焊接机器人变极性等离子弧焊（简称VPPAW）即不对称方波交流等离子弧焊，是一种针对铝及其合金开发的新型高效焊接工艺方法。它综合了变极性TIG焊和等离子弧焊的优点，一方面，它的特征参数电流频率、电流幅值及正负半波导通时间比例可根据工艺要求独立调节，合理分配电弧热量，在满足工件熔化和自动去除工件表面氧化膜的同时，最大限度地降低钨极烧损；另一方面，有效利用等离子束流所具有的高能量密度、高射流速度、强电弧力的特性，在焊接过程中形成穿孔熔池，实现铝合金中厚板单面焊双面成形。

     变极性等离子焊接技术主要于各种铝合金焊接，其单道焊接铝合金厚度可达25.4mm。VPPAW的工艺特点是在焊接过程中，正极性电流（DCEN）幅值、反极性电流（DCEP）幅值、一个周波内正反极性电流持续时间的比例可以分别独立调节，这既有利于焊缝熔透，有利于清理铝合金氧化膜。VPPA在铝合金的焊接中采用小孔型向上立焊工艺，既有利于焊缝的正面成形，又有利于熔池中氢的逸出，减少铝合金的气孔缺陷，因此被称为“零缺陷焊接”方法。

      为了减少钨极的烧损，反极性电流幅值高于正极性幅值，其正反极性幅值和脉宽参数也稍有区别。

       20世纪60年代美国就开始变极性等离子焊接设备的研制工作，到80年代中后期，美国已将VPPA焊接技术成功应用于运载火箭及航天飞机的贮箱焊接中。国内的北京工业大学较早开始了对变极性等离子焊接设备的研制，VPPA-300已经应用在工业生产中。变极性等离子弧焊焊接电源与普通焊接电源相比较为复杂。同一般非压缩的钨极氩弧相比，小孔型VPPA焊接方法在工艺上具有许多突出特点。

1）焊缝内部缺陷少，如气孔、夹渣等在小孔型等离子弧焊接过程中，等离子弧以及离子气流穿过小孔起着一定冲刷作用，在其他焊接方法中残留在熔化金属中生成气孔的气体会被等离子弧以及离子气流通过小孔带走，夹渣也同样被冲刷掉。

2）可焊厚度范围宽。等离子弧熔透能力强，对于6mm厚铝合金可以实现各种位置的焊接。如果不填充焊丝，平板对焊，单道焊最大厚度是8mm，对于15.9mm以下的铝合金，可以一次性焊透；对于15.9mm以上的铝合金通常要制备较为复杂焊接接头，并已经实现了25.4mm厚铝合金的一次性穿透焊接。

3）焊后工件变形小。由于等离子弧熔透能力强，加热集中，熔化区域小，而且小孔型焊接对工件正、反面加热均匀，减少了焊后工件的挠曲变形，与TIG焊相比工件的挠曲变形明显减小。

4）焊缝机械性能有所提高。在刮掉根部焊缝和加厚高的条件下，小孔型等离子弧焊焊缝的屈服强度要高于TIG焊焊缝的屈服强度。等离子弧弧焊质量在一定程度上，要高于其他弧焊方法的焊接质量，焊缝机械性能好，而且焊缝变形小。

5）效率高、成本低。由于等离子弧能量密度高、穿透能力强，因此小孔型等离子弧焊可焊厚度大，特别对于厚板焊接，焊道次数大大减少，焊缝内部气孔、夹渣等缺陷少。焊接接头变形小，减小了焊后检验工作和修补工作量。

    铝合金VPPA焊接工艺也存在自身的不足：①焊接可变参数多，规范区间窄；②采用向上立焊工艺，只能自动焊接；③焊枪对焊接质量影响较大，喷嘴寿命短。