目前，在船用零部件的加工制造中，曲面工件的表面浇铸工艺长期存在耐磨合金异常剥落、表面裂纹、气孔等质量问题。国外船用曲面工件的表面强化技术已经由传统的浇铸工艺发展到非常成熟的自动焊接工艺，基于此，“十一五”国家科技支撑计划重点项目明确提出开展“复杂曲面自动焊接成套技术与设备”的研究。 本文在国内首次采用TIG钎焊工艺进行了耐磨合金堆焊研究，研制开发了一套曲面工件自动电弧钎堆焊装置，并成功应用于生产。整套装置的机械系统采用立柱横臂式焊接操作机与焊接变位机组合式结构，堆焊过程由X、Y、Z和B向四个运动副完成，分别由四套交流伺服系统控制。控制系统上位机采用HMI人机界面实现全过程的动态监控，下位机采用PLC为主控单元，实现多区域自动堆焊的开关量逻辑顺序控制。基于ViewJetCmore组态软件，详细设计了HMI监控系统的监控界面，直观动态地反映当前焊接状态。在监控系统中内置自动电弧钎堆焊专家系统，同时设置25套焊接工艺参数，分别对应不同型号曲面工件以适应曲面工件的多样性。基于GX Developer PLC编程软件，对PLC控制软件系统编写了7个子程序模块，同时设计了系统可靠性程序，其中故障诊断与报警程序实现了故障的准确定位、实时在线诊断和人机界面动态显示，极大提高了系统运行的稳定性和可靠性。另外，为提高调试效率，进行了PLC功能子程序的模块化组织和优化，使扫描周期由优化前的48ms缩短至22ms，大幅增强了程序的可读性。 经过五个多月的试生产，整套设备运行可靠，软件界面友好，操作简单，堆焊层质量稳定，大幅降低对操作人员的技术要求和劳动强度，彻底改变曲面工件耐磨合金表面强化作业的工作环境。