以镁合金、铝合金为代表的新一代轻质材料具有密度小、可再生的特点,同时具有良好的比强度、比刚度、减震性和导热性,但通常活泼性极高、膨胀系数大导致其焊接性能并不友好。变极性钨极氩弧焊（Variable Polarity TIG,VPTIG）焊接工艺具有阴极雾化的作用,在轻质合金焊接工艺中扮演了重要角色。目前,市面上的VPTIG焊接电源存在控制精度低、响应速度慢、热输入量过大、变极性过零点速率慢,易断弧等问题。SiC功率模块作为宽禁带半导体器件,相比Si基IGBT,其通态电阻更低、开关延迟时间与开关时间更短、开关损耗更低,更适用于高频大功率逆变场景。利用SiC功率模块更利于提高焊接电源系统的综合性能,推动焊接电源系统向高频化、高效化、精密化发展。本文首先分析了镁合金焊接特性并综述了镁合金焊接的研究进展,针对镁合金VPTIG焊接工艺中存在的缺陷,以改进VPTIG焊接电源工艺稳定性的角度,设计了一套镁合金高频逆变VPTIG焊接电源,并对镁合金VPTIG焊接工艺进行了研究。基于PLECS仿真软件,分析高频逆变过程中的SiC模块的换流机理,对主电路关键器件进行了选型与参数计算,设计了一套双逆变结构的VPTIG焊接电源。主电路前级高频逆变电路采用SiC功率模块,后级低频调制逆变电路采用IGBT模块;针对SiC功率器件在全桥应用中存在的串扰、短路等问题,设计了具备快速软关断短路保护及米勒钳位功能的SiC驱动电路;进行了SiC MOSFET双脉冲测试,对驱动电路参数对SiC器件开关特性的影响进行了测试分析,并探讨了SiC器件自身参数差异对其开关特性的影响;以ARM（advanced RISC machines）控制芯片为核心构建了全数字化电源控制系统,以全数字化波形控制为核心,通过数字化PID高效控制,实现了电流波形的精密控制,能够输出直流、直流脉冲、变极性方波、脉冲变极性等多种功能的波形。最后,测试了研制的VPTIG焊接电源的电气性能,并搭建镁合金VPTIG焊接平台,探索了脉冲变极性各参数对镁合金焊接成形的影响。结果表明,研制的VPTIG焊接电源具有很高的换流效率、控制精度以及动态响应能力,能输出各阶段参数均可调整的脉冲变极性波形,输出波形规整、过零速度快。逆变频率达到50kHz,整机输出电流达到500A级别。通过对脉冲变极性输出波形参数的调整,能够精准控制镁合金焊接热输入量、阴极清理效果、获得优良的焊缝成形。