摘要：

管道环缝焊接中的管端错边量主要来源于管端面几何尺寸的偏差以及两端面相对旋转的姿态，错边量过大会引入焊缝几何不规则与局部应力集中等缺陷，降低焊缝成形效果与接头承载能力。针对批量钢管装配中依赖经验对接导致错边量偏高的问题，提出了一种基于端面全圆周内外半径分布的多钢管错边量优化匹配方法。通过离散枚举相对旋转角，求解任意两端面的最优旋转角及对应错边代价，并据此构建端面连接的边权代价，进一步将多钢管对接顺序规划抽象为节点度约束的组合优化问题。依此在克鲁斯卡尔算法选边框架下引入度约束筛选规则，提出确定性的贪心启发式匹配算法，输出焊接连接方案及各接头的最优旋转角指令。基于100根钢管的管端内外径数据对算法进行效果验证，结果表明，相比顺序对接与按管道平均内外径排序对接情况下，内外径错边量的总水平与极值显著降低，为基于实测端面数据的焊前装配优化提供了可复现的实用流程。