近年来,随着全球经济的发展,世界各国对能源的需求也不断增加,从而推动了大型油气运输管道的建设,与此同时对管道质量的要求也不断提高,而大型直缝埋弧焊管(Longitudinally Submerged Arc Welding,LSAW)是长距离油气运输管道的重要组成部分。大型直缝焊管的成形工艺主要为JCO和UO成形工艺,由于JCO成形工艺具有投资小、设备少等优点,在我国得到了极大的发展和广泛的应用。目前多数企业进行大型直缝焊管JCO成形时大多采用三点弯曲渐进成形方式,这样得到的管坯存在成形道次多,生产效率低,残余直边长,管坯形状精度不高,残余应力大等缺点,无法满足国际和国际市场不断增高的大型直缝焊管质量要求。因此,大型直缝焊管制造企业亟需进行技术改革以满足市场的需求,提高管件的质量和生产效率。通过对传统大型直缝焊管三点和四点弯曲JCO成形工艺的分析,指出摩擦是造成四点弯曲工艺中板材曲率分布不均的主要影响因素,在此基础之上对板材对称式四点弯曲工艺进行了优化,重新计算了板材四点弯曲过程中弯矩的分布情况,并结合经典弹塑性弯曲理论,得到了成形过程中弯矩,弯曲力,曲率半径,成形角度,挠度分布和压下量等主要成形影响因素的解析式,并借助小曲率平面弹复理论对其回弹过程进行了分析计算,为后续制定板材对称式四点弯曲渐进成形工艺参数提供了理论指导。为进一步减小JCO成形过程中的残余直边,提高成形后管坯的质量,在板材对称式四点弯曲工艺的基础之上提出了板材非对称式四点弯曲工艺,在该工艺下板坯一端以直段形式与下模接触,另一端则以弧段形式与下模接触。针对其弯曲过程中受力状态复杂且不断变化的问题,将弯曲过程按其受力情况分为刚性转动阶段,非对称三点弯曲状态,非对称四点弯曲状态,分析了不同阶段弯矩的分布情况并给出计算方式。对各个阶段的弯曲过程和回弹过程进行了理论解析,得到了各主要成形指标回弹前后的解析式。为建立板材非对称式四点弯曲渐进成形工艺打下基础。针对大型直缝焊管渐进成形工艺的特点,提出了基于机器视觉的管坯单道次成形角度和已成形部分椭圆度的检测方法,并给出了根据轮廓计算成形角度的方法和已成形部分的整体轮廓计算模型。为衡量已成形部分的椭圆度,提出了局部椭圆度概念,并给出定义式。与三坐标测量仪的测量结果对比显示,两种测量方式下单道次端面轮廓在y轴方向上的最大误差为0.21mm,角度计算结果最大误差为0.2°,整体轮廓的拼接结果与三坐标测量结果的差值为已成形部分的0.48%,满足工程应用,且能够完成管坯成形质量的在线实时监测。最后建立了大型直缝焊管四点弯曲渐进成形智能控制策略,包括基本参数输入模块,参数制定模块,成形结果识别模块和参数修正模块。该策略能够根据输入的基本参数分别为板材对称式四点成形工艺和板材非对称四点成形工艺制定渐进成形所需的工艺参数,并根据实时检测的成形结果和迭代补偿方法对工艺参数进行修正以控制管坯的成形过程,提高管坯质量。将该智能控制策略程序化之后,对其进行了实验验证和有限元模拟验证。结果显示,相比三点弯曲成形工艺,四点弯曲成形工艺能够以较少道次完成渐进成形过程,生产效率得到提高。多数实验管坯的椭圆度小于1.5%,模拟结果的椭圆度均小于1%,且非对称弯曲成形的管坯椭圆度普遍小于对称式四点弯曲成形的管坯椭圆度。证明了两种新工艺的可行性和可靠性,并说明了板材非对称四点弯曲工艺提高管件质量的作用,为以后大型直缝焊管渐进成形工艺的发展和智能化奠定了基础。