在预留间隙的填丝TIG焊工艺中,为了得到正背面成形质量良好的焊缝,往往需要形成熔孔。熔孔的存在能够保证焊接电弧穿过间隙将电弧热传递到焊缝背面,以较低的热输入实现单面焊双面成形。在手工焊中,焊工能够通过控制熔孔的动态特征,来控制焊缝的成形质量及熔透情况。因此,研究熔孔的稳定控制对石油管道、压力容器等需要单面焊双面成形的焊接生产具有重要的理论和实际应用价值。本文以不锈钢薄板填丝TIG焊接工艺为研究对象,搭建了以TIG焊接系统、运动控制系统和信息传感系统为核心的TIG焊接实验平台。其中信息传感系统包括电信号采集系统和视觉传感系统,分别负责焊接过程中电信号的采集和正背面熔孔图像的采集。根据正背面熔孔图像的灰度特征,基于MATLAB软件分别设计了相应的图像处理程序,获得了较为准确的熔孔边缘,并对熔孔特征参数进行了定义和提取。将视觉传感系统与图像处理算法相结合,实现了熔孔图像的实时采集与处理。基于焊接过程的电信号以及熔孔图像,对熔孔的形成过程进行了热力学分析,分析了熔孔的形成原因以及不同作用力对熔孔形态的影响。探究了不同工艺参数（焊接电流、焊接速度、送丝速度）对熔孔动态行为的影响规律。发现熔孔尺寸总是随着焊接热输入的增大而增大,随着填充金属量的增大而减小;工艺参数发生阶跃时,正面熔孔宽度对送丝速度的响应速度最快,焊接电流次之,焊接速度最慢。基于此,本文确立了以正面熔孔宽度为被控制量,以送丝速度为控制量的控制策略。采用人工控制送丝速度作为激励信号,控制熔孔稳定存在的同时能够保证正面熔孔宽度产生尽可能多的变化,获得送丝速度与正面熔孔宽度的动态变化数据。以NARMAX模型作为系统辨识模型,采用递归增广最小二乘法进行系统辨识,得到了较为准确的系统模型。以一阶系统为被控对象设计了一阶线性自抗扰控制器（LADRC）,将控制器与系统模型一同导入Simulink中,进行了焊接过程的仿真和控制器调参。通过仿真得到了合适的控制器参数,也验证了控制器的性能。进一步设计了变间隙控制实验,通过实验验证,焊接过程熔孔尺寸较为稳定,得到了较好的焊缝成形,实现了熔孔型填丝TIG焊接过程的熔透控制。