旋转电弧窄间隙MAG焊是一种高效焊接方法,在中厚板的焊接中具有很好的应用前景。窄间隙焊接的难点是如何保证侧壁熔透性,以往通过电弧传感或者视觉传感保证旋转电弧位于坡口的中心,进而确保侧壁熔深。但是,当坡口不规则时(以下简称为变坡口),传统的基于单一传感方法的焊缝跟踪不足以保证坡口侧壁熔深。因此,需要采用多种传感信息融合,对变坡口的焊缝成形进行建模研究,提高焊接质量。本文首先构建焊接系统和相应数据采集、图像采集系统。为了保证多传感信息和侧壁熔深的对应,并针对以往划线针标记方式的不足,本文构建激光划线软硬件系统,标记数据开始采集和结束采集的电弧中心位置,使采集的数据与焊接工件位置同步对应;其次,选用多功能PCI-6251数据采集卡同时采集焊接电流、电弧电压、电弧前方位置三路信号,利用隔离模块提高数据输送的精确度。通过电弧前方位置脉冲信号提取每个旋转周期的焊接电流信号;再次,利用CCD相机触发采集电弧中心及坡口边缘图像,根据已有的被动视觉传感算法获得电弧中心和坡口边缘的图像坐标,然后计算坐标值获得电弧中心到左右侧壁的距离;最后,根据激光标记的位置,对工件进行切割、打磨、腐蚀、图像人机交互处理、数据拟合,得到与采集数据同步的侧壁熔深。为了构建有效的变坡口侧壁熔深预测模型,首先,设计三种坡口形式进行试验,坡口结构为斜坡口、坡口宽度变化、坡口高度变化;其次,通过十字滑块改变焊丝端部到侧壁的距离;最后,对不同坡口形貌的数据进行相关性分析,将坡口形貌、焊接电流I、焊丝端部到侧壁最短距离w组成输入特征向量,侧壁熔深P作为输出特征向量,利用支持向量机中的核函数进行智能建模,得到变坡口下侧壁熔深预测模型,经验证可知预测模型效果良好。相关研究为进一步变坡口下焊缝成形控制奠定基础。