现阶段我国在针对复杂钢结构焊接时仍然是以人工焊接为主,尤其是在面对复杂钢结构中存在的立直角型钢结构时存在着焊接自动化程度低和焊接质量差等问题,轨迹识别和焊枪姿态识别在实际应用中的效果还不尽人意。其主要原因在于立直角为复杂型结构件,装夹难度大,立直角拐点位姿变化复杂,焊缝形状难以保持,同时立焊过程中重力也影响其焊接效果,以至于焊缝轨迹识别困难及立直角焊缝成形质量差。因此,急需研发出一种针对复杂钢结构的自动焊接机器人,实现立直角焊缝的自动跟踪焊接。建立在立焊V型坡口中,焊枪离工件底端焊缝中线位移变化对焊接电流影响的焊接电流模型,然后再将熔覆铁水下淌的厚度考虑进去建立新的焊接电流模型,对其焊接电流仿真图进行对比分析,发现熔覆铁水下淌会影响焊接电流的波动,为下一步对电弧信号的分析打下理论基础。结合单一滤波算法各自的优势,提出了一种中值、巴特沃斯、小波去噪的组合滤波算法,大大提高电弧信号的精确度。在滤波后的基础上采用多重分形谱分析方法对电弧信号的整体特征进行了剖析,分析对比平焊与立焊不同的焊枪倾角下电弧信号整体特征信息,优化出最佳焊枪倾角参数,最大程度上消除重力作用导致的熔覆铁水下淌对焊缝跟踪及焊接成形质量的影响。并且为了提高工业上复杂钢结构焊接自动化程度,对立焊焊缝跟踪过程中焊枪倾角的可达范围进行了研究,进而实验分析出能达到焊接质量要求下的立焊焊枪倾角范围。分别在不同参数下对立直角拐点进行了熔滴过渡分析、电弧信号分析、焊接成形质量分析等,对立直角焊接参数实施了优化,最大程度上使焊接效率提高。并且,对立直角焊缝跟踪中圆滑过渡的曲率大小进行了实验研究,找出最合适的圆滑过渡的曲率大小,在一定程度上能指导工业应用。