车身轻量化,重要手段之一便是采用轻质轻量材料,目前绝大多数连接技术在难以实现轻质轻量材料的连接,一方面薄板产生较大的变形,另一方面新型材料难以形成有效的接合面。冷金属过渡（cold metal transfer,CMT）作为无飞溅低热输入的焊接,能够在造成较小变形的情况下连接绝大多数薄板,且相较于机械连接、固相连接来说具有更高的连接强度,在焊接过程中,熔滴过渡行为很大程度上会直接改变焊缝成型状况,熔滴在很大程度上决定了连接母材的熔深和熔宽,而且针对铝合金薄板连接,容易产生熔透和焊接缺陷,因此焊缝成型的控制需要进一步的研究。本文以铝合金AA6061为研究对象,分析了 CMT焊接的能量、质量传递机理,研究了熔滴与熔池的流动铺展机理。针对CMT的电弧加热、熔滴生长过程进行分析并建立了熔滴过渡的物理模型。通过研究熔滴过渡行为以及熔池自由表面上熔滴的铺展行为,能够精准控制焊接能量分布以及焊缝成形,揭示焊缝成形机制和熔宽变化规律,使工艺生产能够更好地进行控制,为焊接行为的控制提供理论支撑。本文主要从以下几个方面进行研究:（1）CMT焊接工作机制与熔滴过渡、铺展机理研究针对CMT工作机制,分析其CMT抽送运动对送丝速度控制的影响,研究送丝速度与焊丝熔化速度的平衡对焊丝抽送的影响。对CMT焊接中的电弧加热、熔滴运动、熔池流动进行分析,考虑短路过渡的影响,将CMT工作简化为焊丝熔化、熔滴过渡、熔滴铺展这三个连续的物理过程。（2）CMT熔滴过渡及铺展模型的建立基于CMT工作机制与熔滴过渡的分析,考虑CMT抽送运动与焊丝融化速率的平衡关系,建立了 CMT工作环境下的熔滴生长与过渡模型。针对熔滴铺展,在建立熔滴生长模型的基础上,基于铺展动力学分析,考虑润湿特性对铺展的影响,建立了熔滴的铺展模型,从而将焊丝熔化、熔滴过渡、熔滴铺展这三个连续的物理过程建立起联系。（3）铝合金薄板CMT焊接试验及分析模型预测通过CMT焊接系统中的高速摄像系统对熔滴生长、过渡、铺展的运动进行采集。利用采集获得到的CMT熔滴运动图像,与建立的熔滴过渡及铺展模型进行对比分析,分析CMT焊接中熔滴从生长到最终铺展至平衡状态的特点。（4）影响熔滴铺展的因素与控制研究基于CMT焊接,分析熔池流动对熔滴铺展的影响,研究了不同送丝速度下熔池区域的变化,从熔池区域和熔滴根部半径出发,以接触界面处是否为固液接触和液液接触来确定影响熔滴铺展的主要因素。基于理论研究,提出了控制熔滴铺展的三种方式,并针对控制熔滴铺展的三种方法展开了研究。