在运载火箭及航天器的大型化中，随着筒体直径与壁厚之比越来越大，筒体刚度下降，在平焊位置施焊时，筒体圆度及母线直线度偏差较大，变形不易矫正且应力集中严重。采用横焊位置施焊可以满足原位制造的要求，具有筒体变形较小、生产周期短、安全可靠等优点。变极性TIG横焊过程中熔池受到不均匀的热和力，其成形成为该领域研究的热点课题之一。本文以5083铝合金为研究对象，从变极性TIG横焊焊缝熔池受热、受力、接头微观组织和性能等方面，对变极性TIG横焊成形机理进行了深入研究。首先对变极性TIG正极性和反极性期间熔池受热进行分析，并试验研究了焊接参数对成形的影响。研究结果表明，焊件在反极性期间接受到更多热量，在其它参数一定下，随着反极性极性时间比例增加，焊缝正面熔宽、深宽比和熔池体积均增大；另外，增加正极性焊接电流也可以得到同样的成形效果。其次对变极性TIG电弧力在径向上的分布规律及影响因素进行了试验研究。研究结果表明，其分布符合双面指数分布；在电流有效值相等下，随着反极性时间比例的增加，电弧力减小，电弧积分力与焊接电流的平方成正比例关系；正交试验结果表明，焊接参数对电弧力影响主次关系依次为正极性电流值、反极性电流值、变极性频率值、正极性时间比例、钨极到工件之间的距离。然后对横焊金属熔池受力进行了分析，并研究了焊枪工作角对成形的影响，得到了焊枪工作角、熔池受力和焊缝成形之间的作用关系。最后对横焊焊缝微观组织与力学性能进行试验研究，测试分析表明焊缝组织为铸态的等轴晶，靠近母材区为具有方向性的粗大柱状树枝晶，并给出了其组织与力学性能之间的关系。