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大口径直缝钢管
为满足西气东输以及引进油、气输送的需求，我国近几年将要建成“两横两纵”长距离大口径(<1016~1422.4mm)、厚壁(16~32mm)、高压(8~12MPa)输送干线管道，在全国六大区域建成中小口径(<300~800mm)的支线管网。铺设这些管线，全部采用螺旋焊接钢管已不能满足设计要求，还将需要大量的直缝焊接钢管。
大口径直缝钢管的焊接，主要包括预焊、内焊和外焊三种工序。所谓预焊即是在钢管成形之后，采用连续的高速气体保护焊(MAG)方法进行的成形钢管的定位焊。大口径直缝焊管预焊之后，分别在钢管内、外进行多丝埋弧焊接。就高速气体保护预焊而言，目前有两种方法。一种是采用单丝双电源的大电流高速气体保护预焊，如美国、德国即采用此种方法；另一种是双丝高速气体保护预焊，日本即采用此种方法。目前应用较多者为单丝高速气体保护大口径厚壁直缝钢管预焊方法，在合理的焊接工艺条件下，可以实现不低于7m/min的高速度，而且焊道成形平直美观。
作为大口径厚壁直缝焊管焊接的第一道工序的预焊，即要确保质量。预焊的质量，不单单是其本身质量的问题，还影响到后续内、外焊的质量。对它的质量要求，有针对性的主要是如下几点：
(1)厚壁直缝钢管焊道要连续，并且外观成形要避免凸凹不平，以利于最后的外焊质量保证；
(2)要保证适宜的熔透深度和熔敷量，既要保证焊后不开裂，又要使内焊时不产生烧穿象；
(3)要有较高的焊接速度，以提高生产效率。
厚壁直缝焊管预焊设备主要包括钢管送进与拘束合缝装置、焊接操作机、焊接系统、电控与激光跟踪系统等部分。送进与拘束合缝装置主要包括：大直径直缝钢管送进与周向调节机构和拘束合缝装置两部分。钢管送进与周向调节机构主要包括钢管焊前纵向送进、周向调节、导向、焊接送进机构等。焊前纵向送进机构是一组辊式输送机构，负责接收钢管运输车送到预焊工位的待焊钢管，将其传输到拘束合缝入口处。周向调节机构的作用是将进入预焊工位的待焊钢管的开口调节到时钟12点的位置，以便导向机构能顺利地插入接缝开口而进行导向。钢管进入拘束合缝装置则由拖链系统拖动送进，拖链系统由环形链、链条导向槽、驱动装置和张紧机构等组成，其作用是给大直径直缝焊管施加强大推力，使之强行通过拘束合缝装置而使接缝合口，其送进速度无级可调，同时满足预焊高速焊接的要求。
大直径厚壁直缝钢管拘束合缝装置的作用是将成形好的开口钢管两边合拢并压平。它由环形架、压紧机构、横梁、接缝压平及龙门框架等部分组成。拘束合缝装置为一种龙门式结构，在龙门框架的前后安装有两个环形架，沿两个环形架的环向和纵向等间距地安装八套横梁，每套横梁上装有十个径向压紧辊。八套横梁上的压紧辊为喇叭形，以使大直径厚壁直缝焊管通过时逐渐合口。八套横梁可由十六套电机/码盘控制驱动系统单独进行径向调节，由八套同步电机/码盘控制驱动系统单独进行周向调节，准确地保持被焊钢管的合口直径，在工作期间锁死，由环形架保持其位置不变。环形架带动压紧辊整体可沿龙门框架的垂直导轨升降，以调节其中心高度，保证不同直径的被焊钢管之底面在同一定位基准。另外在环型架的12点位置还安装有接缝压平辊，其作用是保证接缝两边缘平齐而没有错边。
焊接操作机安装在拘束合缝装置的出口处，与拘束合缝装置不相联。操作机的作用是安装焊接机头和激光跟踪机构，调节焊枪位置。操作机的立柱上安装有横臂，横臂前端安装焊接机头和激光跟踪滑板，横臂可作上、下移动，以满足不同直径的钢管的焊接，机头可进行纵向和横向的移动，根据要求可移动到焊接位置或维修位置。
焊接系统包括焊接电源、送丝系统、专用焊枪、气体配比及流量控制器、水冷系统、接地装置等。为满足大电流高速焊的要求，焊接电源采用两台DC1000A进口电源并联给同一根焊丝电弧供电，送丝及控制器采用与焊接电源相配套的专用控制器和送丝机，保证快速稳定送丝。根据预焊大电流焊接特点，焊枪为特制双水冷式(即喷嘴与导电杆分别冷却)。保护气配比器为三元(Ar+CO2+O2)混合式并配有气体流量检测开关。
由于直缝钢管焊接时，钢管为连续运动，其焊接地线必为滑动导电。为防止运动部件打火，不能通过送进与合缝装置传导焊接电流。因此研制出了钢管焊接专用的导电装置。该装置采用多组钢刷式结构，通过压紧机构可使导电刷与不同直径的钢管表面接触良好，并不打弧，而且寿命长。该装置分别安装在合缝装置进出口的两侧。
