传统TIG焊焊接过程稳定,焊缝成形好,但焊接效率低,传统MIG焊焊接效率高,但焊接电弧不稳定,焊缝成型差。而且无论是TIG焊还是MIG焊在高速焊接时都会产生咬边、驼峰等焊缝成形缺陷,严重影响焊接接头质量。TIG-MIG复合焊能够克服各种缺点,发挥各自优势,具有重要的研究意义。本文将TIG-MIG复合焊应用于低碳钢的高速焊接,基于电参数-高速图像采集系统研究了TIG-MIG复合焊电弧形态、熔滴过渡、熔池流动等焊接特性,为后续的理论研究和工程应用打下基础。自主设计了TIG-MIG复合焊双焊枪姿态调节及紧固装置,利用PCI数据采集卡配合电流、电压传感器搭建了电流-电压高速采集系统。基于高速摄像机+滤光系统+近红外照明激光搭建了焊接过程高速图像采集系统。利用软件延时法实现了电参数和高速图像的同步采集。分析了TIG-MIG复合电弧形态随丝-极间距的变化规律,研究了TIG电弧电流、TIG电弧电压、MIG电弧电流、MIG电弧电压、MIG电弧弧长及丝-极间距之间的相互影响,用电弧电子发射机制和等速送丝熔化极气体保护焊电弧弧长调节机制解释了电流、电压、弧长的变化规律。分析了TIG-MIG复合焊引弧阶段的特点,通过对不同TIG-MIG电流参数下的熔滴过渡规律和焊缝成形的研究,确定了适于高速焊接的TIG电流、MIG电流、MIG电压和丝-极间距等工艺参数的选取原则,对比了MIG焊与TIG-MIG复合焊在平板堆焊和对接焊时的焊缝截面形貌。基于咬边、驼峰形成机制,结合TIG-MIG复合焊电弧物理特性、熔滴过渡特点、熔池流动行为分析了TIG-MIG复合焊用于低碳钢高速焊接时消除咬边、驼峰缺陷的机理,研究了几种不当TIG-MIG复合焊工艺参数下形成驼峰缺陷的情况。