对于大型铝合金焊接结构的生产制造,如果采用传统卧式装配进行焊接,焊接过程很容易变形,生产效率低,占用场地面积较大,而且装配精度很难保证。目前,航天重载火箭的贮箱采用立式装配进行焊接制造,能够有效地减少焊接结构的变形,保证焊后的精度,但这种工艺存在大量的横向焊缝,容易在焊缝上侧熔合线附近产生气孔缺陷,降低焊接接头的力学性能。本文针对铝合金横向焊接的气孔问题,从材料本身和焊接工艺进行研究,提出一种有效的焊丝处理工艺,指出了焊丝表面氧化膜含量对铝合金焊接气孔敏感性的影响;对比钨极氩弧焊和钨极氦弧焊横向焊缝的气孔率,分析了焊接熔池中气孔形成的机理,并采用数值模拟的方法研究了焊接熔池中的气泡行为。首先,针对铝合金焊接过程所使用的焊丝,研究了焊丝不同表面处理工艺对焊缝气孔率的影响。根据阴极清理作用,提出了一种利用阴极电弧清理铝合金焊丝表面氧化膜的工艺方法,结果表明,阴极电弧清理焊丝可有效地减少焊丝表面的氧化膜,降低焊缝的气孔率,并且焊缝中的气孔率与焊丝表面氧化膜的含量呈正相关关系。对气孔的形成机理进行分析,焊缝中产生气孔需要满足三个条件,即气泡的形核条件、长大条件和逸出条件。相比于平焊,铝合金横向焊接更容易产生焊接气孔缺陷,在氩弧和氦弧焊缝的对比中,钨极氦弧焊采用较小的电流就可以实现相同的焊缝熔透,并且钨极氦弧焊的焊缝中气孔缺陷较少,没有宏观气孔。在保证成形的情况下,采用较大的焊接电流可降低焊缝的气孔率。由于试验方法很难研究熔池中驱动力对气泡行为的影响,故采用数值模拟的方法研究焊接熔池中的气泡行为,并揭示了电磁力对气泡行为的作用机制。气泡在熔池中的受力复杂,其运动并不是简单的直线上浮,而是呈摆动式上浮的。气泡上浮速度与其直径有关,同时,熔池中还存在着气泡的融合与合并。横焊熔池中的气泡受力状态不同于平焊,其上浮过程更容易受到阻碍,氦弧焊横焊熔池中的气泡有较大的横向运动。对熔池中的气泡受力分析发现,电磁力回流方向的流动可促进气泡的逸出,并且熔池中的电磁力越大,气泡的上浮速度也越快,其横向运动趋势也越大。