实现焊接自动化的两个主要难题是：焊缝跟踪和焊接质量控制。其中焊缝跟踪是保证焊接质量的前提，所以实现焊缝的自动跟踪就成为首先要解决的问题。一个焊缝跟踪系统包括以下两个主要的方面：传感器与控制器。传感器根据传感方式的不同可以分为附加式传感器和电弧传感器两大类。传统的焊缝跟踪传感器多数是属于附加式。例如，接触式传感器、电磁传感器和各种光学传感器，这类传感器都在焊炬上固定一个附加的机械、电磁或光学装置，用于检测焊缝的相对位置，其共同的问题就是传感器与电弧是分离的，有复杂的附加装置，应用起来不方便，效果也不够理想。而电弧传感器利用电弧本身作为传感器，根据焊接电弧的基本特性提取焊接过程中的电流或电压变化量作为传感器信号。因此，与附加式传感器相比，电弧传感器有其独特的优势：

    (1)检测点就是焊接点，不存在传感器先行的问题，是完全实时的传感器。<BR>(2)焊接机头周围不需要装备其他特别的装置，焊枪的可达性好。<BR>(3)由于电弧本身作为传感器，所以不受焊丝弯曲和磁偏吹等引起电弧偏移的影响。<BR>(4)不仅可以跟踪传感，保证焊接参数的稳定，而且还可以改善焊缝的成形效果。<BR>(5)抗光、电磁、热的干扰，使用寿命长。

    正是有这些优点使电弧传感器已经成为近些年来弧焊自动跟踪发展的热点，但我国电弧传感器的实用化还在起步阶段。

    一、电弧传感器的原理

    以电或机械方法使焊接电弧摆动，检测焊接电流、电压的变化，来判断摆动中心是否偏离坡口中心，并进行修正。

    使电弧摆动的方法有机械式、电磁式和射流式。摆动轨迹可分为直线往复运动、圆弧运动和旋转运动。在使用双丝并列焊接时，也可不作摆动。为焊枪导电嘴与工件表面距离变化引起焊接参数变化的过程，E为电源外特性，C为等熔化曲线，l为电弧静特性曲线。以平外特性电源、等速送丝调节系统为例，在稳定焊接状态时，电弧工作点为A０，弧长l０，干伸长随之变化，对应的等熔化曲线为C０，电流为I０。当焊枪与工件表面距离发生阶跃变化增大到H１时，弧长突然被拉长为l１，此时干伸长还来不及变化，电弧随即在新的工作点燃烧，电流突变为I１。但经过一定时间的电弧自调节作用后，弧长逐渐变短，干伸长增大，最后电弧稳定在一个新的工作点A２、弧长l２上，对应的等熔化曲线C２、电流I２，结果是干伸长和弧长都比原来增加。在上述变化中，有两个状态过程即调节过程的动态变化(ΔId)和新的稳定点建立后的静态变化(ΔIs)。动态变化的原因是焊丝熔化速度受到限制，不能跟随焊炬高度的突变，静态变化的原因是由于电弧的自身调节特性。

    由以上所述，当电弧沿着焊缝的垂直方向扫描，焊接电流将随着扫描引起的焊矩高度变化而变化，从而获得焊缝坡口信息，达到传感的目的。

    二、电弧传感器的研究及应用现状

    1.电弧传感器的类型

    目前电弧传感器在实用中主要有以下几种类型：

    (1)非扫描双丝并列型该类型是利用电弧的静态特性，当焊炬不对中时，两电弧的高度不同将反映在电流(电压)差上，从而实现焊缝跟踪。