随着核电、造船等一些重大装备制造领域快速发展，对钢板的需求量越来越高，钢板厚度也越来越大。由于受锻造设备生产能力的限制，目前国内外一次轧制成形的钢板厚度多数在250mm以下，对于此厚度以上的钢板，通常采用两块钢板铸坯相叠加，然后侧面封焊，再进行二次轧合的方法来制造。本课题针对大厚度钢板轧合生产方案中侧面封焊的工艺要求，采用摆动电弧窄间隙熔化极气体保护焊（NG-GMAW）进行横向焊接实验，对钢板侧面的焊接焊缝成形及其影响因素进行研究，得到了成形良好的焊缝。本课题首先对原有的窄间隙GMAW焊枪进行了结构优化与改进，通过改换驱动电机、气体保护罩、导电嘴等使焊枪满足横向焊接要求。以Q345D钢为焊接母材，通过正交试验，研究了单层焊接条件下各焊接参数对焊缝成形的影响规律，重点研究了电弧摆动幅度、摆动频率与焊缝成形之间的关系，并得到了最佳焊接参数范围。在此基础上研究了横向多层焊接时熔池易下淌及侧壁未熔合等焊接缺陷的产生原因，并通过对焊接参数的调控，找到一条控制焊接缺陷，改善焊缝成形的途径。最后，通过高速摄影系统对焊接过程中熔滴过渡方式及电弧摆动行为的图像采集，分析了摆动时熔滴过渡方式及电弧加热区域的变化对焊缝成形的影响规律。实验结果表明，摆动电弧窄间隙焊枪可以满足坡口深度达60mm的窄间隙横向焊接要求，焊接过程中电弧燃烧稳定，焊缝表面成形良好。摆动电弧增大了电弧对熔池的作用面积，电弧力有效地抑制了熔池的下淌。电弧加热范围的增大，改善了侧壁受热不均的情况，由焊缝金相组织可以看出焊缝侧壁熔合良好。通过高速摄影可以看出，焊接过程中同时存在射滴与射流过渡两种熔滴过渡方式，摆动电弧对上下侧壁加热均匀。对焊缝进行Z向拉伸实验，断裂均发生在母材区，表明焊缝质量满足要求。通过对比三种多层多道焊接方式可知，单侧坡口复合焊接由于装配简便，更适合于实际焊接需求。