根据目前国内外在等离子弧焊接过程、质量控制方面的研究可知，等离子弧 焊接过程中电弧的稳定性，焊接质量的稳定性是人们关心的热点，而在小孔等离 子弧焊接中，检测小孔状态并对此进行控制，从而提高焊接质量是该领域的前沿。 本文根据等离子弧与熔池之间的相互作用，分析了等离子云（等离子弧反翘） 产生的机理，并根据焊接熔池形状的变化，分析了等离子云形态变化的机理。根 据等离子弧喷射速度和等离子弧对熔池作用力，分析当工件没有熔透时，在焊接 反方向，沿着熔池上表面最大切线角喷射，形成等离子云的机理。建立了仿真模 型，通过研究，得出等离子云喷射角（等离子弧反翘角）和熔深随焊接电流、焊 接速度等工艺参数之间的变化规律。 根据等离子体鞘层理论，得出了探针在等离子云中所产生鞘层电位的计算公 式，等离子云鞘层电压到达伏级，很容易检测。为了检测等离子云喷射角，提出 了一种用无电源探针检测等离子云的新方法。通过检测等离子云中不同温度、不 同等离子云喷射角下的电压值，可以检测等离子云喷射角进行熔深控制。 研究了探针在高温等离子云中的烧损和熔化规律，结果表明，只要探针位置 放置适当，完全可以用探针检测高温等离子体，因此采用无电源探针法可以检测 高于探针熔点的等离子体温度。 设计了无电源探针法检测等离子云装置，该装置简单、可靠，具有很好的工 业应用前景。通过试验，验证了鞘层理论的正确性，验证了焊接电流、焊接速度 以及探针位置对鞘层电压的影响，并分析了探针位置，焊接电流，焊接速度对等 离子云喷射角的影响规律。 在理论和试验的基础上，将模糊控制理论引入到等离子弧焊接熔深的控制中， 建立了模糊控制器模型，提出了一种通过检测等离子云喷射角，并用电流补偿的 方法，保证等离子云喷射角恒定,进行熔深控制的新方法。仿真研究表明，可以 实现焊接熔深及熔透的智能控制。