X80级管线钢已在西气东输二线主管道建设工程中获得大量应用。多丝串列埋弧焊工艺(SAW)是螺旋焊管的高效加工方法。但采用多丝串列埋弧焊工艺焊接X80级高强管线钢，容易出现焊接热影响区组织粗化和焊接接头软化问题。借助数值模拟技术和焊接工艺试验相结合的研究方案，建立螺旋焊管内焊道双丝串列埋弧焊接和外焊道三丝串列埋弧焊接热过程数值分析模型，对焊接温度场、熔池流动行为和焊缝形貌进行模拟分析，为优化焊接工艺参数及改善焊缝成形和提高接头质量提供理论依据。本研究具有重要的理论意义和工程实用价值。　　针对18.4mm厚X80级管线钢螺旋焊缝的焊接，选择带钝边的X型坡口，开展内焊双丝、外焊三丝螺旋埋弧焊接工艺试验，获得了无宏观缺陷且成形优良的焊接接头。对于试验所得的焊接接头进行宏观形貌和微观组织观察，对显微硬度和断裂力学性能进行测试与分析。结果表明，焊缝区显微组织以针状铁素体(AF)和多边形铁素体(PF)为主，整个焊缝区的组织细小均匀；熔合区由焊缝区的细晶粒向热影响区的粗大晶粒过渡，晶粒由细变粗，形状极不规则；粗晶热影响区主要由粒状贝氏体(GB)和板条状贝氏体(LB)组成，分布在粗大的块状铁素体基体上，晶粒非常粗大；细晶热影响区以铁素体(F)和贝氏体(B)组织为主，晶粒细小均匀。焊接接头的显微硬度呈“W”曲线分布，焊缝区硬度高，热影响区硬度偏低，焊接接头产生软化现象。接头的最大抗拉强度在710MPa～730MPa之间，拉伸试样断口位于焊缝区。焊缝区的平均冲击功在190J以上，强度和韧性均满足API SPEC5L要求。　　分别对X80级管线钢纵向螺旋焊缝的内焊道双丝串列埋弧焊和外焊道三丝串列埋弧焊建立了数值分析模型，对非稳态热过程中焊接温度场和熔池形貌的动态演变进行了数值模拟。始焊阶段主要是能量的积累和叠加，温度上升，熔深和熔宽增加，双丝螺旋埋弧焊和三丝螺旋埋弧焊接热过程达到准稳态的时间分别为2.4s和3.0s。冷却阶段初期温度下降迅速，熔池三维形貌变化较小，随着冷却时间的延长冷却速率逐渐降低，双丝螺旋埋弧焊和三丝螺旋埋弧焊熔池完全消失所需的时间分别为2.2s和2.7s。　　并对双丝螺旋埋弧焊和三丝螺旋埋弧焊准稳态时的焊接温度场、熔池流场和熔池三维形貌进行了对比分析。结果表明，随着焊丝数目的增加，焊接熔池的熔深、熔宽和熔池长度相应增加，温度梯度相应减小，整个焊接温度场分布和熔池形状沿焊接方向拉长。在工件上表面，液态金属在表面张力的作用下从高温区流向低温区，速度矢量从热源中心区域指向熔池边缘；在工件纵截面，双丝螺旋埋弧焊和三丝螺旋埋弧焊分别出现四个和五个涡流；在工件横截面，双丝和三丝螺旋埋弧焊均出现两个涡流。　　分析了双丝螺旋埋弧焊和三丝螺旋埋弧焊沿着焊缝中心线和垂直焊缝方向的一系列点的焊接热循环曲线，并根据模拟得到的焊接热循环曲线，计算出从800℃到500℃的平均冷却时间t8/5和平均冷却速度wc，结合X80级管线钢的焊接热影响区的连续冷却组织转变曲线图(SH-CCT)，对焊接热影响区的显微组织和硬度进行了预测，预测结果与试验结果吻合良好。