在钨极氩弧焊（Gas tungsten arc welding,GTAW）中引入过程传感与质量监控机制有利于提高该焊接方法的自动化与智能化水平。有关GTAW过程状态、成形形貌或焊接缺欠等的信息传感与控制研究已有很多,然而大多数的研究重点或监测对象为熔池或者电弧,填充金属的介入对该过程的影响往往被忽略。为此,文中针对填丝GTAW过程提出了一种以填充金属为探测极的电信号传感法,即探极传感法,基于此,探究了填充金属对电弧稳定性的影响机理、填充金属动态行为以及传感信号演变规律,提取了相关特征信号并对液态金属过渡状态及焊缝表面高度进行了实时反馈控制。首先,对探极传感法的监测思想、实施方案及传感原理等进行了阐述,设计了试验传感系统,开发了软件界面,实现了多路电信号同步采集与送丝参数外部调节等。其次,以高熔点金属探针代替填充金属对电弧施加针对性干扰,阐明了同样作为导体的填充金属对电弧的静态及动态干扰机理。探极金属的介入破坏了电弧最小能量状态,引起了其整体平均电场强度增加,使得电弧电压增加;探极金属对电弧不同区域的影响不一致,探极电压可反映电弧局部区域电特性;随干扰加重,电弧近阳极侧区域电离度会降低且率先趋于不稳定,使得电弧局部区域电特性差异化;在动态往复扰动中,当电弧导电截面突变与局部区域电离度渐变对探极电压影响相反且后者影响有足够时间体现时,探极电压会先于电弧电压到达极值点。再次,分析了填丝GTAW过程液态熔滴过渡行为及传感信号,发现探极电压中显著包含了短路液桥存在的时间信息,可用于检测液态熔滴过渡模式。基于高速摄像与图像处理分析了熔滴动态行为,发现一定体积熔滴过渡后,焊丝送进会使探极信号近似线性变化,熔滴振荡会使信号上下波动。运用小波变换分析了熔滴振荡时频特性,结果表明探极电压能比电弧电压更显著且灵敏地反映熔滴振荡。最后,分别提取了表征填丝GTAW过程液态熔滴过渡状态及焊缝表面成形高度的特征信号,设计了模糊控制器与PID控制器,对熔滴过渡稳定性及焊缝表面成形高度进行了初步的实时控制,控制试验结果表明,所研究的信息传感与控制系统是有效的。