高效、优质、低耗是焊接技术的发展方向。常规高效MIG/MAG焊存在大的焊接电流必然增大焊接热输入从而造成焊缝质量下降的问题;在新材料和超薄板焊接时也存在焊接热输入引起的稀释率较大和焊接变形大的问题。为解决这些问题,提出了旁路耦合电弧焊的方法。旁路耦合电弧焊具有高效和低热输入的特点,在高效焊和低热输入焊方面具有独特的优点。旁路耦合电弧焊具有多种形式: DE-GMAW、脉冲DE-GMAW、双丝DE-GMAW等,每种形式除具有旁路耦合电弧焊的高效和低热输入的优点外,还具有各自独特的特点。文中分别对以上三种旁路耦合电弧方法的特点进行了研究。首先,进行了一系列不同旁路电流和主路电流组合的DE-GMAW的焊接工艺实验对获得的堆焊焊缝形状尺寸数据进行统计分析,研究不同DE-GMAW焊接参数对焊缝形状尺寸的影响规律,并研究不同旁路电流参数对焊缝热影响区组织的影响规律。其次,在提出脉冲DE-GMAW的基础上,针对脉冲DE-GMAW具有低热输入且热输入可精确控制的特点,将脉冲DE-GMAW应用于铝与钢的焊接,并与CMT焊接方法进行了比较研究。通过金相组织和电子探针元素分析,表明脉冲DE-GMAW可实现铝钢的熔钎焊,获得了与CMT焊相似的焊接组织,金属间化合物厚度约为8μm,小于10μm的临界厚度,并且脉冲DE-GMAW具有比CMT焊接方法较高的熔敷率。最后,进行了双丝DE-GMAW与常规MIG焊堆焊试验,并对其焊接过程中的热循环曲线进行了测量。分析了不同焊接热输入条件下的双丝DE-GMAW焊接过程中的热循环曲线特点和堆焊接头热影响区金相组织,并与常规MIG进行了对比分析。结果表明,双丝DE-GMAW具有较小的母材热输入,较高的热效率和熔敷率。