝速度过大时,便会引起焊丝送丝速度大于焊丝熔化速度,使得焊丝来不及熔化而穿过主电弧;随着主电弧电流的增加,电弧力促使熔滴过渡,但当主电弧电压升高时对旁路电弧产生影响;论文并对不同焊接参数下的焊缝成形的宏观接头、元素扩散行为及力学性能进行了分析。本文还进一步验证该焊接工艺目前可行的焊接速度,由于电弧在焊接方向被拉长成椭圆形热源,保证了高速焊接时熔池润湿铺展,因而实现了焊接速度高达2m/min的高速焊接。