焊接機(jī)器人變極性等離子弧焊（簡(jiǎn)稱VPPAW）即不對(duì)稱方波交流等離子弧焊，是一種針對(duì)鋁及其合金開發(fā)的新型高效焊接工藝方法。它綜合了變極性TIG焊和等離子弧焊的優(yōu)點(diǎn)，一方面，它的特征參數(shù)電流頻率、電流幅值及正負(fù)半波導(dǎo)通時(shí)間比例可根據(jù)工藝要求獨(dú)立調(diào)節(jié)，合理分配電弧熱量，在滿足工件熔化和自動(dòng)去除工件表面氧化膜的同時(shí)，最大限度地降低鎢極燒損；另一方面，有效利用等離子束流所具有的高能量密度、高射流速度、強(qiáng)電弧力的特性，在焊接過程中形成穿孔熔池，實(shí)現(xiàn)鋁合金中厚板單面焊雙面成形。

     變極性等離子焊接技術(shù)主要于各種鋁合金焊接，其單道焊接鋁合金厚度可達(dá)25.4mm。VPPAW的工藝特點(diǎn)是在焊接過程中，正極性電流（DCEN）幅值、反極性電流（DCEP）幅值、一個(gè)周波內(nèi)正反極性電流持續(xù)時(shí)間的比例可以分別獨(dú)立調(diào)節(jié)，這既有利于焊縫熔透，有利于清理鋁合金氧化膜。VPPA在鋁合金的焊接中采用小孔型向上立焊工藝，既有利于焊縫的正面成形，又有利于熔池中氫的逸出，減少鋁合金的氣孔缺陷，因此被稱為“零缺陷焊接”方法。

      為了減少鎢極的燒損，反極性電流幅值高于正極性幅值，其正反極性幅值和脈寬參數(shù)也稍有區(qū)別。

       20世紀(jì)60年代美國(guó)就開始變極性等離子焊接設(shè)備的研制工作，到80年代中后期，美國(guó)已將VPPA焊接技術(shù)成功應(yīng)用于運(yùn)載火箭及航天飛機(jī)的貯箱焊接中。國(guó)內(nèi)的北京工業(yè)大學(xué)較早開始了對(duì)變極性等離子焊接設(shè)備的研制，VPPA-300已經(jīng)應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中。變極性等離子弧焊焊接電源與普通焊接電源相比較為復(fù)雜。同一般非壓縮的鎢極氬弧相比，小孔型VPPA焊接方法在工藝上具有許多突出特點(diǎn)。

1）焊縫內(nèi)部缺陷少，如氣孔、夾渣等在小孔型等離子弧焊接過程中，等離子弧以及離子氣流穿過小孔起著一定沖刷作用，在其他焊接方法中殘留在熔化金屬中生成氣孔的氣體會(huì)被等離子弧以及離子氣流通過小孔帶走，夾渣也同樣被沖刷掉。

2）可焊厚度范圍寬。等離子弧熔透能力強(qiáng)，對(duì)于6mm厚鋁合金可以實(shí)現(xiàn)各種位置的焊接。如果不填充焊絲，平板對(duì)焊，單道焊最大厚度是8mm，對(duì)于15.9mm以下的鋁合金，可以一次性焊透；對(duì)于15.9mm以上的鋁合金通常要制備較為復(fù)雜焊接接頭，并已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了25.4mm厚鋁合金的一次性穿透焊接。

3）焊后工件變形小。由于等離子弧熔透能力強(qiáng)，加熱集中，熔化區(qū)域小，而且小孔型焊接對(duì)工件正、反面加熱均勻，減少了焊后工件的撓曲變形，與TIG焊相比工件的撓曲變形明顯減小。

4）焊縫機(jī)械性能有所提高。在刮掉根部焊縫和加厚高的條件下，小孔型等離子弧焊焊縫的屈服強(qiáng)度要高于TIG焊焊縫的屈服強(qiáng)度。等離子弧弧焊質(zhì)量在一定程度上，要高于其他弧焊方法的焊接質(zhì)量，焊縫機(jī)械性能好，而且焊縫變形小。

5）效率高、成本低。由于等離子弧能量密度高、穿透能力強(qiáng)，因此小孔型等離子弧焊可焊厚度大，特別對(duì)于厚板焊接，焊道次數(shù)大大減少，焊縫內(nèi)部氣孔、夾渣等缺陷少。焊接接頭變形小，減小了焊后檢驗(yàn)工作和修補(bǔ)工作量。

    鋁合金VPPA焊接工藝也存在自身的不足：①焊接可變參數(shù)多，規(guī)范區(qū)間窄；②采用向上立焊工藝，只能自動(dòng)焊接；③焊槍對(duì)焊接質(zhì)量影響較大，噴嘴壽命短。