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铝合金由于具有强度高、质量轻、耐腐蚀强等特点,作为结构材料在航空航天领域得到广泛应用。穿孔型VPPA焊接的特性,很好地满足了铝合金焊接的要求,成为首选的焊接方法之一。然而,VPPA焊接对工艺稳定性的要求十分严格,焊接条件微小变化即可造成切割现象,特别是小孔形成到行走焊接的过渡阶段,因而阻碍了进一步的发展。为了拓宽VPPA焊接的应用范围、降低焊前对工件装配的要求,本文提出了双丝填充VPPA焊接工艺并作了系统研究。自行设计和制造双丝填充装置,基于此进行平板堆焊完成了5.0mm厚LF6铝合金板工艺参数对焊缝成形影响的研究,表明工艺参数区间并无明显的差异。填充方式是两种工艺的不同之处,焊丝填充规律对焊缝成形及其稳定性的影响也着重研究,焊丝填充的最佳位置是焊丝尖端紧贴小孔熔池的前沿送入熔池区域,保证熔化的焊丝平稳流动,保持焊接小孔的稳定。同时,焊丝填充角度也需要合理调节。研究试件焊前装配存在间隙和错边的变条件下焊缝成形稳定性时采取对接的方式,双丝填充VPPA焊接工艺比单丝填充VPPA焊接工艺具有更大的适应性,允许的试件焊前对接装配间隙和错边量都约为两倍。这是双丝填充VPPA焊接工艺的优势,但同样也需要焊枪严格对中。单、双丝填充VPPA焊缝经X射线检测没有气孔等缺陷,正背弯达到150o没有出现裂纹,平均抗拉强度分别达到母材的92.43%和92.80%,平均延伸率达到母材的71%,横跨焊缝的维氏硬度具有相同的变化趋势和相近的数值。同时,拉伸试样断口均显现典型的韧性断裂,从母材到焊缝中心显微组织具有相同的变化趋势。表明,焊丝不同填充方式没有造成焊接接头性能及组织的变化。观察及分析发现,VPPA焊接的小孔熔池呈现双喇叭口形,熔池中液态金属的重力、弯曲液面的附加压力、电弧对熔池的冲击力以及等离子气流产生的附加压力对焊接小孔和熔池流动的稳定起决定性的作用。利用高速摄像技术对比不同条件下两种工艺的熔池流动情况可知,平板堆焊和试件焊前对接装配无间隙无错边时,熔池流动都均匀、平稳,所得焊缝中熔池流动形成的焊纹形态关于焊缝中心对称;存在间隙1.5mm和错边1.5mm时,单丝填充VPPA焊接的熔池流动都比较紊乱最终形成切割,双丝填充VPPA焊接的熔池流动均匀且平稳,所得焊缝中熔池流动形成的焊纹形态也都基本关于焊缝中心对称。