铸钢件作为一种金属结构件,在电站设备、铁路机车、建筑、工程机械制造等领域发挥着重要的作用。在铸钢件产品的生产应用中节点连接工艺对其整个产品质量有着巨大影响,目前多采用焊接作为节点的连接工艺,但由于铸钢件坡口较深,传统焊接方法容易产生电弧攀升,使得接头质量不理想并且效率较低。而焊剂片约束电弧超窄间隙焊接方法由于其线能量低、生产效率高、接头质量好等优点,适合铸钢件的连接。因此,研制了一套基于焊接带约束电弧超窄间隙焊接方法的铸钢件钢管自动化连接装置,为了确定装置的工艺参数保证焊接质量,在使用相同工艺的实验平台上,进行了焊接实验,并利用实验所产生的数据搭建了质量预测模型以对质量进行快速地无损预测。铸钢件钢管连接坡口较窄,传统柱状焊枪无法满足其使用要求,结合超窄间隙焊接工艺,设计了板状焊枪以及行走装置,以焊件侧壁作为轨道进行移动焊接。这种结构设计的优点是体积小、安装方便,便于焊后进行打磨与清渣,同时也可以适应不同的焊件形貌。结合机械结构设计,在原弧焊电源的基础上搭建了以PLC为控制器的控制系统,并将参数设定和行走机构控制分别集成到上位机触摸屏和手柄盒上,以此提高装置的参数设置效率和行走自动化水平。控制系统硬件设计方面主要完成了行走装置模块和控制模块的设计;软件方面,完成了上位机触摸屏参数设定程序以及手柄盒控制程序设计。系统可以根据测量的坡口宽度,调整不同的工艺参数,以适应不同工况下的焊接。为了寻找适合超窄间隙焊接的工艺参数并为后续研究提供数据基础,制作了焊接试样,在使用相同工艺的焊接试验装置上进行试验,通过传感器、数据采集卡及计算机软件,对焊接过程中的焊接电流与电弧电压进行同步采集,并对试样的剖面质量进行评估与标记。对实验所采集的数据进行分析后,提取出了电弧电压与焊接电流的时间序列数据,对数据进行处理并与标记对应,基于深度学习理论,搭建了超窄间隙焊接质量评估模型,对焊接质量进行预测。通过对不同坡口宽度的预测性能准确率进行分析,并与全连接神经网络、SVM、基于特征提取的全连接神经网络等模型进行了相同实验条件下的性能对比后,得出基于时间序列的质量预测模型具有较高的准确率与时效性,为焊接的质量在线预测奠定了基础。