在钢管混凝土拱桥的建设过程中,拱肋由拱肋节段吊装到指定位置后通过法兰盘及焊缝连接而成,拱肋节段的焊接作业基本上在高空环境中完成,高空工作环境较为复杂,对焊接工程的效率、质量及工作人员的安全造成了一定影响。管道全位置自动焊接技术在石油管道行业中运用广泛,技术成熟,钢管混凝土拱桥拱肋的焊接与石油管道的焊接具有相似的特点,即焊缝具有高度统一性(不同位置的焊缝破口形状及尺寸基本相同),因此将管道全位置自动焊接技术运用到钢管混凝土拱桥拱肋的焊接上具有很高的可行性,能够显著提高焊接工作的效率、质量稳定性及工作人员的安全性;同时钢管拱肋的焊缝又具有自己的特点:焊缝厚度更大,焊接层数更多,由于坡口尺寸的增大使得焊接过程中熔池的稳定性有所下降,在不同拱肋节段倾角下对焊缝的成形及质量有不同的影响。论文主要研究将管道全位置焊接技术运用到钢管混凝土拱桥拱肋环焊缝上,实现拱肋环焊缝焊接的自动化,主要解决的问题有:1.简化焊接参数设计:提出以“单位体积热量”为基准进行焊接参数的设计方法。2.不同倾角下焊缝表面成形规律及相应处理方法:焊缝表面成形主要受熔池稳定性影响,试验选取了0°、26.4°及42.7°3个倾角,在0°和26°倾角下,焊缝横向成形影响较小;42.7°倾角下,焊缝横向成形出现明显高差。相应的工艺处理办法为在焊缝横向高差约等于焊缝层高时对较低处进行补焊后再进入下一层的焊接。3.工艺区间的选择:经过Ansys对钢管焊接残余应力的分析,6区间工艺(半圈)整体优于4区间工艺;4.焊接数据的统一管理:编写了数据管理系统统一管理焊接机器人焊接参数、焊缝成形图片资料及有限元分析结果,有助于拱肋自动焊接技术的改进和推广。