近年来在石油石化、工程机械、核电、海洋工程等工业领域中,大壁厚钢结构的使用量逐渐增加。相对于传统“V”形坡口,采用窄间隙“U”形坡口在大厚壁钢结构焊接中具有节约成本、减少工时的极大优势。窄间隙TIG焊接完全继承了传统TIG焊接热输入量低、焊接缺陷少、焊缝外形美观、电弧稳定性高以及可全位置自动焊的特点。特别适合用于化工产业油气管线对接、核电主管路、随钻测井工具等对焊接质量要求较高的零部件制造。本文设计了一款高度100mm、宽度120mm,厚度8mm的窄间隙TIG焊枪,在焊枪结构受到狭窄空间约束的前提下,实现了导电、冷却、送丝、送气的功能集成,并且通过试验验证了焊接过程的稳定性。本文采用Solidworks simulation软件,对空气强迫对流的冷却条件下的温度场进行分析,得出焊枪枪体各部分在焊接电流作用下的温度梯度。保护气体流动状态对焊接电弧稳定性具有重要影响,采用CFD计算流体力学软件Fluent,以传统TIG焊枪的保护气流场为依据,针对焊枪保护气通道及其出口布局进行了优化设计。为了获得较大的熔池宽度,本文焊接试验系统采用了摆动电弧的方式进行焊接。电弧摆动机构通过Elmo驱动器对伺服电机进行控制,驱动器设定为位移环（UM=5）通过在Elmo studio软件内编程实现了电弧的周期性摆动以及焊接停止后钨极归位功能。窄间隙TIG焊枪摆动电弧焊接试验时,以摆动幅度、摆动速度以及侧壁停留时间为主要参数,研究这些参数对焊缝形貌的影响。试验表明:摆动周期一定时,熔宽以及侧壁熔深与电弧摆动幅度呈正相关,焊缝余高以及坡口熔深随着摆动幅度的增加会有一定程度上的减少,焊缝表面的鱼鳞纹更加密集。通过在窄间隙坡口内进行单道多层焊接,经过7道次堆焊,得到了外型美观的截面焊缝。通过显微硬度测量,观察到焊缝各区域的硬度值变化,焊缝焊核区的维氏硬度整体偏高,平均达到320HV,母材的平均硬度值为140HV。焊接试验表明,研制的窄间隙TIG焊枪可以实现高质量摆动电弧焊接。