随着各行各业的发展,如汽车、造船业等领域,对产品轻量化的需求与日俱增,进而催发了人们对轻量化板材的研究与设计,三明治板结构诞生于此种需求背景下。三明治板的应用越来越广泛,但该种板材非常依赖于于生产制造技术。普通钢板制造成形时仅需要将两块板材拼接在一起焊接,而三明治结构板材的制造相比于普通板材,有着更高的要求。本文所研究的三明治超窄间隙焊接需要将一定数量的钢板按特定要求拼接后,对其拼接缝隙焊接成形。常规的焊接方法已经无法满足板材的制造要求。焊剂带约束电弧的超窄间隙焊接方法具有对电弧能量约束强、接头力学性能好的特点,该焊接方法与三明治板焊接成形要求较为契合,可尝试应用。在实际焊接工作环境中,条件较为恶劣,对设备的可移动性、稳定性有着较高的要求。本文以西门子公司S7-200 Smart ST40 PLC为控制核心,配合可搭载板式焊枪四自由度运行的机械行走机构及奥太公司NBC-350Ⅲ型弧焊电源组成了焊接系统;运用Lab VIEW构建了参数设定人机界面,可用于系统启停、参数设定、过程监测;采用霍尔电压传感器、霍尔电流传感器、PLC模拟量模块等硬件,配合Lab VIEW设计了可实现电弧波形采集、数据存储等功能的数据采集环节。由焊接系统、人机界面构建而成的试验平台具备一键启停、参数预设、实时监测、数据采集、远程控制等功能,可保证焊接装置的便携性与易操控性。采用上述试验平台研究了焊接参数与焊缝质量的相应关系,构建针对焊接参数设定的BP神经网络,通过神经网络确定了焊接参数的区间范围。通过正交试验,得到了焊接参数之间的匹配关系,并明确了焊接参数对焊缝形貌的具体影响。对三明治板焊件多个成形焊缝及对应电弧信号进行了采样,选用小波阈值去噪方式对焊接信号进行了预处理;以电弧电压标准差和稳定性指数为评价依据,对电弧焊接过程中的稳定性进行了评价,通过评价表明本文系统及参数设定的正确性,借助该系统可以得到性能较好的三明治焊接钢板。最后,对三明治板焊接过程中存在的问题进行了总结与分析,为后续进行此类试验及实际应用提供了建议及参考。