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高强铝合金密度小、比强度高、机械加工性能好,被广泛应用于航空、航天及军工领域。但是其特有的物理性能使其焊接性不佳,现代工业对铝合金高效率、高质量的焊接方法提出了严苛的要求。MIG-VPPA复合焊接工艺同时具有VPPA穿透力强、焊接质量高和MIG焊熔敷效率高的优点,弥补了单VPPA焊接工艺区间窄、立焊工装复杂和MIG焊熔深浅的不足,在厚板高强铝合金焊接中具有明显优势。根据MIG-VPPA复合焊接工艺特点,建立了MIG-VPPA复合焊接系统及焊接过程检测分析系统。进行了高强铝合金MIG-VPPA复合焊接工艺试验,对两电弧不同能量配比时电弧形态、熔池流动、电流电压等焊接过程信息进行采集分析。分析了MIG-VPPA复合电弧耦合机理,研究发现最小电压原理和MIG-VPPA复合电弧电磁耦合特性的共同作用使MIG电弧被压缩。VPPA正极性时,MIG电弧在垂直于焊道轴线方向被压缩,而在VPPA反极性时,MIG电弧除受到复合电弧磁场的安培力外,还受到耦合区的反作用力的作用,电弧收缩更加显著。VPPA电流增加,对MIG电弧的压缩作用增强。VPPA正极性阶段与MIG电弧耦合作用较弱,MIG电流增加时,VPPA电弧稳定性和电弧力降低;VPPA反极性阶段与MIG电弧耦合作用较强,MIG电流增加时,VPPA电弧稳定性和电弧力基本不变。探讨了MIG-VPPA复合焊接熔池行为,结果发现VPPA及小孔熔池的存在,能够改变MIG熔池表面张力梯度,液态金属容易向熔池中心流动。VPPA能量比例须接近穿孔阈值时,配合较小功率MIG热源,复合热源能够避免单VPPA穿孔焊时易形成切割的弊端,又能有效发挥VPPA能量集中的优势,获得良好焊缝成形。VPPA能量比例过低时不能形成小孔效应,VPPA增加熔深作用不明显,VPPA能量比例过大,破坏熔池受力平衡,熔池失稳,不易获得良好的焊缝成形。对比分析了11mm7A52铝合金MIG-VPPA复合焊接与单独MIG焊接工艺,结果表明MIG焊接时11mm厚7A52铝合金需要开坡口焊接两层,MIG-VPPA复合焊不开坡口仅需要一层焊接就能完成。与MIG焊相比,MIG-VPPA复合焊接接头热影响区窄,焊缝中心晶粒尺寸更为细小。MIG焊接接头系数为55.2%,焊缝中心硬度为84.5HV,MIG-VPPA复合焊接接头系数为64.4%,焊缝中心硬度为104.3 HV。MIG-VPPA复合焊焊接效率高,接头软化程度较小,更适合于厚板高强铝合金的焊接。