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随着焊接技术的发展,高效化焊接越来越受到焊接领域研究者的重视,针对现有的高效化焊接方法中存在的不足,提出了旁路耦合电弧GMAW焊方法,该方法通过旁路电弧的分流作用,使得流经母材的电流减小,在保证了高熔敷率的同时,减小了作用于母材的热输入。本文针对非熔化极单旁路耦合电弧MIG焊进行了工艺、信号检测与控制系统的研究。首先建立了一套用于非熔化极单旁路耦合电弧MIG焊信号检测与硬件平台。运用LabVIEW软件编写了旁路耦合电弧MIG焊多路电流电压、电弧和熔池图像的同步采集、运动控制和旁路电流控制程序,实现了对焊接电流、电压及视频图像的同步高速采集,实时显示及存储功能和运功工作台等硬件设备的实时操作。其次,在大量工艺性试验的基础之上,针对旁路耦合电弧MIG焊方法,利用普通CCD摄像机配合复合滤光镜片在连续大电流条件下,获取了清晰的熔池图像。利用数字图像处理技术,通过LabVIEW软件IMAQ模块对熔池图像进行实时处理,通过对比分析各种图像处理方法提取熔池边缘的结果,得到了最佳的形态学处理方法,并进行了熔池宽度的实时检测。在此基础之上,针对焊接过程是一个非线性、强耦合、时变性强的复杂多变系统,基于LabVIEW软件设计了的焊接过程中熔宽控制的模糊控制器。最后,本文提出了主路MIG焊和旁路TIG焊均使用恒流电源,以脉冲电流作为焊接电流形式下的非熔化极单旁路耦合电弧脉冲MIG焊,利用此种焊接方法对不同材料的母材进行焊接工艺性试验；为了保证焊接过程更加稳定,电流调节更加精确,基于MATLAB xPC Target软件设计了焊接过程控制系统。本文研究表明,针对低成本、高效率的旁路耦合电弧MIG焊接方法,利用文中设计的视觉采集系统在约270A连续大电流条件下可以获取清晰的熔池图像。利用Labview软件编程,将视觉采集系统获取的熔池宽度进行自动测量,测量时间大约40ms,程序测量结果与实际熔池宽度对比结果相符,为视觉传感的熔透控制奠定了基础。并且通过对主路和旁路均使用恒流电源的旁路耦合电弧脉冲MIG焊焊接过程进行控制,取得了稳定的焊接过程,焊缝成形良好,为在对热输入敏感的母材焊接时精确控制电流奠定了基础。