一种螺旋埋弧钢管焊接工艺评定方法

摘要

本发明公开了一种螺旋埋弧焊管工艺评定方法,按照如下步骤：使管材段沿圆周周向旋转并沿管材段轴线方向平移，通过周向旋转与轴线方向平移合成螺旋线运动；使焊枪在管材段螺旋线上进行多自由度多丝埋弧内外焊；采用激光跟踪系统、数字化焊接电源系统、焊接参数实时采集与记录系统、交流伺服驱动系统，实时检测与记录焊缝的焊接位置、焊接参数、坡口尺寸及焊道形貌的，实现螺旋埋弧焊管工艺评定。

说明书

技术领域：

本发明属于螺旋埋弧钢管焊接工艺技术领域，涉及一种螺旋埋弧焊管工艺评 定方法。

背景技术：

油气输送用螺旋埋弧焊管是国内外管道建设主要产品之一。根据石油输送用 钢管技术规格书及技术条件要求，生产前必须在钢管上或采用相同合金系的平板 进行焊接工艺评定，以确保焊缝质量。

目前，在钢管上进行焊接工艺评定需制管工厂进行预生产，但由于实际生产 线较长，完成焊接工艺评定需要大量的人力物力，并在焊接参数调节过程造成大 量管材的浪费等。采用平板对接进行焊接工艺评定，其无法模拟现场焊接时管材 真实受力状态、焊接温度场及焊枪在螺旋缝上的空间位置，其参数调整量和焊缝 形貌的控制与实际生产存在一定的差异。这就需要一种可在实验室进行螺旋埋弧 焊管工艺评定方法，确保与实际生产紧密结合，焊接过程不但可以真实代表管材 真实状态，同时根据焊管规格可在螺旋线上的空间调节焊枪位置，最终通过焊接 工艺评定，可优化焊道形貌确保焊缝质量，而且可以节约大量人力财力，减少管 材的消耗等。

发明内容：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种螺旋埋弧焊管工艺评 定方法,克服了生产线上采用钢管或实验室采用平板进行焊接工艺评定的缺点。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：

采用约2米的螺旋缝管段，通过管段的周向旋转与轴向平移合成螺旋线，同 时通过调节焊枪在螺旋线上的空间位置，可完成不同规格螺旋埋弧焊钢管的工艺 评定。由于该焊接工艺评定方法完全模拟了管材在实际生产焊接过程中的应力状 态、焊接温度场及焊枪位置，其焊接参数的调整与实际生产线基本一致，所以其 结果用于实际螺旋管生产中，具有较好的吻合性。最终通过评定的焊接工艺，能 够确保实际生产的螺旋缝管材的焊缝质量，而且可节约大量人力物力，减少管材 的消耗等。

本发明采用的技术方案：

使管材段沿圆周周向旋转并沿管材段轴线方向平移，通过周向旋转与轴线方 向平移合成螺旋线运动；使焊枪在管材段螺旋线上进行多自由度多丝埋弧内外 焊；采用激光跟踪系统、数字化焊接电源系统、焊接参数实时采集与记录系统、 交流伺服驱动系统，实时检测与记录焊缝的焊接位置、焊接参数、坡口尺寸及焊 道形貌的，实现螺旋埋弧焊管工艺评定。

本发明的螺旋埋弧焊管工艺评定方法使焊接时管材应力状态及焊接温度场 与实际情况基本一致；采用管材段沿周向旋转与轴向平移，实现螺旋运动；采用 多自由度多丝埋弧内外焊机头，实现焊枪在螺旋线上空间位置的调整；采用激光 跟踪系统、数字化焊接电源系统、焊接参数实时采集与记录系统及交流伺服驱动 系统，实现焊缝自动跟踪以及焊接位置、焊接参数、坡口尺寸及焊道形貌的实时 检测与记录。

所述的螺旋缝管段长2000-2400mm,管径为Φ508mm-Φ1422mmm，壁厚小于等 于25.4mm。

所述的周向旋转与轴向平移是指管段在焊接台车上进行周向旋转的同时与 台车一起在轨道上沿管段轴线方向进行平移运动，其周向旋转速度和轴向平移速 度取决于螺旋线焊接速度与钢管的螺旋角度。

所述的焊接台车主要由钢管支撑旋转辊机构、钢管防窜压紧机构、焊接电刷 组、台车驱动机构、旋转驱动机构、防窜压紧驱动气缸组、电刷驱动气缸组成。 焊接过程台车在轨道上直线匀速运动的同时，其钢管支撑旋转辊进行周向旋转。

所述的多自由度为机头可在水平-垂直方向直线运动，同时可在水平面与垂 直面旋转，并且调节焊枪可单独调节焊丝的间距、高度、前后倾角及左右位置。

所述的多丝埋弧为外焊双丝，内焊3丝。

所述的焊枪在螺旋线上的空间位置的调节为焊枪螺旋线上调节水平旋转角 度、焊枪侧倾旋转角度、焊枪前后与上下位置、焊丝前后倾角、焊丝间距、焊丝 干伸长量及焊丝在螺旋线上偏离钢管水平位置的距离或弧长（外焊为偏离管体外 上水平位置,内焊为偏离管体内下水平位置）。

本发明具有的优点和效果：

1、本发明可在实验室采用螺旋管段代替平板进行焊接工艺评定焊。

2、本发明焊接过程管段的运动方式为周向旋转与轴向平移，其驱动均采用 交流伺服驱动系统，合成的螺旋运动速度精度高。

3、本发明激光跟踪系统、数字化逆变焊接电源系统、焊接参数实时采集与 记录系统及交流伺服驱动系统，实验过程可实现焊缝自动跟踪以及焊接位置、焊 接参数、坡口尺寸、焊道形貌的实时检测与记录。

附图说明：

图1是多功能多丝埋弧焊接装置的整体结构示意图。

图2是图1的俯视图。

图3是外焊主机与多自由度6丝埋弧外焊与MAG外焊机头结构主视图。

图4是图3的左视图。

图5是图3的俯视图。

图6是多自由度6丝埋弧外焊与MAG外焊机头水平旋转示意图。

图7是多自由度6丝埋弧外焊与MAG外焊机头侧倾示意图。

图8是内焊机构与4丝直缝埋弧内焊机头结构示意图。

图9是图8的俯视图。

图10是3丝螺旋埋弧内焊机头结构示意图。

图11是TIG/MIG组合内焊机头结构示意图。

图12是多功能台车机构主视图。

图13是图12的俯视图。

附图说明：1、焊接辅助台架；2、外焊主机；3、多自由度6丝埋弧外焊与 MAG外焊机头；4、内焊升降立柱；5、内焊升降悬臂；6、内焊三维调节机构；7、 4丝直缝埋弧内焊机头；8、3丝螺旋埋弧内焊机头；9、TIG/MIG组合内焊机头； 10、多功能焊接台车；11、数字化SAW焊机；12、MAG外焊焊机；13、TIG内焊 焊机；14、MIG内焊焊机；15、MAG外焊水冷箱；16、TIG/MIG内焊水冷箱；17、 MIG内焊送丝机；18、SAW内焊送丝机；19、外焊焊剂大料斗；20、外焊送丝盘； 21、内焊焊丝盘；22、焊剂供给装置；23、焊剂回收装置；24、气保焊气体配比 柜；25、外焊控制台；26、内焊控制台；27、焊接轨道；2-1、外焊主机横移底 座；2-2、外焊主机立柱；2-3、外焊主机焊悬臂；2-4、外焊主机驱动机构；2-5、 底座直线导轨；2-6、底座丝杠丝母；2-7、立柱直线导轨；2-8、立柱丝杠丝母； 3-1、外焊机头水平旋转机构；3-2、外焊机头侧倾机构；3-3、外焊水平微调移 动机构；3-4外焊垂直微调移动机构；3-5、外焊微调驱动伺服电机；3-6、6丝 SAW外焊送丝机构弧形支架；3-7、6丝SAW外焊送丝机安装固定机构；3-8、6 丝SAW外焊送丝机；3-9、MAG外焊送丝机；3-10、6丝SAW外焊丝矫直器；3-11、 MAG外焊丝矫直器；3-12、6丝SAW外焊送丝弹簧管；3-13、MAG外焊送丝弹簧 管；3-14、6丝SAW外焊焊枪；3-15、MAG外焊水冷焊枪；3-16、6丝SAW外焊 机构拐型连接件；3-17、MAG外焊机构连接件；3-18、6丝SAW外焊焊枪前后倾 角及间距调整机构；3-19、MAG外焊垂直位置调节机构；3-20、埋弧焊激光跟踪 监测系统；3-21、焊剂小料斗；3-22、焊剂回收嘴；4-1、内焊升降立柱架；4-2、 内焊立柱底座；4-3、内焊升降立柱驱动机构；5-1、内焊升降悬臂梁；5-2、内 焊升降悬臂左侧滑动机构；5-3、内焊升降悬臂右侧滑动机构；6-1、内焊三维调 节机构X轴滑架；6-2、内焊三维调节机构Y轴滑架；6-3、内焊三维调节机构 Z轴滑架；7-1、4丝直缝埋弧内焊焊枪；7-2、4丝直缝埋弧内焊焊枪前后倾角 及间距调整机构；7-3、4丝直缝埋弧内焊焊枪随动机构；7-4、4丝直缝埋弧内 焊激光指示灯；7-5、4丝直缝埋弧内焊视频器；7-6、4丝直缝埋弧内焊焊剂供 给料斗；7-7、4丝直缝埋弧内焊焊剂回收嘴；7-8、4丝直缝埋弧内焊连接板； 8-1、3丝螺旋埋弧内焊焊枪；8-2、3丝螺旋埋弧内焊焊剂船；8-3、3丝螺旋埋 弧内焊焊枪前后倾角及间距调整机构；8-4、3丝螺旋埋弧内焊焊枪水平旋转机 构；8-5、3丝螺旋埋弧内焊焊枪侧倾机构；8-6、3丝螺旋埋弧内焊激光指示灯； 8-7、3丝螺旋埋弧内焊视频监视器；8-8、3丝螺旋埋弧内焊焊剂供给料斗；8-9、 3丝螺旋埋弧内焊焊剂回收嘴；8-10、3丝螺旋埋弧内焊连接板；9-1、MIG水 冷焊枪；9-2、MIG焊枪升降机构；9-3、MIG焊枪摆动机构；9-4、TIG水冷焊枪； 9-5、TIG送丝管；9-6、TIG焊送丝机；9-7、TIG焊枪摆动机构；9-8、TIG焊 枪弧压调节机构；9-9、TIG/MIG内焊连接板；10-1、平板焊接工作台；10-2、 钢管支撑与旋转辊机构；10-3、钢管防窜压紧机构；10-4焊接导电刷组；10-5、 台车车架；10-6、台车驱动机构；10-7、旋转辊驱动机构；10-8、气缸组；10-9、 台车行走辊轮。

具体实施方式：

实施例1：进行Φ1422×21.4mm螺旋缝钢管实例

如图1至图13所示，一种多功能多丝埋弧焊接装置，包括焊接辅助台架1、 外焊主机2、多自由度6丝埋弧外焊与MAG外焊机头3、内焊升降立柱4、内焊 升降悬臂5、内焊三维调节机构6、4丝直缝埋弧内焊机头7、3丝螺旋埋弧内焊 机头8、TIG/MIG组合内焊机头9、多功能焊接台车10、数字化SAW焊机11、MAG 外焊焊机12、TIG内焊焊机13、MIG内焊焊机14、MAG外焊水冷箱15、TIG/MIG 内焊水冷箱16、MIG内焊送丝机17、SAW内焊送丝机18、外焊焊剂大料斗19、 外焊送丝盘20、内焊焊丝盘21、焊剂供给装置22、焊剂回收装置23、气保焊气 体配比柜24、外焊控制台25、内焊控制台26、焊接轨道27。

所述数字化SAW焊机11、MAG外焊焊机12、MAG外焊水冷箱15、外焊焊剂 大料斗19、外焊送丝盘20、焊剂供给装置22分别固定于焊接辅助台架1上方； 外焊主机2安装于焊接辅助台架1的左下方；多自由度6丝埋弧外焊与MAG外焊 机头3通过外焊机头水平旋转机构3-1与外焊主机2的外焊主机焊悬臂2-3联接， 每把焊枪可在空间位置前后、左右及上下移动，同时还可在水平面与垂直面旋转； 内焊升降立柱4安装固定于焊接辅助台架1右前方；内焊升降悬臂5通过内焊升 降悬臂左侧滑动机构5-2和内焊升降悬臂右侧滑动机构5-3与内焊升降立柱4相 联接，并伸向左方；内焊三维调节机构6、4丝直缝埋弧内焊机头7依次通过螺 杆安装固定在内焊升降悬臂5左端；3丝螺旋埋弧内焊机头8、TIG/MIG组合内 焊机头9分别通过3丝螺旋埋弧内焊连接板（8-10）和TIG/MIG内焊连接板9-9 安装于内焊三维调节机构6的左端；焊接轨道27安装于多自由度6丝埋弧外焊 与MAG外焊机头的正下方，并一直延伸到和内焊升降立柱4的正前方，焊接轨道 27由两条平行轨道组成；多功能焊接台车10放置于焊接轨道27之上，可在导 轨上无级变速直线运动；TIG内焊焊机13、MIG内焊焊机14、TIG/MIG内焊水冷 箱16、气保焊气体配比柜24分别固定于焊接辅助台架1后下方；MIG内焊送丝 机17和SAW内焊送丝机18分别安装固定于内焊升降悬臂5内；内焊焊丝盘21 安装固定于内焊升降立柱4右方；焊剂回收装置23安装固定于焊接辅助台架1 右方；外焊控制台25和内焊控制台26分别固定于多自由度6丝埋弧外焊与MAG 外焊机头3以及4丝直缝埋弧内焊机头7外侧，并与多功能焊接台车10保留 20-30mm位置。

所述外焊主机2、多自由度6丝埋弧外焊与MAG外焊机头3、多功能焊接台 车10、数字化SAW焊机11、MAG外焊焊机12、MAG外焊水冷箱15、焊剂供给装 置22、焊剂回收装置23、气保焊气体配比柜24分别与外焊控制台25相联接； 内焊升降立柱4、内焊升降悬臂5、内焊三维调节机构6、4丝直缝埋弧内焊机头 7、3丝螺旋埋弧内焊机头8、TIG/MIG组合内焊机头9、多功能焊接台车10、TIG 内焊焊机13、MIG内焊焊机14、TIG/MIG内焊水冷箱16、MIG内焊送丝机17、 SAW内焊送丝机18、焊剂供给装置22、焊剂回收装置23、气保焊气体配比柜24 分别与内焊控制台26相联接。

如图3至图5所示，外焊主机2主要包括外焊主机横移底座2-1、外焊主机 立柱2-2、外焊主机焊悬臂2-3、外焊主机驱动机构2-4、底座直线导轨2-5、底 座丝杠丝母2-6、立柱直线导轨2-7、立柱丝杠丝母2-8等构造。其中，外焊主 机立柱2-2安装于外焊主机横移底座2-1上方，并与底座直线导轨2-5和底座丝 杠丝母2-6联接，外焊主机立柱2-2可在外焊主机横移底座2-1上方前后移动； 外焊主机焊悬臂2-3安装于外焊主机立柱2-2前方，并与立柱直线导轨2-7和立 柱丝杠丝母2-8联接，外焊主机焊悬臂2-3可在外焊主机立柱2-2前方上下移动； 外焊主机驱动机构2-4分别安装于外焊主机横移底座2-1后方和外焊主机立柱 2-2上方。所述外焊主机2用于连接支撑多自由度6丝埋弧外焊与MAG外焊机头 3，并可对焊接位置进行水平-垂直方向上的粗调。

为可满足平板对接焊、直缝/螺旋缝焊管外焊、不锈钢复合焊管外焊机头的 位置参数、焊枪位置参数及焊接工艺的调整要求，本实施例提供的多功能多丝埋 弧焊接装置包含多自由度6丝埋弧外焊与MAG外焊机头3。

如图3至图7所示，所述多自由度6丝埋弧外焊与MAG外焊机头3包括外焊 机头水平旋转机构3-1、外焊机头侧倾机构3-2、外焊水平微调移动机构3-3、 外焊垂直微调移动机构3-4、外焊微调驱动伺服电机3-5、6丝SAW外焊送丝机 构弧形支架3-6、6丝SAW外焊送丝机安装固定机构3-7、6丝SAW外焊送丝机 3-8、MAG外焊送丝机3-9、6丝SAW外焊丝矫直器3-10、MAG外焊丝矫直器3-11、 6丝SAW外焊送丝弹簧管3-12、MAG外焊送丝弹簧管3-13、6丝SAW外焊焊枪3-14、 MAG外焊水冷焊枪3-15、6丝SAW外焊机构拐型连接件3-16、MAG外焊机构连接 件3-17、6丝SAW外焊焊枪前后倾角及间距调整机构3-18、MAG外焊垂直位置调 节机构3-19、埋弧焊激光跟踪监测系统3-20、焊剂小料斗3-21、焊剂回收嘴3-22。

其中，外焊水平微调移动机构3-3安装固定于外焊机头水平旋转机构3-1上 方；外焊垂直微调移动机构3-4安装固定于外焊水平微调移动机构3-3上方；外 焊微调驱动伺服电机3-5分别安装固定于外焊水平微调移动机构3-3的后方和外 焊垂直微调移动机构3-4的上方；外焊机头侧倾机构3-2安装固定于外焊垂直微 调移动机构3-4的前方；6丝SAW外焊送丝机构弧形支架3-6通过6丝SAW外焊 机构拐型连接件3-16与外焊机头侧倾机构3-2相联接；6丝SAW外焊送丝机3-8 通过6丝SAW外焊送丝机安装固定机构3-7与6丝SAW外焊送丝机构弧形支架 3-6相联接；6丝SAW外焊焊枪前后倾角及间距调整机构3-18安装固定于6丝 SAW外焊机构拐型连接件3-16的下方；6丝SAW外焊丝矫直器3-10、6丝SAW外 焊送丝弹簧管3-12依次安装固定于6丝SAW外焊送丝机3-8与6丝SAW外焊焊 枪前后倾角及间距调整机构3-18之间；6丝SAW外焊焊枪3-14安装在6丝SAW 外焊焊枪前后倾角及间距调整机构3-18前方，并与6丝SAW外焊送丝弹簧管3-12 相联接；焊剂小料斗3-21安装固定在埋弧焊激光跟踪监测系统3-20的左前侧； 焊剂回收嘴3-22安装固定于6丝SAW外焊焊枪前后倾角及间距调整机构3-18的 右前侧；MAG外焊送丝机3-9通过MAG外焊机构连接件3-17安装固定于6丝SAW 外焊机构拐型连接件3-16的左侧；MAG外焊丝矫直器3-11安装固定于MAG外焊 送丝机3-9上方；MAG外焊送丝弹簧管3-13、MAG外焊水冷焊枪3-15依次安装 在MAG外焊送丝机3-9下方，并通过MAG外焊垂直位置调节机构3-19与6丝SAW 外焊机构拐型连接件3-16左侧相联接。

如图8和图9所示，所述内焊升降立柱4包括内焊升降立柱架4-1、内焊立 柱底座4-2、内焊升降立柱驱动机构4-3。其中，内焊升降立柱架4-1安装固定 在内焊立柱底座4-2上方；内焊升降立柱驱动机构4-3分别安装于内焊升降立柱 架4-1的左上方和右上方位置。

如图8和图9所示，所述内焊升降悬臂5包括内焊升降悬臂梁5-1、内焊升 降悬臂左侧滑动机构5-2、内焊升降悬臂右侧滑动机构5-3。其中，内焊升降悬 臂梁5-1通过内焊升降悬臂左侧滑动机构5-2和内焊升降悬臂右侧滑动机构5-3 安装固定在内焊升降立柱架4-1上。

如图8和图9所示，所述内焊三维调节机构6包括内焊三维调节机构X轴滑 架6-1、内焊三维调节机构Y轴滑架6-2、内焊三维调节机构Z轴滑架6-3。其 中，内焊三维调节机构X轴滑架6-1、内焊三维调节机构Y轴滑架6-2、内焊三 维调节机构Z轴滑架6-3依次安装固定在内焊升降悬臂梁5-1的左侧。

为满足直缝焊管内焊机头的位置参数、焊枪位置参数及焊接工艺调整的要 求，本实施例公开的多功能多丝埋弧焊接装置安装有4丝直缝埋弧内焊机头7。 如图8和图9所示，所述4丝直缝埋弧内焊机头7包括4丝直缝埋弧内焊焊枪 7-1、4丝直缝埋弧内焊焊枪前后倾角及间距调整机构7-2、4丝直缝埋弧内焊焊 枪随动机构7-3、4丝直缝埋弧内焊激光指示灯7-4、4丝直缝埋弧内焊视频器 7-5、4丝直缝埋弧内焊焊剂供给料斗7-6、4丝直缝埋弧内焊焊剂回收嘴7-7、 4丝直缝埋弧内焊连接板7-8。

其中，4丝直缝埋弧内焊焊枪7-1安装在4丝直缝埋弧内焊焊枪前后倾角及 间距调整机构7-2上；4丝直缝埋弧内焊焊枪随动机构7-3安装于4丝直缝埋弧 内焊焊枪前后倾角及间距调整机构7-2后方；4丝直缝埋弧内焊焊剂回收嘴7-7 安装固定在4丝直缝埋弧内焊焊枪前后倾角及间距调整机构7-2的前方；4丝直 缝埋弧内焊激光指示灯7-4、4丝直缝埋弧内焊视频器7-5、4丝直缝埋弧内焊焊 剂供给料斗7-6安装固定在4丝直缝埋弧内焊焊枪前后倾角及间距调整机构7-2 与4丝直缝埋弧内焊焊枪随动机构7-3之间；4丝直缝埋弧内焊连接板7-8安装 固定在4丝直缝埋弧内焊机头7后方，用于联接4丝直缝埋弧内焊机头7与内焊 三维调节机构6。

本实施例的多功能多丝埋弧焊接装置设置有3丝螺旋埋弧内焊机头8，可以 满足螺旋埋弧焊管内焊机头位置参数、焊枪位置参数及焊接工艺的调整要求。如 图10所示，所述3丝螺旋埋弧内焊机头8包括3丝螺旋埋弧内焊焊枪8-1、3丝 螺旋埋弧内焊焊剂船8-2、3丝螺旋埋弧内焊焊枪前后倾角及间距调整机构8-3、 3丝螺旋埋弧内焊焊枪水平旋转机构8-4、3丝螺旋埋弧内焊焊枪侧倾机构8-5、 3丝螺旋埋弧内焊激光指示灯8-6、3丝螺旋埋弧内焊视频监视器8-7、3丝螺旋 埋弧内焊焊剂供给料斗8-8、3丝螺旋埋弧内焊焊剂回收嘴8-9、3丝螺旋埋弧内 焊连接板8-10。

其中，3丝螺旋埋弧内焊焊枪8-1安装在3丝螺旋埋弧内焊焊枪前后倾角及 间距调整机构8-3上；3丝螺旋埋弧内焊焊剂船8-2安装固定在3丝螺旋埋弧内 焊焊枪8-1外侧；3丝螺旋埋弧内焊焊枪前后倾角及间距调整机构8-3通过3丝 螺旋埋弧内焊焊枪侧倾机构8-5与3丝螺旋埋弧内焊焊枪水平旋转机构8-4相联 接；3丝螺旋埋弧内焊焊剂回收嘴8-9安装在3丝螺旋埋弧内焊焊枪前后倾角及 间距调整机构8-3的前方；3丝螺旋埋弧内焊激光指示灯8-6、3丝螺旋埋弧内 焊视频监视器8-7、3丝螺旋埋弧内焊焊剂供给料斗8-8安装依次安装在3丝螺 旋埋弧内焊焊枪前后倾角及间距调整机构8-3与3丝螺旋埋弧内焊悬臂连接板 8-10之间；3丝螺旋埋弧内焊连接板8-10安装固定在3丝螺旋埋弧内焊机头8 后方，用于联接3丝螺旋埋弧内焊机头8与内焊三维调节机构6。

如图11所示，所述TIG/MIG组合内焊机头9包括MIG水冷焊枪9-1、MIG焊 枪升降机构9-2、MIG焊枪摆动机构9-3、TIG水冷焊枪9-4、TIG送丝管9-5、 TIG焊送丝机9-6、TIG焊枪摆动机构9-7、TIG焊枪弧压调节机构9-8、TIG/MIG 内焊连接板9-9。

其中，MIG水冷焊枪9-1通过MIG焊枪升降机构9-2与MIG焊枪摆动机构9-3 相联接；TIG水冷焊枪9-4通过TIG焊枪弧压调节机构9-8与TIG焊枪摆动机构 9-7相联接；TIG焊送丝机9-6安装在TIG水冷焊枪9-4后方；TIG送丝管9-5 安装在TIG焊送丝机9-6与TIG水冷焊枪9-4之间，并与TIG焊送丝机9-6前端 相联接；TIG/MIG内焊连接板9-9在TIG/MIG组合内焊机头9后方，用于联接 TIG/MIG组合内焊机头9与内焊三维调节机构6。

如图12和图13所示，所述多功能焊接台车10包括平板焊接工作台10-1、 钢管支撑与旋转辊机构10-2、钢管防窜压紧机构10-3、焊接导电刷组10-4、台 车车架10-5、台车驱动机构10-6、旋转辊驱动机构10-7、气缸组10-8、台车行 走辊轮10-9。

其中，钢管防窜压紧机构10-3安装固定在台车车架10-5的左右两端；焊接 导电刷组10-4安装在台车车架10-5中间区域位置；气缸组10-8分别安装在钢 管防窜压紧机构10-3左右侧与焊接导电刷组10-4的下方，可驱动钢管防窜压紧 机构10-3和焊接导电刷组10-4运动；钢管支撑与旋转辊机构10-2安装在钢管 防窜压紧机构10-3与焊接导电刷组10-4之间；旋转辊驱动机构10-7与钢管支 撑与旋转辊机构10-2相联接，可驱动钢管支撑与旋转辊机构10-2周向旋转；台 车驱动机构10-6安装固定在台车车架10-5的右后方，可驱动多功能焊接台车 10在焊接轨道27上运动；平板焊接工作台10-1安装在台车车架10-5中间区域 和焊接导电刷组10-4上方，进行钢管焊接时可将平板焊接工作台10-1吊走；台 车行走辊轮10-9安装在台车车架10-5下方。

本实施例提供的多功能多丝埋弧焊接装置，可实现螺旋缝钢管的粗丝 MAG/MIG预焊，外缝单丝、双丝及3丝-6丝埋弧焊工艺，内缝单丝、双丝及3丝 埋弧焊工艺；以上所有的焊接工艺都可在该焊接装置上完成，该焊接装置双面焊 一次焊接的板/壁厚可达到50mm，焊接工艺过程可节约大量人力财力、耗时短、 效率高。此外，在焊接的同时，可实现焊接坡口尺寸、焊接参数及焊接位置的实 时检测与记录，以及焊接参数可随焊接坡口尺寸自动调整。

实施例2：

采用实施例1所述的多功能多丝埋弧焊接装置进行Φ1422×21.4mm螺旋缝 管内焊。

将已成型好的螺旋缝管材段放于钢管支撑与旋转锟机构10-2上，在钢管两 端的端面和内壁采用钢管防窜压紧机构10-3将待焊钢管压紧，调控钢管支撑与 旋转锟机构10-2将螺旋钢管焊接坡口旋转到钢管内下平面中心位置。并在内焊 三维调节机构Z轴滑架6-3的左端安装3丝螺旋埋弧内焊机头8。

调控多功能焊接台车10、内焊升降立柱4及内焊升降悬臂5将3丝螺旋埋 弧内焊机头8伸到钢管内部坡口中心线上，并使枪头距管体内表面水平位置约 30-50mm。

根据焊接工艺设计要求调节3丝螺旋埋弧内焊焊枪水平旋转机构8-4和3丝 螺旋埋弧内焊焊枪侧倾机构8-5，将3丝螺旋埋弧内焊机头8水平旋转约69.9°， 垂直侧倾旋转约5.5°，确保3丝螺旋埋弧内焊焊枪8-1每把焊枪都在坡口钝边 平面内。同时，调控内焊三维调节机构Y轴滑架6-2、内焊三维调节机构Z轴滑 架6-3及3丝直缝埋弧内焊焊枪前后倾角及间距调整机构8-3，将焊丝调整到坡 口中心，并按照焊接工艺设计要求将焊丝偏心距、倾角、伸长量及焊丝间距调到 规定范围。

启动数字化SAW焊机11，通过操作内焊控制台26的人机界面设置好焊接 电流和电压，选择多功能焊接台车10的运行为直线行走的同时，钢管支撑与旋 转锟机构10-2带动钢管周向旋转合成螺旋缝方式行走。

开启焊剂供给装置22、焊剂回收装置23、3丝螺旋埋弧内焊激光指示灯8-6、 3丝螺旋埋弧内焊视频监视器8-7，启动焊接按钮进行焊接，焊接过程自动检测 并记录焊接参数的实时变化及焊接位置，并通过视3丝螺旋埋弧内焊视频监视器 8-7观测3丝螺旋埋弧内焊激光指示灯8-6的位置，同时可控制内焊三维调节机 构X轴滑架6-1调整焊接位置。

实施例3：

采用实施例1所述的多功能多丝埋弧焊接装置进行Φ1422×21.4mm螺旋缝 管外焊。

内焊完成后，控制多功能焊接台车10将钢管运输到多自由度6丝埋弧外焊 与MAG外焊机头3下方，并调节钢管支撑与旋转锟机构10-2将焊接坡口旋转到 钢管上平面。

调控外焊主机2的外焊主机横移底座2-1、外焊主机立柱2-2、外焊主机焊 悬臂2-3，将多自由度6丝埋弧外焊与MAG外焊机头3调接到坡口中心位置附近， 并使6丝SAW外焊焊枪3-14的枪头距螺旋缝管约30mm～50mm。

根据焊接工艺设计要求调节外焊机头水平旋转机构3-1与外焊机头侧倾机 构3-2，将多自由度6丝埋弧外焊与MAG外焊机头3水平旋转约69.9°，垂直侧 倾旋转约5.5°，确保确保6丝SAW外焊焊枪3-14的每把焊枪都在坡口钝边平 面内。同时，调控外焊水平微调移动机构3-3、外焊垂直微调移动机构3-4及6 丝SAW外焊焊枪前后倾角与间距调整机构3-18，将焊丝调整到坡口中心，并按 照焊接工艺设计要求将焊丝偏心距、倾角、伸长量及焊丝间距调到规定范围。

启动数字化SAW焊机11，通过操作外焊控制台25的人机界面设置好焊接 电流和电压，选择多功能焊接台车10的运行为直线行走的同时，钢管支撑与旋 转锟机构10-2带动钢管周向旋转合成螺旋缝方式行走。

开启焊剂供给装置22、焊剂回收装置23及埋弧焊激光跟踪监测系统3-20， 启动外焊控制台25的焊接按钮进行焊接。焊接过程中，外焊控制台25及埋弧焊 激光跟踪监测系统3-20可自动检测并记录焊接坡口尺寸、焊接参数的实时变化 及焊接位置。

焊接参数见下表：

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能 认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应 当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。