对于窄间隙焊接，侧壁熔透技术是保证焊接质量的一个关键部分，在厚壁大径管窄间隙焊接过程中，为使厚壁管两侧壁充分熔透，通过实验研究，决定采用钨极摆动加脉动送丝TIG 焊工艺技术。
脉冲TIG自动焊可调节工艺参数多, 能够精确地控制焊接热输入以及熔池的形状和尺寸，可以用较低的热输入获得较大的熔深，从而减小了焊接热影响区和焊件变形。在焊接过程中，脉冲电流对点状熔池有较强的搅拌作用，而且熔池金属冷凝快，高温停留时间短，焊缝金属组织细密。管道TIG 自动焊机采用脉冲逆变焊接电源、监控系统、遥控系统、焊接机头、焊接轨道、焊枪等部分组成，具备弧长可调节并自动控制、实时监控、焊枪横摆控制、叠加高频脉冲等功能，给定的参数可调节范围大，在焊接管道时需要根据工艺要求，根据焊接管道的母材的尺寸、坡口型式和尺寸等因素选择所需要的焊接工艺参数。
在窄间隙焊接过程中，为进一步加强对熔池的控制，保证焊丝熔化充分，避免送丝干扰电弧电压，影响弧长调节精度，采用送丝与脉冲电流和钨极摆动同步控制技术，即脉冲电流峰值与钨极摆动左右端点停留时间、送丝速度峰值同步，脉冲电流基值与钨极摆动中间运行时间、送丝速度基值同步。送丝速度对焊缝成形影响很大，当送丝速度过快时，会使送丝速度大于熔化速度，未熔化的焊丝容易穿过焊接弧柱区，成段烧断，破坏焊缝成形，影响焊接质量，同时也干扰焊接电弧电压，造成弧长调节紊乱，影响焊接过程正常进行。当送丝速度过慢时，造成填充金属量不足，易形成咬边；当送丝速度不稳定时，易使焊缝高低不平、宽度不均，波形粗劣。焊接时要求焊炬、焊丝和工件之间保持正确的相对位置，防止焊丝与高温的钨极接触烧损钨极，影响钨极发射电子能力和电弧稳定性，若送丝角度太大，焊丝端部可能会有一部分插入熔池中，使焊丝熔化速度比原有给定送丝速度慢，焊丝端部会插入熔池底部，影响焊丝正常送进，破坏焊缝成形和焊接质量。若送丝角度太小，钨极摆动时焊丝会和熔池前端焊道刮擦, 使焊丝发生颤动，造成熔滴飞溅，影响焊接过程正常工作和焊接质量。因此，根据一定条件下电弧长度与电弧电压成线性关系，通过调节焊接电压控制电弧长度，采用两个电压参量分别对应焊接基值电流和峰值电流，使基值、峰值电流对应两个电弧长度进行差别可控，弧长调节具有一定的灵活性，满足高质量的焊接需求。
1、 厚壁大径管窄间隙TIG自动焊工艺
1.1 窄间隙坡口
对于直径大于Φ350mm，壁厚大于50mm的厚壁大径管窄间隙TIG自动焊，在传统的氩电联合焊接工艺坡口的基础上，通过反复的实验与改进，得到了厚壁大径管窄间隙自动焊工艺的坡口型式和尺寸，见图1，通过与图2所示的传统的氩电联合焊接工艺的坡口相比，坡口宽度明显变窄，坡口的最大宽度由40~50mm减小为20~25mm, 同时坡口的结构形状也明显变化。
厚壁大径管窄间隙自动焊工艺的坡口属于组合坡口，该坡口包括上坡口和下坡口，上坡口由上部坡口角度α限定，α的范围为5°~10°，下坡口包括下坡口角度β，β的范围为20°~50°，由下坡口角度β限定的下钝边和从下部钝边的底部突出的根部钝边，根部钝边宽度T的范围为2~4mm, 根部钝边高度P的范围为1.5~3mm，下坡口的高度H的范围为10~25mm，其中下坡口角度β大于上部坡口角度α, 上钝边与下钝边相交，相对的两个根部钝边之间的间隙构成组对根部间隙b，b的范围为0.5~1mm，管道内部有镗口，镗口宽度W的范围为30~60mm。
2、焊前准备
窄间隙TIG焊焊前清理是保证焊接质量的重要环节，对坡口内外两侧的清洁度要求较高，管子坡口边缘及内外壁50mm左右的范围内加工至金属光泽，工件及焊丝清理后要保持清洁。为了减小焊丝填充量，在保证焊炬能够达到坡口底部的情况下，应尽量选择较小的坡口尺寸，但钝边尺寸及组对间隙也要严格控制以满足全位置自动焊接的要求。
2.2 焊接工艺参数
在一定条件下，电弧长度与电弧电压成线性关系，可通过调节焊接电压控制电弧长度。电弧电压对坡口的熔化深度有重要作用，提高电弧电压能增大弧长和电弧热功率，加大坡口两侧壁的熔化深度。采用两个电压参量，分别对应焊接基值电流和峰值电流，使基值、峰值电流对应两个电弧长度，并且弧长差别可控。
在打底焊接的步骤中，设定的焊接电源的电压基值范围为0~5V，电压峰值的范围为8~10V，电流基值的范围为90~220A，电流峰值的范围为160~ 280A，焊丝的基值送丝速度为0~15inch /min，焊丝的峰值送丝速度为5~20inch /min，焊接的速度为2~5inch/min，焊丝直径范围为Φ0.8~1.2mm。
在填充焊接的步骤中，设定的焊接电源的电压基值范围为0~5V，电压峰值的范围为9~13V，电流基值的范围为120~310A，电流峰值的范围为190~ 390A，焊丝的基值送丝速度为0~65inch /min，焊丝的峰值送丝速度为20~70inch /min，焊接的速度为2~6inch/min，焊丝直径范围为Φ0.8~Φ1.2mm。
2.3 焊接实例
以Φ840mm×60mm大径厚壁不锈钢管为例阐述其窄间隙TIG自动焊技术, 其主要参数如附表所示。
进行打底焊时，点焊部分宜选择小的焊接参数，随着焊道层数的增加, 焊接截面尺寸不断增大，为了保证侧壁的良好熔合，在焊接过程中需要增大焊接电压和焊接电流的基值与峰值。
不锈钢与碳钢的焊接工艺参数不同，在坡口型式和尺寸、焊接材料直径一致的情况下，整个管道的焊接工艺参数的变化是一个动态的过程，只有当焊接参数彼此相互匹配，才能焊接出高质量的焊缝。
2.4注意事项
1、1 大径厚壁管深坡口中打底层焊道焊接时，若使用普通焊枪焊接，很难伸入坡口中，喷嘴距离电弧区较远, 出自喷嘴的保护气体不能有效地保护电弧区，容易使焊缝产生蜂窝状气孔；另外，焊丝伸出长度过长，起弧困难。随着焊接层数的增加，焊丝伸出长度的变化又将影响焊接参数的稳定性。为此需要设计一把能够伸入窄间隙坡口中的水冷导电嘴及能向窄而深的坡口输送保护气体的专用焊枪。
1.2 窄间隙焊时，在施焊过程中，打底层是要保证管道内表面成形以及侧壁良好的熔合，宜选用较小的焊接参数；填充焊要保证焊道之间没有未熔合，焊缝里没有气孔、裂纹等缺陷, 并且焊接参数的选择必须具有一定的效率；盖面焊可以采用线性焊道或摆动焊道进行焊接，合理的焊接工艺参数主要为保证良好的焊缝外观，防止产生表面未熔合和咬边等缺陷。
3、结束语
3.1 厚壁大径管焊接采用窄间隙TIG 自动焊接技术具有生产效率高、成本低、成形美观等特点。
3.2 专用的管道全位置自动焊机是实现厚壁大径管窄间隙TIG焊的关键设备。
3.3 合理的厚壁大径管坡口能够提高焊接质量，提高焊接效率。
3.4 采用脉动送丝和钨极摆动TIG焊工艺，同时配以弧长调节，能够使厚壁管两侧壁充分熔透，保证焊接质量。
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