在换热器制造领域,管-管板焊接是一道十分重要的工序。通常管-管板焊接采用旋转中心固定、焊炬旋转的焊接方法（轨道焊接）。若换热管中心定位精度低,则焊缝寻位不准,焊缝与接头缝隙有偏差,影响焊接质量,甚至焊坏。由于管板变形、管板倾斜或钨极损耗等原因,焊接弧长不稳定,导致焊接质量不稳定且钨极易损坏。因此本文提出一种基于机器视觉技术的换热管中心定位方法精确获取换热管中心位置,解决换热管中心定位不准的问题,同时提出一种基于电弧电压的弧长自动控制方法,解决弧长不稳定的问题。具体工作有以下几个方面:整体分析全自动管-管板焊接作用对象和全自动管-管板焊接系统的组成、功能及作业流程。根据换热器管板的结构特点和管-管板焊接接头的特性确定了采用轨道焊接的焊接方法;分析了全自动管-管板焊接系统的五大功能模块以及系统的组成,确定了全自动管-管板焊接的作业流程。为了实现管-管板焊接系统自主定位,提出了基于机器视觉的换热管中心定位方法。通过分析管-管板焊接系统各坐标系之间的关系,得出了一次定位存在误差的原因,并提出以机器视觉技术提取换热管中心从而补偿一次定位误差的方法;为了精确定位换热管中心,提出了一种基于模板匹配的换热管识别及中心提取算法,并设计了自主定位程序;为了方便选择换热管并自动生成定位程序,编写上位机程序实现可视化操作;以焊枪实际旋转中心和理论旋转中心的偏差作为换热管中心定位误差的评判依据,设计了换热管中心定位精度实验,结果表明该方法有效补偿一次定位的误差,定位精度可达0.29 mm;考虑到弧长稳定性对焊接质量的影响,本文提出了一种基于电弧电压的弧长控制系统。分析了脉冲氩弧焊的原理,根据电弧电压和弧长具有正比关系的特点确定了以脉冲峰值弧压为反馈信息的弧长负反馈调节方案;考虑到起弧电压较高且弧压信号存在较大噪声,设计了高压隔离电路、滤波电路、光电隔离电路、电压偏移缩放电路等,然后使用去极值的均值滤波算法获得平滑的弧压信号,最后提出一种基于模糊控制的管-管板环缝焊接弧长多级调节方法实现弧压自主调节;在弧长不可调和弧长可调两种条件下分别进行焊接实验,实验结果表明该弧长控制方案将弧压有效控制在±0.2V的范围内;在弧长不可调和弧长可调两种条件下分别进行大量连续焊接实验,试验结果表明,利用机器视觉技术进行焊前环缝寻位,同时在焊接时通过弧长控制功能调节弧长,能够显著提高焊接质量合格率,同时能够保护钨极,减少钨极损坏。