近年来,随着我国区域间经济联系的日益加强以及资源调配强度的不断增大,对我国交通运输的能力与安全提出了更高的要求。尤其对铁路运输而言,随着列车的运载量与运载次数的增加,为了保障列车的运行安全和使用寿命,对轨道焊接接头处的质量提出了更高的要求。目前,常用于钢轨焊接的方法均有一定的不足,因此科研人员提出了更加高效、绿色和节能的焊剂带约束电弧超窄间隙焊接方法。与闪光焊、铝热焊等焊接方法相比较,当采用焊剂带约束电弧超窄间隙焊接方法进行焊接时,由于焊接处的坡口宽度进一步减小,所以整个焊接过程更为复杂,焊接质量易受到各种因素的影响,其中,坡口宽度是影响焊接质量好坏最为重要的因素之一。在采用焊剂带约束电弧超窄间隙焊接技术对焊接母材进行焊接时,如果能够对其焊接坡口的宽度进行准确的检测,便可以及时调整其他焊接参数,从而保证坡口宽度与其他焊接参数相匹配,这对于提高超窄间隙焊接质量和超窄间隙焊接自动化水平均具有重要意义。与其他焊接方法相比较,采用焊剂带约束电弧超窄间隙焊接方法进行焊接作业时,因为焊接处的坡口宽度进一步减小,所以对焊接处坡口宽度的检测难度也急剧增大,使得目前很多坡口宽度的检测方法难以适用。本论文针对人工检测焊剂带约束电弧超窄间隙焊接坡口宽度过程中出现的测量精度不高、测量误差较大等问题,通过结合焊剂带约束电弧超窄间隙焊接技术的焊接工艺与坡口的结构特点,将电涡流传感器应用到超窄间隙焊接坡口宽度检测中,以期能够实现超窄间隙焊接坡口宽度的焊前检测,为进一步实现超窄间隙焊接坡口宽度的实时检测奠定基础。围绕这一目标,本论文开展了以下研究工作:(1)基于现有焊缝坡口宽度的检测方法与电涡流传感器基本理论,结合超窄间隙焊接坡口4-6mm的结构特点,提出了基于电涡流传感器的超窄间隙焊接坡口宽度检测方法,并按照此方法提出了超窄间隙焊接坡口宽度检测系统的实现方案。(2)完成了超窄间隙焊接坡口检测系统传感模块的研制。通过有限元法研究了处于焊缝坡口中的电涡流传感器探头线圈的几何参数对传感器性能的影响,并根据研究所得的结果以及电感线圈的制作工艺,研制了电涡流传感器的探头线圈。根据课题的需求,利用定频调幅法完成了电涡流传感器电路的设计,并对所研制的传感器进行了标定。并采用标定好的传感器开展了动态间隙测量试验,实验结果表明该传感器能够满足本系统的需求。(3)设计并实现了超窄间隙焊接坡口宽度信息采集系统。为了准确、快速地获取焊接过程中的焊接参数,设计了基于LabVIEW平台和数据采集卡USB-6361的超窄间隙焊接信息采集系统。根据课题组前期对超窄间隙焊接过程中电压信号和电流信号的研究,选取了适用于采集电压信号和电流信号的传感器,并依此完成了信号采集程序的编写(如数据读取模块、存储模块等)。此外,还利用该信息采集系统采集了坡口宽度,并对超窄间隙焊接坡口宽度检测系统的测量误差进行了分析。实验结果表明,与人工获取超窄间隙焊接坡口宽度的方法相比,基于电涡流传感器的超窄间隙焊接坡口宽度检测系统获取的坡口宽度信息不受工作人员操作失误的影响,获取的坡口宽度的精度更高、准确性较好。