鎢(wu)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(ji)(ji)(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接時(shi)，電(dian)極(ji)(ji)(ji)和(he)電(dian)弧(hu)(hu)區及熔化(hua)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬都處于(yu)氬(ya)(ya)氣(qi)保(bao)護之中，使之與(yu)空氣(qi)隔絕(jue)。當保(bao)護氣(qi)體(ti)采(cai)用(yong)(yong)氦氣(qi)時(shi)又稱氦弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)，有時(shi)保(bao)護氣(qi)體(ti)采(cai)用(yong)(yong)按一定(ding)比例混合(he)(he)(he)(he)(he)的混合(he)(he)(he)(he)(he)氣(qi)體(ti)，如：氬(ya)(ya)氣(qi)和(he)氦氣(qi)混合(he)(he)(he)(he)(he)、氬(ya)(ya)氣(qi)和(he)氫氣(qi)混合(he)(he)(he)(he)(he)。鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)又可分為：直(zhi)流鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)、交流鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)和(he)鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)脈沖氬(ya)(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)等。鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)廣(guang)泛(fan)應用(yong)(yong)于(yu)不銹鋼、鈦(tai)合(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)、鋁合(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)、活潑金(jin)(jin)(jin)(jin)屬和(he)難熔金(jin)(jin)(jin)(jin)屬的焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接。所以，在(zai)不銹鋼焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)管、鈦(tai)合(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)管和(he)鋁合(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)管生產中都廣(guang)泛(fan)地應用(yong)(yong)了鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)。
一(yi)、保護氣體
鎢極氬(ya)(ya)弧焊常用(yong)(yong)的保(bao)護(hu)氣(qi)體(ti)(ti)有單一純氬(ya)(ya)氣(qi)和混合氣(qi)體(ti)(ti)（氬(ya)(ya)＋氫氬(ya)(ya)＋氦）。有關焊接常用(yong)(yong)保(bao)護(hu)氣(qi)體(ti)(ti)，請參(can)考第三(san)章《3.5.5焊接用(yong)(yong)保(bao)護(hu)氣(qi)體(ti)(ti)》。
1. 氬氣
氬氣(qi)(qi)(qi)比空氣(qi)(qi)(qi)重25%,是一種惰性氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)，用做(zuo)保(bao)護(hu)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)，不(bu)與金屬起(qi)化學作用，不(bu)溶解于金屬中，也不(bu)易漂浮散(san)失(shi)，有利于保(bao)護(hu)作用。另外(wai)，氬氣(qi)(qi)(qi)的(de)導熱系數小(xiao)(xiao)，而(er)且是單(dan)元子氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)，高溫下不(bu)分解吸熱，所(suo)以在氬氣(qi)(qi)(qi)中燃燒的(de)電(dian)弧熱量損(sun)失(shi)較小(xiao)(xiao)。氬氣(qi)(qi)(qi)保(bao)護(hu)焊(han)時，電(dian)弧一經引燃，燃燒就很穩定。在各類保(bao)護(hu)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)中，氬弧的(de)穩定性最好，即使在低(di)電(dian)弧電(dian)壓時也十分穩定，一般(ban)氬弧焊(han)電(dian)弧電(dian)壓僅8V~15V。
2. 氬氣(qi)、氫氣(qi)混合(he)氣(qi)體
在(zai)焊接(jie)保(bao)護氣(qi)(qi)體氬氣(qi)(qi)（Ar)中加(jia)(jia)人適量(liang)的(de)氫氣(qi)(qi)（H2),可提高(gao)電弧溫(wen)度，增加(jia)(jia)母材熱(re)量(liang)輸入，從而提高(gao)焊接(jie)速度。
3. 氬(ya)氣(qi)、氦氣(qi)混合氣(qi)體
在(zai)焊(han)接保護氣體氬氣（Ar)中加入適量(liang)的氦（He),也(ye)可以提高電(dian)弧(hu)溫度，增(zeng)加母材熱量(liang)輸入，進而也(ye)能達到提高焊(han)接速度的目(mu)的。
二、電極(ji)材料及其(qi)形(xing)狀
鎢(wu)(wu)(wu)極氬(ya)弧(hu)焊(han)用的(de)(de)電極為鎢(wu)(wu)(wu)或(huo)氧(yang)化(hua)鎢(wu)(wu)(wu)，其熔點(dian)高(gao)達3400℃,鎢(wu)(wu)(wu)的(de)(de)逸出(chu)功為4.5eV，發(fa)射電子能(neng)力強；氧(yang)化(hua)鎢(wu)(wu)(wu)的(de)(de)發(fa)射電子能(neng)力更(geng)強。氧(yang)化(hua)鎢(wu)(wu)(wu)的(de)(de)制造(zao)工(gong)藝關鍵是氧(yang)化(hua)物與基體(ti)材料(liao)的(de)(de)均勻性(xing)，這樣可提(ti)高(gao)電極的(de)(de)引弧(hu)性(xing)能(neng)和(he)(he)穩(wen)弧(hu)性(xing)能(neng)。目前國內(nei)外常用的(de)(de)鎢(wu)(wu)(wu)電極材料(liao)主(zhu)要(yao)有純鎢(wu)(wu)(wu)、鈰鎢(wu)(wu)(wu)和(he)(he)釷鎢(wu)(wu)(wu)3種。
相同的(de)鎢電極(ji)(ji)(ji)直徑，采(cai)(cai)用不同的(de)極(ji)(ji)(ji)性(xing)，其載流(liu)能(neng)力相差很大，純(chun)鎢極(ji)(ji)(ji)在純(chun)氬氣(qi)中(zhong)焊(han)接的(de)許用電流(liu)范(fan)圍見(jian)表5-1。交流(liu)焊(han)時(shi)，采(cai)(cai)用非對稱(cheng)(cheng)波形或對稱(cheng)(cheng)波形，其載流(liu)能(neng)力也有差別。國(guo)外(wai)最常(chang)用的(de)是釷鎢極(ji)(ji)(ji)，國(guo)內普(pu)遍采(cai)(cai)用鈰鎢極(ji)(ji)(ji)，其引(yin)弧與穩弧性(xing)能(neng)都(dou)不亞于(yu)釷鎢極(ji)(ji)(ji)。
實踐證明(ming)，鎢(wu)(wu)極(ji)末端(duan)的(de)(de)形(xing)狀對(dui)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)許用(yong)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)大(da)小(xiao)(xiao)(xiao)和焊(han)(han)(han)縫成(cheng)(cheng)型有直(zhi)接(jie)(jie)(jie)影(ying)響(xiang)。一(yi)般在(zai)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)薄板和焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)較(jiao)小(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)，可用(yong)小(xiao)(xiao)(xiao)直(zhi)徑的(de)(de)鎢(wu)(wu)極(ji)并(bing)將(jiang)其(qi)磨成(cheng)(cheng)尖錐(zhui)形(xing)（約20°),這(zhe)樣，電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)容易引燃且(qie)穩定(ding)。但在(zai)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)較(jiao)大(da)時(shi)仍用(yong)尖錐(zhui)角(jiao)，會因電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)密(mi)度過(guo)大(da)，而(er)使尖錐(zhui)角(jiao)過(guo)熱熔化(hua)并(bing)增加(jia)燒損；電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)斑點也會擴(kuo)展到鎢(wu)(wu)極(ji)末端(duan)的(de)(de)錐(zhui)面(mian)上(shang)，使弧(hu)柱明(ming)顯地(di)擴(kuo)散而(er)飄蕩不穩，影(ying)響(xiang)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)和焊(han)(han)(han)縫成(cheng)(cheng)型（圖(tu)5-4a).因此，在(zai)大(da)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)時(shi)要求鎢(wu)(wu)極(ji)磨成(cheng)(cheng)鈍錐(zhui)角(jiao)（大(da)于90°)或帶有平頂的(de)(de)錐(zhui)形(xing)（圖(tu)5-4b),這(zhe)樣可使電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)斑點穩定(ding)，弧(hu)柱的(de)(de)擴(kuo)散減小(xiao)(xiao)(xiao)，對(dui)焊(han)(han)(han)件加(jia)熱集(ji)中，焊(han)(han)(han)縫成(cheng)(cheng)型均(jun)勻(yun)。
三、鎢極氬弧焊(han)的種(zhong)類(lei)
1. 直流鎢(wu)極氬弧焊
由(you)于直(zhi)(zhi)(zhi)流(liu)鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)(ji)氬弧(hu)焊(han)在(zai)焊(han)接(jie)過程中(zhong)電(dian)弧(hu)沒有極(ji)(ji)(ji)(ji)性(xing)的變化，所(suo)以(yi)，電(dian)弧(hu)燃(ran)燒穩定。一般情況下，直(zhi)(zhi)(zhi)流(liu)鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)(ji)氬弧(hu)焊(han)都是(shi)(shi)采(cai)用直(zhi)(zhi)(zhi)流(liu)正極(ji)(ji)(ji)(ji)性(xing)，即鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)(ji)為陰極(ji)(ji)(ji)(ji)（負極(ji)(ji)(ji)(ji)）。鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)(ji)熔(rong)點(dian)高(gao)，在(zai)高(gao)溫下電(dian)子發(fa)射能力(li)強，電(dian)弧(hu)燃(ran)燒會穩定性(xing)更好。直(zhi)(zhi)(zhi)流(liu)鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)(ji)氬弧(hu)焊(han)采(cai)用直(zhi)(zhi)(zhi)流(liu)正極(ji)(ji)(ji)(ji)性(xing)的優點(dian)是(shi)(shi)：
a. 工件(jian)(jian)為陽極（正極），工件(jian)(jian)接受電子轟擊放出的(de)全部動能和(he)位能（逸出功），會產生大(da)量的(de)熱。因此，熔(rong)池深而窄，焊接效率(lv)高，工件(jian)(jian)的(de)收縮和(he)變(bian)形都(dou)小。
b. 鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)接受正離子(zi)轟擊時(shi)(shi)放(fang)出(chu)(chu)的(de)能量(liang)比較小(xiao)，并(bing)且(qie)由于(yu)(yu)鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)在發射電子(zi)時(shi)(shi)需(xu)要付出(chu)(chu)大量(liang)的(de)逸出(chu)(chu)功(gong)，鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)產生的(de)熱(re)量(liang)比較小(xiao)，因(yin)而不(bu)易過熱(re)。所(suo)以，對(dui)于(yu)(yu)同一焊接電流(liu)，可以采用直徑(jing)較小(xiao)的(de)鎢(wu)棒。例如，同樣(yang)通(tong)過125A焊接電流(liu)選用Φ1.6mm的(de)鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)就夠了，而直流(liu)反(fan)極(ji)(ji)(ji)性時(shi)(shi)需(xu)用ф6mm的(de)鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)。
c. 鎢(wu)棒的(de)熱(re)發射(she)力很(hen)強，當采用(yong)小直(zhi)徑(jing)鎢(wu)棒時，電流密度大，有利(li)于電弧穩定，所以，電弧穩定性(xing)也比直(zhi)流反極(ji)性(xing)好。
總之，直流(liu)正(zheng)極性優(you)點較(jiao)多，焊接中應盡可能(neng)采用直流(liu)正(zheng)極性。
2. 脈沖鎢極氬弧焊
脈(mo)(mo)沖鎢極(ji)氬(ya)(ya)弧焊(han)焊(han)接(jie)(jie)時，平均焊(han)接(jie)(jie)電(dian)流(liu)是(shi)由脈(mo)(mo)沖電(dian)流(liu)、基(ji)值電(dian)流(liu)、脈(mo)(mo)沖時間(jian)和基(ji)值時間(jian)4個(ge)參(can)數確定的。正(zheng)確調節這4個(ge)電(dian)參(can)數，可以增加熔深，降低熱(re)影(ying)響區寬度，提高焊(han)縫背面成型能(neng)力和增加熔池的攪拌作用(yong)，是(shi)一種(zhong)極(ji)好的焊(han)接(jie)(jie)方法。所以，脈(mo)(mo)沖鎢極(ji)氬(ya)(ya)弧焊(han)也(ye)廣泛地應用(yong)于不銹(xiu)鋼焊(han)管領域，特(te)別適用(yong)于薄壁焊(han)管的焊(han)接(jie)(jie)。
3. 交流鎢極氬弧焊(han)
交(jiao)流鎢極(ji)(ji)氬弧(hu)焊(han)(han)焊(han)(han)接(jie)時，由(you)于正(zheng)負兩半波的電弧(hu)電壓(ya)及再(zai)引燃(ran)電壓(ya)不(bu)同，導致焊(han)(han)接(jie)電流不(bu)對稱，從(cong)而(er)產(chan)生(sheng)直流分量。這既影響(xiang)了(le)焊(han)(han)縫成型(xing)，又惡化了(le)電源(yuan)的工(gong)作條件(jian)。所以(yi)交(jiao)流鎢極(ji)(ji)氬弧(hu)焊(han)(han)焊(han)(han)接(jie)電源(yuan)中(zhong)要(yao)設(she)置(zhi)引弧(hu)、穩弧(hu)和消除直流分量的裝置(zhi)，一般(ban)在不(bu)銹鋼(gang)焊(han)(han)管(guan)(guan)生(sheng)產(chan)中(zhong)，不(bu)使(shi)用交(jiao)流鎢極(ji)(ji)氬弧(hu)焊(han)(han)，但(dan)鋁(lv)、鋁(lv)合金焊(han)(han)接(jie)管(guan)(guan)就必須采(cai)用交(jiao)流鎢極(ji)(ji)氬弧(hu)焊(han)(han)。
