随着经济和科学技术的发展,中厚板在建筑桥梁、管道、船舶和国防领域的应用越来越广泛,在其焊接过程中窄间隙焊接的应用十分广泛。和以往常用方式焊接中厚板对比,窄间隙焊接是高效焊接方式之一,其优点包括电弧热输入量少,焊接效率高,焊丝填充量少,焊缝区域力学性能好等。但是由于在窄间隙焊接过程中焊丝与侧壁之间角度接近垂直,易于引起侧壁金属的热输入量低,从而造成侧壁没有完全熔合的现象,因此对窄间隙坡口形式的焊缝进行跟踪既要使侧壁完全熔合又要满足焊缝跟踪的精度问题。针对以上问题,本文从摆动参数与焊接工艺参数对窄间隙坡口焊缝成形质量的影响到窄间隙焊缝跟踪方法进行了一个系统的研究。根据摆动电弧传感系统要求,对实验平台的总体方案进行设计,采用传动机构驱动焊炬总体摆动的方案设计出摆动电弧传感器,能够对焊枪的摆宽、摆频与侧停时间进行调控。并搭建了窄间隙MAG焊摆动电弧焊缝跟踪系统,完成了对焊枪的运动控制、通讯数据传输、人机界面参数调控和电弧信号的实时采集及处理等功能,为后续课题的研究准备了必备的实验条件。使用simufact.welding软件建立窄间隙摆动电弧的热源模型,模拟窄间隙焊件在不同电弧摆动参数时的焊接过程,对比摆动电弧焊接温度场的分布情况,研究在不同摆动宽度下窄间隙坡口的温度场分布变化以及对焊缝中心点与侧壁点处的热循环曲线的影响规律。使用高速摄影仪观察不同摆动幅度下电弧形态及熔滴过渡形式,分析摆幅改变给电弧形态及熔滴过渡形式带来的变化;提出一种多级滤波方法,将焊接时采集到的电流信号经过该方法处理,分析不同摆动宽度下电流信号的变化规律;对比不同摆动宽度下焊缝剖面及表面形貌的特征,分析焊缝成形随摆动宽度改变的变化规律。综合焊枪的摆动宽度对上述因素的影响,可以确定窄间隙坡口焊接的最佳焊枪摆动宽度。针对窄间隙坡口提出一种改进的两侧电流区域积分对比方法,经过对设定的几组偏差进行提取的实验,表明其提取焊缝偏差的准确性符合要求。提出一种模糊PID参数自适应调节方法对焊缝跟踪过程进行纠偏,把该焊缝跟踪方法应用在实验平台中,通过实验检验该方法的可行性,可以实现纠偏响应快,焊缝跟踪稳定、精确的窄间隙焊接。