焊接機(jī)器人變極性等離子弧焊（簡稱VPPAW）即不對稱方波交流等離子弧焊，是一種針對鋁及其合金開發(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，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)通時間比例可根據(jù)工藝要求獨立調(diào)節(jié)，合理分配電弧熱量，在滿足工件熔化和自動去除工件表面氧化膜的同時，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、一個周波內(nèi)正反極性電流持續(xù)時間的比例可以分別獨立調(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，美國已將VPPA焊接技術(shù)成功應(yīng)用于運載火箭及航天飛機(jī)的貯箱焊接中。國內(nèi)的北京工業(yè)大學(xué)較早開始了對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。

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)，對于6mm厚鋁合金可以實現(xiàn)各種位置的焊接。如果不填充焊絲，平板對焊，單道焊最大厚度是8mm，對于15.9mm以下的鋁合金，可以一次性焊透；對于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，只能自動焊接；③焊槍對焊接質(zhì)量影響較大，噴嘴壽命短。