焊接是海上风电重型装备的关键制造工艺,在风电导管架的生产制造中具有广泛运用。目前导管架的焊接大多还是采用人工焊接的方式,这对实际生产效率、焊接质量的一致性都有着一定影响。因此提高生产效率和成型质量、降低生产成本,对风电焊接领域具有十分重要的意义。本文针对海洋风电行业中导管架T/K/Y节点相贯口位置多层多道自动化焊接迫切需求,构建了导管架相贯节点多层多道焊接工艺参数与焊道型态关系模型,揭示内在规律,指导焊接工艺实施,实现导管架相贯节点打底焊、填充焊的成型控制与预测,对完善大型钢构复杂坡口多层多道自动排层排道以及自动焊具有积极意义。为了实现导管架相贯节点多层多道焊接成型控制及预测方法,将针对打底焊、单道填充焊、多层多道填充焊进行焊道型态控制研究并建立预测模型。首先,通过响应面中心复合设计试验方法,研究了焊接电压（WV）、焊接电流（WC）、焊接速度（WS）、焊枪行进角度（TA）对导管架相贯节点打底焊接层的焊缝横截面积（Area）、焊缝高度（Weld Height）、焊缝熔合比（Fusion Ratio）的多参数耦合作用规律,有效揭示了焊接工艺参数与打底焊几何特征之间的函数关系,实现导管架相贯节点打底自动焊接的控制与预测,模型精度达到6%以内。其次,提出在填充焊接中每层第一道焊接成型为平行四边形焊缝截面的控制方法,以焊接电压、焊接电流、焊接速度、焊枪摆幅（SA）为输入变量,平行四边形截面型状焊缝的宽高比（Aspect ratio）、焊缝横截面积（Area）、焊缝侧面润湿角（Angle）为输出指标,构建输入变量与输出指标之间的函数关系,实现填充焊平行四边形截面型状焊缝轮廓控制与预测,模型精度达到5%以内,再其次,研究了填充焊单层多道成型质量的控制,采用了正交试验设计方法,研究焊枪起始位置、焊枪摆幅、焊接速度对单层多道填充焊接成型的残余应力、平整度、变型量的影响,在信噪比转换的基础上,应用灰色关联分析,实现了低残余应力、高平整度、小变型量的目标。最后进行了导管架相贯节点多层多道焊接试验,通过冲击试验、拉伸试验以及电化学腐蚀试验检测接头可靠性,其中样件抗拉强度平均值处在572MPa,熔合线处冲击功为51J,焊缝处最小冲击功为105J,焊缝处腐蚀速率低于母材,试验结果均达到预期。研究成果不仅能为海洋风电导管架相贯节点多层多道焊接成型机理,以及导管架多层多道焊接技术提供理论依据,还对今后导管架相贯节点全位置自动焊接、全位置自动焊接机器人的开发、复杂结构件多层多道焊接工艺的应用研究提供技术方法和理论基础。