本文首先介绍了CO₂焊接在焊接领域的应用、发展历史、现状及发展前景。接着阐述了CO₂焊接的特点、目前国内外的研究现状。 介绍了波形控制CO₂逆变焊机控制系统的研制，详细阐述了总体方案的制定、硬件研制及软件的编写与调试。在短路过渡的CO₂焊接过程中其飞溅大、焊缝成形差的缺点阻碍了它的推广应用。为了满足CO₂焊的要求，研制了一套IGBT逆变式的波形控制CO₂焊系统。选取IGBT为主控开关功率转换器件，采用输出功率较大的全桥式逆变结构，配以高频变压器和输出电抗器组成了本系统的主电路系统，讨论了高频变压器的设计要点。控制电路以16位高性能单片机80C196KC为核心，对整个电源进行实时精确闭环控制，文中采用了目前比较常用的脉宽调制方法来控制焊机的输出特性，单片机输出的控制量经D／A转换后，通过脉宽调制芯片SG3525调制出两路互不重叠的触发脉冲，再经IGBT专用驱动模块进行功率放大后触发IGBT，以实现功率的输出。系统实时对输出电流进行采样，并将采样结果送入单片机进行A／D转换，在单片机内部实现离散PI算法后，输出相应的控制量来调节脉宽调制芯片的输出脉宽，进而调整输出电流，以此来达到控制焊机外特性的目的。利用波形控制逆变电源控制参数多，可控性好的特点，解决了CO₂焊过程飞溅大、焊缝成形差的缺点。本文还详细阐述了单片机的资源分配，外围电路的功能、作用等。保护电路主要涉及到过流保护、过热保护、过压以及欠压保护等。 通过对CO₂焊的电流波形控制方法探讨，提出了适合于CO₂焊接过程的短路阶段和燃弧阶段的控制策略。对波形控制参数：短路前期小电流时间、短路电流上升率di／dt、短路电流最大值、燃弧大电流、燃弧小电流对焊接飞溅、焊缝成形及电弧电压和焊接电流的影响规律进行实验研究。 在焊机的主电路和控制电路部分都进行了可靠性与抗干扰设计。系统分析了可能影响焊机正常工作的各种干扰及其产生原因，并在原理图设计及程序编制的过程中采取了相应的软硬件抗干扰措施。所采取的硬件措施主要包括：屏蔽技术、光耦技术、滤波技术、隔离接地技术等；采取的软件措施主要有：看门狗、冗余指令、数字滤波等。 最后，对所设计的电路进行了实验分析，结果表明，控制电路及软件设计合理，运行可靠。