活性焊接可以显著增大焊缝深宽比,提高焊接效率,但对其高效机理的研究还处于争论阶段。本文通过电弧和熔池的可视化对活性焊高效机理进行研究。本研究建立了合理的试验方案及试验系统,使一道焊缝包含了TIG焊、A-TIG焊、激光辅助A-TIG焊和激光辅助活性焊等四种不同焊接方法的结果,有利于提高四种焊接方法对比的准确性。搭建了CCD摄像系统平台,对CCD摄像机、数据采集卡和光学镜片等器件进行组合和选用,满足焊接过程摄像的要求。获得了特定参数下的熔池表面流态视频、熔池视频和电弧视频,为后续的图像信息提取乃至机理分析提供原始数据。利用MATLAB的图像处理模块对电弧图像和熔池图像进行了处理和信息提取,获得了熔池边界和电弧多个区域边界等信息。分析了四种焊接熔池的表面流态,初步得出：TIG焊熔池的表面流场方向为中心向周边,而其它三种活性焊接的熔池表面流场方向为周边向中心。对四种焊接方法的熔池边缘进行提取和分析,TIG焊熔池由于宽度和长度方向都明显比活性焊的更大,使得面积远远更大,而激光辅助活性焊熔池面积比A-TIG焊和激光辅助A-TIG焊也更大,熔池面积的差异直接导致的结果是熔深的差异。对四种焊接的电弧进行了特殊的边缘提取及分析,得出：A-TIG焊和激光辅助A-TIG焊电弧收缩,能量集中；而TIG焊和激光辅助活性焊电弧相对较大,能量分散。最终得出结论,本试验中A-TIG焊的高效机理是电弧收缩和表面张力改变。激光辅助活性焊的高效机理只是表面张力改变,而没有电弧收缩影响。激光辅助A-TIG焊高效机理与A-TIG焊一样,是电弧收缩和表面张力改变,其中电弧收缩是由活性剂引起,而表面张力改变是由活性剂和激光加氧共同作用产生。通过本试验的结果可以看出,活性焊的高效机理不一定是单一理论可以解释论证,由于工艺方法不同,不同活性焊的高效机理也可能不同。