当前焊接构件大型化日趋普遍,特别是在大型压力容器、船体制造结构、海洋工业工程、核电行业以及管道工程等大型制造重工行业中,中厚板焊接越来越普遍,窄间隙焊接凭借其独特的优势在现代化重工装备生产中成为首选焊接技术,占据着举足轻重的地位。但是窄间隙坡口侧壁熔合难以及窄间隙焊缝跟踪问题依旧是窄间隙焊接的发展难点,而立焊作为全位置焊接中重要的组成部分,熔池金属受重力影响,造成熔池流淌,焊缝不成型、焊缝余高过高等焊接缺陷的产生,进一步增加了窄间隙焊接的难度。本文针对上述问题作了一定的研究。1、摆动电弧窄间隙焊接过程中熔滴过渡研究利用高速摄像仪采集摆动电弧窄间隙焊接过程中熔滴过渡情况,分别研究平焊、立向上焊以及立向下焊过程中熔滴过渡规律,揭示摆动电弧窄间隙焊接熔滴过渡规律,对比了不同焊接位置对熔滴过渡的影响,为摆动电弧窄间隙焊接熔池行为和焊接工艺研究提供基础。2、不同位置摆动电弧窄间隙焊接熔池行为的模拟研究了窄间隙立焊熔滴和熔池受力情况,建立窄间隙熔池热源模型,采用sysweld仿真软件对摆动电弧窄间隙平焊、立向上焊以及立向下焊熔池行为进行了研究,得出了不同焊接位置的熔池形貌,揭示了摆动电弧及重力对不同焊接位置熔池的影响规律,为窄间隙立焊焊缝成型及优化提供了理论依据。3、分析间隙焊缝跟踪滤波方法,提出一种软硬件组合滤波方式分析窄间隙焊缝跟踪滤波方法,提出了一种硬件滤波和软件滤波组合的方式对霍尔传感器采集的原始焊接电流信号进行滤波处理,获得比较理想的焊接电流信号,为后续焊缝偏差提取提供基础。4、提出一种摆动电弧窄间隙修正积分差值偏差提取算法在原有摆动电弧积分差值算法的基础上修正得到适合窄间隙焊接的改良电弧左右积分偏差提取算法,并对组合滤波后的焊接电流信号进行焊缝偏差信息的提取,并与实际偏差对比,验证了该算法的精确度,满足焊缝跟踪的实际需求。5、搭建基于摆动电弧传感器的三轴立焊机器人焊缝跟踪实验平台搭建摆动电弧窄间隙立焊焊缝跟踪实验平台,即自主设计的三轴立焊机器人,并利用该实验平台进行窄间隙焊缝跟踪实验,实验结果验证了组合滤波的优良性以及改良窄间隙左右积分焊缝偏差算法的准确性和可行性。