焊接工艺作为“工业裁缝”,广泛应用于制造业各领域。在消耗大量能量和材料的同时,会产生烟尘、有毒有害气体、弧光及噪声等环境负荷,对人体和环境造成危害。随着制造业绿色化要求的不断提升,需严格控制焊接过程中资源能源消耗和环境负荷排放。如何有效获取焊接过程中环境负荷数据和实现其环境影响评价是实现绿色焊接的首要任务,但仍面临以下挑战:1)由于气体的流动性和扩散性导致焊接废气（CO2、O3、NOx等）在空间内分布不均问题,使得难以精确表征废气的产生量;2)在焊接过程中缺乏足够的环境负荷数据来支撑焊接工艺的清单分析,进而难以支持环境影响评价;3)不同焊缝所对应的几何特征差异使其在焊接过程中的资源消耗、能量消耗以及废弃物排放有所不同,导致难以通过评价单个焊缝实现对焊接大型构件环境影响的计算。针对上述问题,论文进行了以下研究:首先,提出了基于电弧形貌的环境负荷量化方法分析焊接环境负荷的产生过程。通过利用阈值分割法提取电弧形貌特征和重构电弧边界3D模型计算了其放电区域,再根据放电区域和所发生的化学反应计算出环境负荷的产生量,从而实现焊接废气的定量化分析,进而为后续的环境负荷采集提供范围参考。其次,开发了相应的环境负荷采集工具实现对焊接能量消耗和CO2、NOx、O3、PM2.5、PM10等排放数据的采集;再采用BP神经网络模型、RBF神经网络模型、RBF-BP复合神经网络模型预测了不同参数下各类环境负荷的产生量,为多工况焊接工艺环境负荷的数据获取提供范围参考和理论计算依据。同时,针对数据难以采集的工况,利用烟羽模型、基于电弧形貌的环境负荷计算方法和神经网络模型估算其环境负荷排放量;根据焊缝斜面类型和几何形状估算其材料消耗量;根据焊接母材和焊材的金属熔融量计算其能源消耗量,从而保证了焊接环境负荷数据清单的完整性。最后,提出了基于单位质量焊材消耗的环境影响评价方法,通过评价所用工艺消耗单位质量焊材的环境影响实现对焊接大型构件环境影响的计算。并以GMAW、SAW、PAW和LW等工艺消耗100g焊材环境影响的评价为例,计算出焊接某型汽车白车身的碳排放,验证了方法的可行性。同时,还识别了焊接过程中关键节能减排因素,并以此作为优化目标,在保证焊接质量的前提下,实现了焊接过程的环境影响最小和各类环境负荷排放较小。此外,将所研究的数据采集工具、数据获取方法和环境影响评价方法应用于某型汽车全铝车身的制造中,实现了对焊装车间废气排放的测量和对白车身焊接的环境影响评价,从而验证方法的可靠性和准确性。