在螺旋管预精焊法(二步法)生产中,预焊工序采用连续、粗丝、大电流的高速MAG焊方式,焊枪的性能和焊接工艺的优劣直接影响到钢管的生产效率。由于我国预精焊工艺发展较晚,相关的研究较少,在预焊方面存在一些问题亟待解决。具体表现在以下几个方面：首先是常规大电流水冷焊枪粘渣严重,飞溅容易堵塞喷嘴造成焊接区的保护不良,影响焊缝质量；其次是焊枪清理困难,没有良好的方法进行清枪；最后是高速焊时焊缝容易产生咬边和驼峰焊道缺陷,焊接速度的局限严重影响钢管的生产效率,制约着预精焊法优势的发挥。为了解决以上问题,本文首先分析了常规气体保护焊枪存在以上问题的原因,并经过对焊枪喷嘴材质和枪体结构进行了多种设计和试制,最终得到了集防飞溅粘附和自身旋转清渣功能于一体的新型大电流空冷MAG焊枪。新型MAG焊枪已经成功申报国家发明专利,并在螺旋管预焊(长时间)连续生产中推广应用,使螺旋管的生产效率提高了30%以上。本文利用Sony DSC-W290型相机所拍摄的电弧形态图像和FastCam Ultima 512型高速摄像采集系统所采集的熔滴过渡和熔池金属流动形态图像,并结合高速数据采集系统实时采集的电流电压波形,分析了粗丝高速MAG焊的电弧形态、熔滴过渡形式和熔池金属流动状态,阐明了产生咬边和驼峰焊道的形成机理。在焊接工艺方面,进行了上坡和下坡焊工艺验证试验,并研究了各焊接工艺参数对焊缝成形的影响规律,认为低电压、大电流、氧化性气体和下坡焊都能促进粗丝高速MAG焊获得良好的焊缝成形。在此基础上,通过焊接试验得到了不同焊接速度下良好焊缝成形的工艺参数,实现了焊接速度不低于5.5m/min的稳定焊接,其中部分焊接工艺参数已经提供给钢管生产厂家,取得了良好的生产效益。