中厚钢板的焊接,因工件大、焊接时散热快等不利因素,易造成未熔合、成型不良等缺陷。采用复合热源螺柱加热焊接的方法,结合感应热源和电弧热源,能有效地克服焊接高强中厚钢板焊接出现的问题,具有广阔的发展前景。在综合分析国内外螺柱焊接技术现状的基础上,本文提出了适合用于机器人系统中复合热源的自动螺柱焊枪结构方案,对焊枪中机械提升机构、电磁机构、气路机构、馈电机构等进行了研究设计,对焊枪的重要零部件进行了优化设计。在分析焊枪结构特点和运动特点的基础上,对焊枪的电路、磁路、热量控制进行了模拟,对零部件结构建立模型。本文对焊枪机械提升机构实现了优化设计和尺寸规范,保证焊枪的稳定性；根据电磁铁工作特点为焊枪电磁铁选择导磁材料、设计大安匝数线圈,提高了电磁铁工作效率；对焊枪气路方案和馈电方案进行了系统集成。采用优化设计后的自动螺柱焊焊枪进行焊接工艺试验,结果表明焊枪具有良好的使用性能,能适应复杂情况下的焊接。