根據熊谷公司研制的管道全位置自動焊機，包括了內焊機、單焊炬管道全位置自動焊機 和雙焊炬管道全位置自動焊機三種產品。根據設備的不同搭配，開發了兩種不同的自動焊工藝：

第一：內焊機根焊+雙焊炬熱焊與填充蓋面焊（實芯焊絲）

第二：內對口器+單焊炬根焊、熱焊與填充蓋面焊（實芯焊絲）

長輸管道使用的管徑一般都在φ325—φ1422mm，壁厚主要是7—30.8mm。根據所研制的內焊機、單焊炬管道全位置自動焊機及雙焊炬管道全位置自動焊機及相應的工藝搭配，坡口設計如下：

內焊機工藝坡口設計

內焊機工藝是內焊機根焊+雙焊炬熱焊與填充蓋面焊。因采用管道內部焊接，必須考慮內焊機根焊的坡口設計。

內焊機設計原理是考慮在管道內部完成根焊，為了提高效率，考慮多焊炬分段焊接，焊接不擺動效率最高，并達到2-3mm的厚度。據此，內焊的坡口設計主要采用大角度的單V型坡口，坡口角度大有利于克服未融合等缺陷，內坡口角度β設計在35°-40°，內坡口高度在1.5-2.0mm，保證熔敷金屬的厚度，同時不產生邊緣未熔合缺陷。外部的熱焊和填蓋工藝，從設備擺動寬度、提高焊接速度和節約焊材的角度，根據實驗情況及借鑒國外成熟的內焊機的經驗，具體坡口形式如圖1所示。

圖1 改進后坡口形式

 國外內焊機+雙焊炬工藝推薦采用的坡口如圖2所示，該坡口尺寸主要控制的參數有坡口表面開口寬度、下坡口角度和高度、鈍邊厚度及內坡口角度和高度。該坡口設計具有加工簡單、可根據壁厚靈活調節的優點，但使用過程中發現下坡口與外坡口的界面容易出現坡口未熔合等缺陷。

圖2國外推薦坡口圖

經過分析，產生未熔合的原因主要是由于坡口加工過程坡口度數過渡時產生凹槽，于是將下坡口改為圓弧過渡。分析確定圓弧半徑，采用R為2.4mm和R為3.2mm兩種圓弧，發現采用較大過渡半徑時，坡口更加光滑，參數波動較小，可有效減少此處的坡口側壁未熔合缺陷。坡口形式如圖3所示。

圖3坡口主要尺寸

該坡口主要加工參數有β（外坡口角度）、γ（內坡口角度）、p（鈍邊高度）、h（內坡口高度），β主要控制坡口開口寬度和角度，保證填充和蓋面焊道質量；R的控制應符合熱焊道寬度，保證熱焊焊縫與坡口兩側熔合良好；p保證熱焊的熔深能夠熔透，避免出現未熔合缺陷；γ和h是控制內焊縫成型的主要參數。

調整確定后的參數如下所示：

圖3坡口尺寸參數

單焊炬工藝坡口設計

單焊炬工藝是全單焊炬完成根焊、填充和蓋面焊，根據這種工藝的特點，坡口形式分別考慮為單U型坡口。具體坡口形式如圖2所示。

圖2單U型復合坡口                     

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