一、前言

　　繼十三陵、二灘等國內已建工程和三峽、龍灘在建的重大水電工程之后，大型電站輸水壓力鋼管和鋼襯（以下簡(jiǎn)稱(chēng)鋼管）的結構等變化十分明顯，第一：尺寸巨大，長(cháng)江三峽大壩的管鋼直徑為12.4m，烏江彭水水電站管鋼最大直徑為14m，超過(guò)了國內外已有的大型壓力鋼管尺寸；第二：管壁鋼板強度等級高，500MPa級應用廣泛，600MPa級調質(zhì)鋼得到了較大范圍的推廣。第三：工程數量大而建設工期短，制造安裝生產(chǎn)強度高。為了適應這樣的形勢變化，鋼管制造安裝技術(shù)在傳統的技術(shù)基礎上得到了大的發(fā)展，自動(dòng)焊接技術(shù)在壓力鋼管制造中得到了較為廣泛的運用，大型專(zhuān)用施工設備在壩內鋼管安裝中發(fā)揮了重要的作用，相對而言，由于施工空間的限制，大型鋼管在洞內埋管方面受到限制，通常的運輸吊裝設備不能發(fā)揮作用，特別對于地處高山峽谷地帶的大型水電工程，鋼管在工地運輸和安裝時(shí)存在較大困難，目前的施工方法還過(guò)多地依賴(lài)于傳統的土法運輸和手工焊接，這些問(wèn)題將導致施工工期較長(cháng)并可能在支洞開(kāi)挖等方面多花費數以百萬(wàn)計的費用。因此，針對近期即將大規模開(kāi)發(fā)建設的水電站（如瀑布溝、溪洛渡、向家壩、錦屏等）大型洞內鋼管工程的共同特點(diǎn)，結合現代工程的先進(jìn)技術(shù)，研究與之相適應的洞內鋼管制造安裝工藝是十分必要的。

　　二、國內外相關(guān)行業(yè)發(fā)展狀態(tài)

　　為提高生產(chǎn)效率，降低工人勞動(dòng)強度，國外焊接生產(chǎn)機械化、自動(dòng)化已達到很高的程度。工業(yè)發(fā)達國家焊接機械化、自動(dòng)化程度已達到熔敷金屬量的65%以上。氣體保護焊作為高效優(yōu)質(zhì)節能節材的焊接方法在國外已得到廣泛應用，日本在1998年已達到熔敷金屬量的77.6%.國外大型造船廠(chǎng)開(kāi)始應用的門(mén)架式鋼板縱縫拼焊機技術(shù)，采用多絲高速埋弧焊工藝，配真空吸盤(pán)平臺或電磁平臺，其最大焊接行程達12m，一次行程可焊板厚最大為40mm。一些高效優(yōu)質(zhì)的焊接方法如電子束焊、激光焊、等離子焊、焊接機器人工作站、焊接柔性生產(chǎn)系統、窄間隙焊接技術(shù)、雙絲高效氣體保護焊技術(shù)等在國內已經(jīng)得到運用，但我國焊接自動(dòng)化率為熔敷金屬量的約30%-50%，應用的廣度和水平與工業(yè)發(fā)達國家相比尚有一定的差距。

　　目前，國際上技術(shù)先進(jìn)的重型焊接滾輪架最大的承載重量達1600T，自動(dòng)防竄滾輪架的最大承載重量達800T，采用PLC和高精度位移傳感器控制，防竄精度為±0.5mm。變位機的最大的承載重量達400T，轉矩可達450KNm�？蚣苁胶附臃�轉機和頭尾架翻轉機的最大承載重量達160T。焊接回轉平臺的最大承載重量達500T。立柱橫梁操作機和門(mén)架式的操作機的最大行程達12m.龍門(mén)架操作機的最大規格為8m×8m。我國已能生產(chǎn)6m×6m以上大型立柱—橫梁埋弧焊或窄間隙埋弧焊操作機，500T重型滾輪架及重型、輕型自動(dòng)防竄滾輪架，防竄精度為±1.5mm，100T大型變位機和大、中型翻轉機等。批量生產(chǎn)H型鋼和箱形梁焊接生產(chǎn)線(xiàn)以及各種類(lèi)型的按用戶(hù)需要定制的專(zhuān)用成套焊接設備，并大量采用交流電機變頻調整技術(shù)，PLC控制技術(shù)和伺服驅動(dòng)及數控系統，焊接裝備的自動(dòng)化程度有了很大的提高，某些操作機還配備了焊縫自動(dòng)跟蹤系統和工業(yè)電視監控系統。近年來(lái)，在厚壁管道生產(chǎn)中，窄間隙MAG焊、窄間隙熱絲TIG焊等工藝的應用范圍日趨擴大，因此為窄間隙設備發(fā)展提供了有利的條件。從600MW鍋爐開(kāi)始采用了8000噸油壓機壓制汽包筒體瓦瓣片和窄間隙埋弧自動(dòng)焊工藝焊接筒體縱縫，實(shí)現了厚壁長(cháng)筒節（單節最大長(cháng)度7000mm，最大厚度250mm）壓制工藝自動(dòng)化和焊接工藝高效率化。新型燃氣加熱器和電加熱設備得到廣泛的應用，例如，紅外燃氣加熱器，引射式液化氣加熱器等比傳統的燃氣加熱器提高熱效率30%以上，而且更加安全和方便。

　　自動(dòng)控制技術(shù)在制造業(yè)中的廣泛應用正在徹底改變傳統制造業(yè)的面貌，其中焊接生產(chǎn)過(guò)程的全自動(dòng)化已成為一種迫切的需求，它不僅可大大提高焊接生產(chǎn)率，更重要的是可確保焊接質(zhì)量，改善操作環(huán)境。隨著(zhù)整個(gè)制造業(yè)水平的提高，企業(yè)的經(jīng)營(yíng)理念發(fā)生了很大的變化，高產(chǎn)量已讓位于高質(zhì)量、勞動(dòng)密集型已逐步被知識密集型所取代。大量采用自動(dòng)化焊接專(zhuān)機，生產(chǎn)線(xiàn)和柔性制造系統已成為一種不可阻擋的趨勢，這同樣也是水電金屬結構專(zhuān)業(yè)發(fā)展的大方向。