在此背景之下，本实验室研究开发了摇动电弧窄间隙MAG焊接方法。此工艺可以很好地控制热输入，发挥药芯焊丝在焊接过程中稳定、保护效果好、电弧张角大的特点，以实现空间位置高效、低成本焊接的目的。本文主要研究海洋平台高强钢药芯焊丝摇动电弧窄间隙MAG焊接工艺，对窄间隙摇动电弧焊接技术的工程应用及推广具有非常重要的意义。

1。2 窄间隙焊接概述

上个世纪60年代，美国Battelle研究所首次提出窄间隙焊接的概念[11]。顾名思义，窄间隙焊接就是焊接坡口比常规焊接坡口窄。在窄间隙焊接技术的研究和应用方面，日本都远远地领先于世界各国。上个世纪80年代，日本压力容器委员会施工分会第八专门委员会曾规定了窄间隙焊接的定义[12]：窄间隙焊接技术是将30 mm以上厚度的钢板，先进行开坡口，再按小于板厚的坡口间隙相对放置，然后进行机械化或自动化弧焊的方法。对于坡口间隙尺寸要求的规定为：对于厚度小于200 mm的钢板，坡口间隙要求小于20 mm；对于厚度大于200 mm的钢板，坡口间隙要求小于30 mm；坡口间隙在5 mm以下的称为超窄间隙[10, 11, 14]。

1。2。1 窄间隙焊接分类

按其焊接方法分类，窄间隙焊接技术有九种具体应用形式，如图1-1所示。根据电极是否熔化，有窄间隙钨极氩弧焊(NG-GTAW)和窄间隙熔化焊之分；在窄间隙熔化焊中，根据保护方式不同，又可分为窄间隙CO2焊(NG-CO2)、窄间隙混合气体保护焊(NG-MAG)、窄间隙惰性气体保护焊(NG-MIG)、窄间隙埋弧焊(NG-SAW)、窄间隙药芯焊丝电弧焊(NG-FCAW)、窄间隙手工电弧焊(NG-SMAW)等[15, 16]，每种焊接方法都有各自的特点和适应范围。

1。2。2 窄间隙焊接技术特征

窄间隙焊接技术是利用现有成熟焊接工艺的一种新型焊道熔敷技术，针对厚板焊接接头力学性能、焊缝质量和焊接效率之间的矛盾，即便在焊接规范偏小的情况下，窄间隙焊在平衡三者关系的处理上也表现的游刃有余。论文网

窄间隙焊接技术的特征有[17, 18]：①利用成熟焊接工艺的一种新型焊道熔敷技术；②根据焊接过程中的变形大小合理选择坡口角度，坡口形式以I形最为常见；③通常情况下，采用不超过2道焊道的多层焊方式；④一般应用中热输入量小，降低预热温度；⑤焊接位置适用最广。

1。2。3 窄间隙焊技术应用概况

为了尽可能的获取最大的经济效益，即发挥窄间隙焊的技术优越性的同时，存在着一定的板厚范围能获得显著的经济效益。一般来讲，经济效益与板厚成正比。目前，窄间隙焊接的应用程度在不同国家不尽相同，尤以国外居多。日本和欧美工业发达国家在厚壁结构件焊接中，对窄间隙GMAW技术的开发与应用比例高达70%以上[19]。

图1-2所示为窄间隙焊接方法在日本的应用领域分布情况[20]。如图所示，日本应用最广的是压力容器等，占比一半；其次是大型产业机械行业，占比率也有四分之一；此外，窄间隙焊接技术还应用于船舶与海洋结构、铁路建筑钢结构的厚壁管道等领域[14, 21]。

图1-2 窄间隙焊接方法在日本的应用领域分布情况 

近些年来，国内的窄间隙技术飞速发展，已从试验阶段开始进入到实际的工程应用。西安交通大学、上海交通大学等单位研究的自身磁场[14, 22]和外加磁场控制[14]电弧摆动机构已成功应用在窄间隙脉冲气体保护焊中；成都电焊机研究所、哈尔滨焊接研究所等研发的窄间隙埋弧焊机和双丝窄间隙气体保护焊机已应用于大厚板焊接[23]；西北工业大学与新疆石油管理局合作研发出用于修复石油钻艇的窄间隙熔化极脉冲焊工艺[22]。江苏科技大学研制的新型高速旋转电弧窄间隙MAG焊接技术已成功应用于国内舰船制造业。