焊接作为一种非常重要的热加工工艺方法,在某些制造行业占据着不可替代地位。“高质量、低成本、自动化”将成为未来焊接技术研究和发展的前沿和热点,因此,对于焊接质量实施在线监测与控制则显得尤为重要。根据电弧等离子体光谱产生的物理机制,利用光谱信息技术可对弧光信号进行提纯并分离出品质优越的、反映焊接质量信息的光谱信号,与其它电弧信息传感方法相比,光谱信息技术具有信息丰富、灵敏度高、响应速度快、抗干扰能力强等特点。本文通过对电弧等离子体光谱辐射的机制和分布特点的分析,对试验采集得到的TIG焊、MIG焊光谱进行标定,确定了Fe和Ar两种原子的谱线作为研究对象,运用玻尔兹曼图解法和Abel逆变换计算了等离子体温度、电弧光辐射谱空间分布等用来表征电弧等离子体特性的重要参数。在试验中,我们利用光谱仪对锈斑和气流量变化两种干扰因素下TIG焊的特征谱段光谱与正常焊接情况下的进行采集对比,发现不同干扰因素在光谱信号中能够得到反映,并且不同干扰因素在特征谱段的反映具有自身特点,可以据此对干扰因素进行分类判识。基于以上研究,我们还设计开发出了一套更为实用的电弧光谱传感采集与分析系统,并将其应用在不同焊接参数下MIG焊光谱采集试验中,结果表明这套采集分析系统对MIG焊熔滴过渡形式、电弧长短变化、元素浓度变化等均有准确判断。本文为焊接质量在线检测与控制提供了一个崭新的方法。