在工业制造的精密链条中，焊接环节如同决定产品品质的 “咽喉要道”。作为高效焊接工艺的代表，埋弧焊凭借熔敷效率高、焊缝成型美观、烟尘污染低等优势，深度嵌入船舶制造、压力容器及管道工程等关键领域。然而，传统埋弧焊模式下，人工操作主导的焊接流程在复杂工况前暴露出明显短板 —— 焊缝偏移、熔深不均等问题频发，成为制约生产效能提升的瓶颈。焊缝跟踪技术的革新突破，正为埋弧焊自动化升级开辟新路径。
一、埋弧焊工艺的技术特质和应用瓶颈
埋弧焊依托焊剂层下的电弧燃烧实现焊接，这一工艺特性既构筑了技术优势，也衍生出两大核心挑战：
（一）焊缝可视化盲区
焊剂层的物理屏障隔绝了熔池的直接观测，操作者难以实时捕捉焊缝动态，只能凭借经验判断焊枪位置。这种 “经验依赖型” 操作模式在复杂坡口焊接中存在显著局限性。
（二）动态工况适应性瓶颈
实际生产中，工件装配公差、焊接热变形等因素导致焊缝路径偏离设计轨迹。传统人工跟踪模式在厚板多层焊作业时，累计误差可能引发未熔合、气孔等致命缺陷，严重影响结构件安全性能。
二、智能跟踪系统的技术解构
现代焊缝跟踪系统构建起 “感知 - 决策 - 执行” 的智能闭环，通过多技术协同实现精准控制：
（一）感知层：多元传感技术
激光视觉传感：采用结构光投射原理，激光条纹在焊缝表面形成变形光带，高速摄像机捕捉图像后，经边缘检测算法解析坡口几何参数（宽度、深度、错边量）。
电弧信号分析：利用焊接电流 - 电压的动态波动特征，建立电弧偏移量与电参数的映射模型，实现非接触式位置监测。
（二）决策层：智能控制算法
传感器数据经卡尔曼滤波降噪后，通过混合控制策略计算纠偏参数。神经网络算法可基于历史焊接数据预测热变形趋势，提前规划焊枪运动轨迹。
（三）执行层：精密驱动机构
伺服电机驱动的焊枪调节系统具备 0.1mm 级定位精度，通过横向 / 纵向联动控制，实现电弧轴线与焊缝中心线的动态对齐。液压驱动系统则在重载工况下展现更强抗干扰能力。
三、应用场景
技术落地已在典型制造场景中展现显著价值：
（一）场景应用
船舶分段焊接：在千米级甲板拼接作业中，自动跟踪系统连续运行 8 小时无偏差，较人工操作效率提升 40%。
风电塔筒制造：针对锥型筒体螺旋焊缝，系统实时匹配曲率变化，熔合线直线度误差控制在 ±0.5mm 以内。
（二）效益分析
质量提升：缺陷率从 12% 降至 4% 以下，返修成本降低 65%
效率突破：单件生产周期缩短 35%，设备利用率提升至 92%
成本优化：减少 3 名专职焊工配置，年综合成本下降 28%
焊缝跟踪技术的革新正在重塑埋弧焊工艺的技术边界。从 “经验驱动” 到 “数据智能” 的转型，不仅破解了传统焊接的精度困局，更为高端装备制造注入了可靠的质量基因。随着感知技术与 AI 算法的深度耦合，埋弧焊正迈向 “自主规划、精准执行、智能诊断” 的全自动化新范式，为智能制造产业升级提供核心技术支撑。
