无渣自保护药芯焊丝自动化程度高、节能降耗效应明显,是最有发展潜力的焊接材料之一,其具有的无需外接气体保护、无需清渣等特点,有望弥补窄间隙焊接的多层焊易夹渣和外接气管可达性受限等缺点。为了实现无渣自保护药芯焊丝在窄间隙焊接中的应用,还需解决侧壁熔合及电弧稳定性等关键技术问题。为此,本课题自制了高锰/高铝两种无渣自保护药芯焊丝,通过两种焊丝在窄间隙焊接结构上的焊接对比性试验,深入研究了无渣自保护药芯焊丝在窄间隙结构中的焊接性能。研究了无渣自保护药芯焊丝的窄间隙焊接电弧物理行为。两种焊丝在12mm窄间隙空间中都存在着短路过渡、弧桥并存过渡、排斥过渡、颗粒过渡四种过渡形式;焊丝焊时的电弧稳定性在8mm窄间隙空间中要比12mm窄间隙差。研究了无渣自保护药芯焊丝的窄间隙焊接工艺性能。高锰焊丝在窄间隙焊接中的烟尘较高铝焊丝大,窄间隙焊接空间对两种焊丝的飞溅率、渣附面积占比情况、熔敷效率等工艺性能有着不同程度的优化作用。在12mm窄间隙焊缝宏观形貌上,由于反应性气体的复杂性,高锰焊丝较高铝焊丝出现气孔的几率更大。从侧壁熔合度的角度,高锰焊丝焊接最优参数在260A,30V左右,高铝焊丝焊接最优参数在260A~280A,27V~30V。焊丝在更窄的8mm窄间隙空间中的工艺性能及侧壁熔合度上并未有更好的表现。分析了无渣自保护药芯焊丝的窄间隙焊接适用性。两种焊丝在12mm窄间隙焊接上的工艺性能表现良好,且母材可推广为各类钢种。鉴于本试验焊丝合金系设计基于30CrSiA中碳调质钢,考虑其窄间隙力学性能要求,而两种焊丝熔敷金属的微观组织都是珠光体,显微硬度值都在500HV以上。因此,高锰/高铝两种无渣自保护药芯焊丝在试验钢种的窄间隙焊接适用性较好。通过研究两种自保护药芯焊丝在窄间隙焊接中的电弧物理、工艺性能,分析了无渣自保护药芯焊丝在具体钢种窄间隙焊接上的适用性,为无渣自保护药芯焊丝在窄间隙焊接结构上的应用提供了理论和试验依据。