锁孔效应TIG（Keyhole Tungsten Inert Gas,K-TIG）焊是在传统TIG焊的基础上,利用大电流使熔池内部形成“锁孔”的新型焊接方法,具有焊接效率高、单面焊双面成形等优点,常用于大型装备中厚板材的焊接。在大型装备焊接中,合拢对接焊接是一项重要工序,直接影响制造设备的生产效率和质量。由于加工工艺和精度的原因,进行合拢对接焊接的装备零部件很难实现每一处的对接间隙保持均匀一致,存在对接间隙变化的问题。因此本文采用K-TIG焊接方法对12mm厚的304不锈钢进行预置对接间隙焊接视觉检测和熔透状态识别研究,可为实现大型装备零部件不同对接间隙下的焊缝成形控制奠定基础。本文搭建了基于视觉传感的K-TIG焊接熔池和锁孔入口特征检测系统,利用高动态CCD相机采集焊接过程熔池和锁孔入口图像。结合K-TIG焊接机理以及熔池和锁孔入口图像特征提出一种提取熔池和锁孔入口特征参数的算法。将图像分成熔池尾部、熔池中部和锁孔入口区域,分别采用滤波、增强、边缘检测、伪边缘去除、边缘拟合等算法提取熔池和锁孔入口边缘。根据边缘信息定义锁孔入口宽度、锁孔入口半长、熔池长度、熔池宽度和熔池拖尾长度等5个参数。最后对熔池宽度进行精度校核,检测精度在95.60%以上。在焊接电流（580A）、焊接速度（240mm/min）、钨针尖端到焊件表面之间的距离（CTWD）等焊接参数恒定的条件下,进行了不同对接间隙的K-TIG焊接试验,发现对接间隙对熔池和锁孔入口特征参数有较大影响。随着对接间隙的增大,焊缝熔透性逐渐增强,在对接间隙为1.1mm焊缝熔透性最好,在1.4mm对接间隙时焊接出现塌陷缺陷。进行试验分析了不同对接间隙时K-TIG焊接的焊接电流和焊接速度对熔池和锁孔入口特征参数以及焊缝形貌、焊缝熔透状态的影响。发现不同对接间隙保证焊缝成形良好的焊接参数不相同,随着对接间隙的增大,达到完全熔透状态的焊接热输入逐渐降低。根据不同对接间隙K-TIG焊接熔池和锁孔入口特征参数变化规律,建立以熔池和锁孔入口特征参数、焊接电流和焊接速度为输入量,焊件熔透状态为输出量的BP神经网络熔透状态识别模型。模型识别准确率可达93.20%,最后进行试验验证了模型的泛化性能。