摇动电弧窄间隙焊接工艺，采用了一种带有一定弯曲角度的导电杆，由空心轴电机直接驱动折弯导电杆，带动从导电嘴中心孔送出的焊丝端部电弧绕焊炬中心轴线在工件坡口内作圆弧形往复转动[6]。该工艺方法一方面使电弧中心轴线和坡口两侧壁呈一定的夹角，提高电弧对坡口两侧壁的热输入，增加侧壁熔透，如图1-1所示；另一方面，一定频率的电弧摇动对熔池有一定的搅动作用，熔池也会随着电弧的往复摇动而有规律的振荡，这种振荡对窄间隙焊缝的成形有着积极作用。

图1-1 摇动电弧

采用摇动电弧焊接时，利用电弧在坡口中的摇动可以直接对坡口侧壁进行加热，而且有利于分配焊接电弧热量，增宽焊接规范区间而且能够避免产生“指状熔深”。目前使电弧摆动的方法有很多种，如波浪焊丝、麻花状焊丝、折曲焊丝、磁控电弧摆动、旋转射流、高速旋转电弧、摆动电弧等。

(1) 折曲式（波浪式）焊丝窄间隙焊

弯曲式焊丝窄间隙焊原理图如图1-2所示，这种方法是通过弯丝装备使焊丝盘曲，随着焊丝的熔化，电弧在坡口内实现横向摆动。弯丝机构一种是采用使送丝轮横向往复摆动的方法，称为波浪式；另一种是采取特殊形状的送丝轮，称为折曲式。波浪式方法通过摆动幅度来改变焊丝弯曲程度，进而调整电弧摆动范围，调整的过程简单易于实现，并且可以实现电弧在侧壁附近的短时间停留，摆动频率小于2Hz[7]。折曲式摇动频率可以达到较大值，但是由于在实际生产应用中没有很好的适用性，所以大多数时候还是采用的波浪式焊丝窄间隙焊。

(a) 波浪式焊丝窄间隙焊                        (b) 折曲式焊丝窄间隙焊

图1-2 弯曲焊丝窄间隙焊接方法示意图

(2) 麻花状焊丝窄间隙焊

这种方法将两根焊丝拧在一起，形成麻花状，由于焊丝端部周围受到由于焊接电流产生的磁场作用再加上焊丝具有一定的刚度，使电弧得以转动，因此不需要任何摇动机构。这种方法对制丝工艺提出了很高的要求，在美国等制造工业发达的国家都有实际应用，在中国还没有实际应用。

(3) 磁场控制摆动电弧窄间隙焊

虽然有很多是关于横向磁场控制电弧摇动的研讨，但基本上都是针对于窄间隙GTAW，Y.H.Kang对磁控摇动电弧窄间隙GMAW进行了的研究[8]，这种方法易于调节电弧的摇动幅度和频率，能够大幅度地调整，但需要外加磁场发生电路，且外部条件对坡口中磁场在空间的分布和强度影响较大；电弧摇动幅度较大时，由于熔滴过渡的影响将形成不良的焊缝。

(4) 高速旋转电弧窄间隙焊

这种方法是在电机驱动条件下，使得齿轮转动速度很快，从而带动偏心导电嘴、导电杆和电弧一起转动，旋转半径为导电嘴的偏心量，电弧旋转频率可以达到100Hz[9]，如图1-3所示。使用这种方法时可以使焊丝不盘曲，避免了因为盘曲焊丝的缠结而造成的电弧摇动不规则。该方法的关键是如何设计焊炬以使焊炬规避很多坏处，现有的焊炬存在着较多的不足：

(1) 因为齿轮是在贴合轴带进行转动工作，工作时间一长就会导致齿轮受到不一的磨损造成转动不稳定，从而影响焊接质量；

(2) 导电杆和焊炬电缆不能直接相连，需要石墨滑块相连接二者，不仅制造复杂，而且由于磨损容易造成导电不良；

图1-3 高速旋转电弧窄间隙焊炬

(3) 导电嘴转动，但是焊丝只是绕导电嘴轴线转动，二者之间存在较大速度的相对转动，会产生转动高温的状况，这种条件下导电嘴磨损严重，不能连续焊接很长时间。王加友对旋转焊炬进行了改进，如图1-4所示。该焊炬采用空心轴电机直接带动导电杆旋转，焊丝从电机轴的空心通过，省略了齿轮传动，增加了旋转稳定性。但对于导电嘴磨损大以及高速旋转电弧焊炬的电源接入困难等坏处没有实质性的改进[10]。