鎢極氬弧焊又叫做非熔化極氬弧焊，通常用TIG來表示，TIG是英文Tungsten Inert Gas Arc Welding的縮寫。鎢極氬弧焊是借助高熔點的金屬鎢作為一個電極，工件作為另一個電極，利用氬氣（Ar)作為保護氣體，并在鎢極與工件之間引燃電弧進行焊接，如圖5-3所示。

 鎢(wu)極氬(ya)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)焊(han)(han)接(jie)時(shi)，電極和(he)電弧(hu)(hu)(hu)區及(ji)熔化金(jin)(jin)屬都(dou)處于(yu)氬(ya)氣(qi)(qi)保護(hu)(hu)之(zhi)中(zhong)，使之(zhi)與空氣(qi)(qi)隔絕。當保護(hu)(hu)氣(qi)(qi)體采用(yong)(yong)氦(hai)氣(qi)(qi)時(shi)又稱氦(hai)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)，有時(shi)保護(hu)(hu)氣(qi)(qi)體采用(yong)(yong)按(an)一定比(bi)例(li)混合(he)(he)(he)的混合(he)(he)(he)氣(qi)(qi)體，如：氬(ya)氣(qi)(qi)和(he)氦(hai)氣(qi)(qi)混合(he)(he)(he)、氬(ya)氣(qi)(qi)和(he)氫氣(qi)(qi)混合(he)(he)(he)。鎢(wu)極氬(ya)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)又可分(fen)為(wei)：直流(liu)(liu)鎢(wu)極氬(ya)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)、交流(liu)(liu)鎢(wu)極氬(ya)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)和(he)鎢(wu)極脈沖氬(ya)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)等。鎢(wu)極氬(ya)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)廣泛應(ying)用(yong)(yong)于(yu)不(bu)銹鋼、鈦合(he)(he)(he)金(jin)(jin)、鋁合(he)(he)(he)金(jin)(jin)、活潑金(jin)(jin)屬和(he)難熔金(jin)(jin)屬的焊(han)(han)接(jie)。所以(yi)，在(zai)不(bu)銹鋼焊(han)(han)管、鈦合(he)(he)(he)金(jin)(jin)焊(han)(han)管和(he)鋁合(he)(he)(he)金(jin)(jin)焊(han)(han)管生產中(zhong)都(dou)廣泛地應(ying)用(yong)(yong)了鎢(wu)極氬(ya)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)。

一(yi)、保護氣體(ti)

鎢(wu)極氬(ya)弧焊常用的保護(hu)氣(qi)體(ti)有單(dan)一(yi)純氬(ya)氣(qi)和混合氣(qi)體(ti)（氬(ya)＋氫氬(ya)＋氦）。有關焊接(jie)常用保護(hu)氣(qi)體(ti)，請參考第三章《3.5.5焊接(jie)用保護(hu)氣(qi)體(ti)》。

 1. 氬氣

  氬氣(qi)(qi)比空氣(qi)(qi)重25%,是(shi)一(yi)種惰性(xing)氣(qi)(qi)體，用做保(bao)(bao)護(hu)(hu)氣(qi)(qi)體，不(bu)(bu)與金屬起(qi)化學作用，不(bu)(bu)溶解于金屬中，也不(bu)(bu)易(yi)漂浮散失(shi)(shi)，有(you)利于保(bao)(bao)護(hu)(hu)作用。另外，氬氣(qi)(qi)的導熱系(xi)數小(xiao)，而且是(shi)單元子(zi)氣(qi)(qi)體，高溫下不(bu)(bu)分(fen)解吸(xi)熱，所以在氬氣(qi)(qi)中燃燒(shao)的電(dian)弧熱量(liang)損(sun)失(shi)(shi)較小(xiao)。氬氣(qi)(qi)保(bao)(bao)護(hu)(hu)焊(han)時，電(dian)弧一(yi)經引(yin)燃，燃燒(shao)就很穩(wen)定。在各類保(bao)(bao)護(hu)(hu)氣(qi)(qi)體中，氬弧的穩(wen)定性(xing)最好，即(ji)使在低電(dian)弧電(dian)壓時也十分(fen)穩(wen)定，一(yi)般氬弧焊(han)電(dian)弧電(dian)壓僅8V~15V。

 2. 氬氣、氫(qing)氣混合氣體

 在焊接保護氣體氬氣（Ar)中加(jia)人適(shi)量的氫氣（H2),可提(ti)高(gao)電弧溫度(du)(du)，增加(jia)母(mu)材熱量輸入，從而(er)提(ti)高(gao)焊接速度(du)(du)。

3. 氬氣、氦氣混(hun)合(he)氣體

 在焊(han)接(jie)保護氣(qi)體氬氣(qi)（Ar)中加入適(shi)量的(de)氦（He),也可以提(ti)高電(dian)弧溫度，增加母(mu)材(cai)熱量輸入，進而也能達到(dao)提(ti)高焊(han)接(jie)速度的(de)目的(de)。

二(er)、電極材料及其(qi)形狀

 鎢極氬(ya)弧焊用的(de)(de)電極為鎢或(huo)氧化鎢，其熔點高(gao)達3400℃,鎢的(de)(de)逸出功為4.5eV，發射(she)電子能(neng)力強；氧化鎢的(de)(de)發射(she)電子能(neng)力更強。氧化鎢的(de)(de)制造(zao)工(gong)藝(yi)關鍵是氧化物(wu)與基體(ti)材料的(de)(de)均勻性(xing)，這樣可提高(gao)電極的(de)(de)引(yin)弧性(xing)能(neng)和穩弧性(xing)能(neng)。目前國內(nei)外常用的(de)(de)鎢電極材料主要有(you)純鎢、鈰鎢和釷鎢3種。

 相同的(de)(de)(de)鎢電極(ji)直徑，采用(yong)不(bu)同的(de)(de)(de)極(ji)性(xing)，其載流(liu)能力相差(cha)(cha)很大，純鎢極(ji)在純氬(ya)氣中焊接(jie)的(de)(de)(de)許用(yong)電流(liu)范圍見(jian)表5-1。交(jiao)流(liu)焊時(shi)，采用(yong)非對稱波形或對稱波形，其載流(liu)能力也有差(cha)(cha)別(bie)。國外最(zui)常用(yong)的(de)(de)(de)是釷鎢極(ji)，國內(nei)普遍采用(yong)鈰鎢極(ji)，其引弧與穩弧性(xing)能都(dou)不(bu)亞于釷鎢極(ji)。

  實(shi)踐證明，鎢(wu)極末(mo)端的(de)(de)形狀對(dui)焊(han)(han)接許用電流(liu)(liu)(liu)大(da)小和焊(han)(han)縫(feng)(feng)成(cheng)型有直接影(ying)響。一般在(zai)焊(han)(han)接薄板(ban)和焊(han)(han)接電流(liu)(liu)(liu)較小時，可用小直徑的(de)(de)鎢(wu)極并(bing)將其磨(mo)成(cheng)尖錐形（約20°),這(zhe)樣(yang)，電弧容(rong)易引燃(ran)且穩定。但在(zai)焊(han)(han)接電流(liu)(liu)(liu)較大(da)時仍用尖錐角(jiao)，會因(yin)電流(liu)(liu)(liu)密度(du)過大(da)，而使(shi)尖錐角(jiao)過熱熔(rong)化并(bing)增加(jia)燒損；電弧斑點(dian)也會擴展到鎢(wu)極末(mo)端的(de)(de)錐面(mian)上(shang)，使(shi)弧柱明顯地擴散而飄蕩不穩，影(ying)響焊(han)(han)接電流(liu)(liu)(liu)和焊(han)(han)縫(feng)(feng)成(cheng)型（圖(tu)5-4a).因(yin)此，在(zai)大(da)電流(liu)(liu)(liu)焊(han)(han)接時要求(qiu)鎢(wu)極磨(mo)成(cheng)鈍(dun)錐角(jiao)（大(da)于(yu)90°)或(huo)帶(dai)有平(ping)頂的(de)(de)錐形（圖(tu)5-4b),這(zhe)樣(yang)可使(shi)電弧斑點(dian)穩定，弧柱的(de)(de)擴散減小，對(dui)焊(han)(han)件加(jia)熱集中，焊(han)(han)縫(feng)(feng)成(cheng)型均勻。

三、鎢極氬弧焊(han)的種類

1. 直流鎢極氬弧焊

 由于直流(liu)鎢極(ji)(ji)(ji)氬弧焊(han)在焊(han)接過程中電(dian)弧沒有(you)極(ji)(ji)(ji)性(xing)(xing)的變化，所以，電(dian)弧燃燒(shao)穩(wen)定(ding)。一(yi)般情(qing)況下(xia)，直流(liu)鎢極(ji)(ji)(ji)氬弧焊(han)都是采(cai)用(yong)直流(liu)正(zheng)極(ji)(ji)(ji)性(xing)(xing)，即鎢極(ji)(ji)(ji)為陰極(ji)(ji)(ji)（負極(ji)(ji)(ji)）。鎢極(ji)(ji)(ji)熔點高，在高溫下(xia)電(dian)子發射能力強，電(dian)弧燃燒(shao)會穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)更好。直流(liu)鎢極(ji)(ji)(ji)氬弧焊(han)采(cai)用(yong)直流(liu)正(zheng)極(ji)(ji)(ji)性(xing)(xing)的優點是：

  a. 工件(jian)為陽(yang)極(ji)（正極(ji)），工件(jian)接(jie)受電子(zi)轟擊(ji)放出的(de)全部動能(neng)和位能(neng)（逸出功），會產生大量的(de)熱。因此，熔池深而窄(zhai)，焊接(jie)效率高(gao)，工件(jian)的(de)收(shou)縮(suo)和變形都小。

  b. 鎢(wu)極(ji)接(jie)(jie)受正離(li)子轟擊時(shi)(shi)(shi)放出(chu)(chu)(chu)的能量(liang)比較小，并且由于(yu)(yu)鎢(wu)極(ji)在發射電(dian)(dian)子時(shi)(shi)(shi)需要付出(chu)(chu)(chu)大(da)量(liang)的逸出(chu)(chu)(chu)功(gong)，鎢(wu)極(ji)產生的熱(re)(re)量(liang)比較小，因(yin)而不(bu)易過熱(re)(re)。所以，對(dui)于(yu)(yu)同(tong)一(yi)焊(han)接(jie)(jie)電(dian)(dian)流(liu)，可(ke)以采用直徑(jing)較小的鎢(wu)棒。例如(ru)，同(tong)樣(yang)通過125A焊(han)接(jie)(jie)電(dian)(dian)流(liu)選用Φ1.6mm的鎢(wu)極(ji)就夠(gou)了，而直流(liu)反極(ji)性時(shi)(shi)(shi)需用ф6mm的鎢(wu)極(ji)。

  c. 鎢棒的熱發(fa)射力很強，當采用小(xiao)直(zhi)徑鎢棒時，電流密度大，有利于電弧(hu)穩(wen)定，所(suo)以，電弧(hu)穩(wen)定性也比直(zhi)流反(fan)極性好。

總之，直流(liu)正(zheng)極(ji)(ji)性優點較多，焊接中應盡可能(neng)采用(yong)直流(liu)正(zheng)極(ji)(ji)性。

 2. 脈沖鎢極氬弧焊

 脈(mo)沖鎢極(ji)氬弧(hu)(hu)焊(han)焊(han)接時(shi)，平均焊(han)接電(dian)(dian)流(liu)是(shi)由脈(mo)沖電(dian)(dian)流(liu)、基(ji)值電(dian)(dian)流(liu)、脈(mo)沖時(shi)間(jian)和基(ji)值時(shi)間(jian)4個(ge)參數(shu)確(que)定的。正確(que)調節(jie)這4個(ge)電(dian)(dian)參數(shu)，可以(yi)增(zeng)加熔(rong)深，降低熱影響區寬度，提高焊(han)縫背(bei)面成(cheng)型能力和增(zeng)加熔(rong)池的攪拌作用(yong)，是(shi)一種極(ji)好(hao)的焊(han)接方(fang)法。所以(yi)，脈(mo)沖鎢極(ji)氬弧(hu)(hu)焊(han)也廣泛地應用(yong)于不(bu)銹鋼焊(han)管領域，特(te)別適用(yong)于薄壁焊(han)管的焊(han)接。

3. 交流鎢(wu)極氬弧焊

 交(jiao)流(liu)鎢(wu)極氬(ya)(ya)(ya)弧焊(han)(han)焊(han)(han)接(jie)時，由于正(zheng)負兩半波的電(dian)弧電(dian)壓及再引燃電(dian)壓不(bu)同，導(dao)致焊(han)(han)接(jie)電(dian)流(liu)不(bu)對稱，從而(er)產(chan)生直流(liu)分量。這既影響了(le)焊(han)(han)縫(feng)成(cheng)型，又惡化了(le)電(dian)源的工作條件。所以交(jiao)流(liu)鎢(wu)極氬(ya)(ya)(ya)弧焊(han)(han)焊(han)(han)接(jie)電(dian)源中(zhong)要設置(zhi)(zhi)引弧、穩弧和消除直流(liu)分量的裝置(zhi)(zhi)，一(yi)般在(zai)不(bu)銹鋼焊(han)(han)管生產(chan)中(zhong)，不(bu)使用交(jiao)流(liu)鎢(wu)極氬(ya)(ya)(ya)弧焊(han)(han)，但(dan)鋁(lv)、鋁(lv)合金(jin)焊(han)(han)接(jie)管就(jiu)必須采用交(jiao)流(liu)鎢(wu)極氬(ya)(ya)(ya)弧焊(han)(han)。