海洋平台厚大构件的焊接制造工作量巨大,目前主要采用窄间隙手工焊或窄间隙埋弧焊等焊接方法,工件坡口尺寸较大,材料消耗较多,存在焊接热输入较大,工件容易变形以及焊接效率低,焊接过程飞溅及烟尘较大,施工环境差等问题。一旦出现焊接质量问题,海洋平台厚大构件的返修难度极大,制造成本随之增高。窄间隙CO₂焊所需的坡口较小,焊接线能量较低,可节省焊接材料和能量,可用于全位置焊,易于实现自动化焊接,尤其适用于海洋平台厚大构件的焊接制造。目前,对适用于海洋平台厚大构件窄间隙CO₂焊的专用NGW（Narrow Gap Welding）电源技术的研究极少,使用通用的CO₂焊接电源时的焊接飞溅较大,焊接线能量难以精确控制,自动化程度低,因此,很有必要研发能够降低飞溅、精细控制焊接能量以及提高焊接效率的NGW焊接电源,提升海洋平台厚大构件的制造水平。本文从窄间隙焊接方法与焊接电源两个方面分析了国内外相关的研究进展,在此基础上,根据厚大构件NGW电弧及熔滴过渡特点,采用基于SOC高速DSC的全数字控制技术和大功率高频逆变技术,设计开发了高精度全数字大功率逆变式低飞溅NGW专用焊接电源。主要工作如下:（1）首先阐述了本论文研究的背景及意义,从窄间隙焊接方法及窄间隙焊接电源两方面叙述了国内外窄间隙领域的研究进展,分析总结了本论文的研究重点与拟解决的关键技术难点。（2）设计海洋平台厚大构件NGW焊接电源主要电路及数字化实现方案。主要包括:主电路设计、控制电路硬件设计及控制软件设计。主电路设计包括全桥逆变电路设计、中频变压器设计、整流滤波电路设计及相关参数计算器件选型。控制硬件电路设计是以ARM Cortex-M4处理器为中心,设计的相关外围电路,包括逆变驱动电路、驱动信号的隔离放大电路、电压电流的采样滤波电路、故障检测保护电路及通讯电路等。控制软件设计主要包括各个焊接任务的设计、焊接流程设计、ADC采样程序设计、数字PID算法设计、基于CAN的通讯程序设计、人机交互触摸屏程序设计、低飞溅焊接波形程序设计,使NGW电源实现全数字化控制,焊接各个工作模块协同工作,提高焊接效率。（3）分析海洋平台厚大构件焊接过程飞溅产生的机理,进行全数字低飞溅焊接波形设计。根据检测熔滴过渡的特征状态实时调节相应的电流波形,实现低飞溅焊接,低飞溅焊接波形的各个参数均可独立设置,可精确控制焊接热输入量,减小焊件变形。设计弧压反馈双闭环变速送丝控制系统弥补电流波形控制导致的弧长自调节能力不足。（4）进行NGW焊接电源的性能测试、焊接工艺试验与试验结果分析。改变不同的低飞溅电流波形参数进行焊接试验,分析不同电流波形参数对焊接质量的影响,改变不同的送丝控制方式,分析弧压反馈双闭环变速送丝控制法对电弧稳定性及焊缝质量的影响。试验结果表明:采用本设计的NGW焊接电源比普通电源焊接效果更好,利用低飞溅波形控制可有效地降低焊接飞溅;燃弧峰值电流可提供电弧能量,燃弧基值可维持并积累焊接能量,调整燃弧阶段的峰值基值电流可精确控制焊接能量;短路中期电流上升斜率可控制电磁收缩力大小,适当的电流斜率可促进液桥的收缩,使液桥顺利过渡;将低飞溅波形控制方法与弧压反馈变速送丝控制系统相结合,可以进一步提高焊接时的电弧稳定性,焊缝宽度均匀适中,成形更为美观。