鎢極氬弧(hu)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)(ya)(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)焊(han)(han)接時，電極和(he)電弧(hu)(hu)區及(ji)熔(rong)化金(jin)屬(shu)都處于氬(ya)(ya)(ya)氣(qi)(qi)(qi)(qi)保(bao)(bao)護(hu)之(zhi)中，使(shi)之(zhi)與空氣(qi)(qi)(qi)(qi)隔絕。當保(bao)(bao)護(hu)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體采用氦氣(qi)(qi)(qi)(qi)時又稱氦弧(hu)(hu)焊(han)(han)，有時保(bao)(bao)護(hu)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體采用按一定(ding)比(bi)例混合(he)(he)(he)(he)(he)的混合(he)(he)(he)(he)(he)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體，如：氬(ya)(ya)(ya)氣(qi)(qi)(qi)(qi)和(he)氦氣(qi)(qi)(qi)(qi)混合(he)(he)(he)(he)(he)、氬(ya)(ya)(ya)氣(qi)(qi)(qi)(qi)和(he)氫氣(qi)(qi)(qi)(qi)混合(he)(he)(he)(he)(he)。鎢(wu)極氬(ya)(ya)(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)又可分為：直流鎢(wu)極氬(ya)(ya)(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)、交流鎢(wu)極氬(ya)(ya)(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)和(he)鎢(wu)極脈沖氬(ya)(ya)(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)等(deng)。鎢(wu)極氬(ya)(ya)(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)廣泛(fan)(fan)應用于不銹鋼、鈦(tai)合(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)、鋁(lv)合(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)、活潑金(jin)屬(shu)和(he)難熔(rong)金(jin)屬(shu)的焊(han)(han)接。所以，在不銹鋼焊(han)(han)管(guan)(guan)、鈦(tai)合(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)焊(han)(han)管(guan)(guan)和(he)鋁(lv)合(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)焊(han)(han)管(guan)(guan)生(sheng)產中都廣泛(fan)(fan)地應用了(le)鎢(wu)極氬(ya)(ya)(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)。

一、保護氣體

鎢極(ji)氬(ya)弧(hu)焊常(chang)用的保(bao)(bao)護氣(qi)(qi)體(ti)有單一純氬(ya)氣(qi)(qi)和混合氣(qi)(qi)體(ti)（氬(ya)＋氫氬(ya)＋氦(hai)）。有關(guan)焊接(jie)常(chang)用保(bao)(bao)護氣(qi)(qi)體(ti)，請參考第三章《3.5.5焊接(jie)用保(bao)(bao)護氣(qi)(qi)體(ti)》。

 1. 氬氣

  氬(ya)(ya)氣(qi)(qi)比空(kong)氣(qi)(qi)重25%,是(shi)(shi)一種(zhong)惰(duo)性(xing)氣(qi)(qi)體(ti)，用(yong)做保護(hu)(hu)氣(qi)(qi)體(ti)，不(bu)(bu)與金屬起化(hua)學作(zuo)用(yong)，不(bu)(bu)溶解(jie)于金屬中，也(ye)不(bu)(bu)易(yi)漂浮(fu)散(san)失，有利于保護(hu)(hu)作(zuo)用(yong)。另外，氬(ya)(ya)氣(qi)(qi)的(de)導熱(re)系數(shu)小(xiao)，而(er)且是(shi)(shi)單元子氣(qi)(qi)體(ti)，高溫下不(bu)(bu)分解(jie)吸熱(re)，所以在(zai)氬(ya)(ya)氣(qi)(qi)中燃燒的(de)電(dian)弧(hu)熱(re)量損失較小(xiao)。氬(ya)(ya)氣(qi)(qi)保護(hu)(hu)焊時，電(dian)弧(hu)一經引燃，燃燒就很(hen)穩定(ding)。在(zai)各類保護(hu)(hu)氣(qi)(qi)體(ti)中，氬(ya)(ya)弧(hu)的(de)穩定(ding)性(xing)最好，即使(shi)在(zai)低電(dian)弧(hu)電(dian)壓時也(ye)十(shi)分穩定(ding)，一般氬(ya)(ya)弧(hu)焊電(dian)弧(hu)電(dian)壓僅8V~15V。

 2. 氬氣(qi)(qi)、氫氣(qi)(qi)混合氣(qi)(qi)體

 在(zai)焊接保護氣體(ti)氬氣（Ar)中加人(ren)適量的氫氣（H2),可提高電弧溫度(du)，增加母材熱量輸入(ru)，從而提高焊接速度(du)。

3. 氬氣(qi)、氦氣(qi)混(hun)合氣(qi)體

 在焊接(jie)(jie)保護氣體氬氣（Ar)中加入適量(liang)的氦（He),也(ye)(ye)可以(yi)提高(gao)電弧溫(wen)度，增加母材熱量(liang)輸(shu)入，進而(er)也(ye)(ye)能達到提高(gao)焊接(jie)(jie)速(su)度的目的。

二、電極材料及其形(xing)狀

 鎢(wu)極氬(ya)弧焊(han)用(yong)的電(dian)極為鎢(wu)或(huo)氧化鎢(wu)，其熔點高達3400℃,鎢(wu)的逸出功為4.5eV，發射(she)電(dian)子能(neng)力強；氧化鎢(wu)的發射(she)電(dian)子能(neng)力更強。氧化鎢(wu)的制造工藝關鍵是氧化物(wu)與基體材(cai)料(liao)的均勻性，這樣可(ke)提(ti)高電(dian)極的引弧性能(neng)和(he)穩弧性能(neng)。目前國內外常用(yong)的鎢(wu)電(dian)極材(cai)料(liao)主要有純鎢(wu)、鈰鎢(wu)和(he)釷鎢(wu)3種。

 相同的(de)(de)鎢(wu)電極(ji)(ji)(ji)直徑，采(cai)(cai)用不同的(de)(de)極(ji)(ji)(ji)性，其(qi)載(zai)(zai)流能(neng)力相差很(hen)大，純鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)在純氬氣中焊接的(de)(de)許用電流范圍見表(biao)5-1。交(jiao)流焊時，采(cai)(cai)用非(fei)對稱(cheng)波形(xing)或對稱(cheng)波形(xing)，其(qi)載(zai)(zai)流能(neng)力也有差別。國(guo)外最常用的(de)(de)是釷(tu)鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)，國(guo)內普遍采(cai)(cai)用鈰鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)，其(qi)引弧(hu)與穩弧(hu)性能(neng)都不亞于釷(tu)鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)。

  實踐(jian)證明，鎢(wu)極末端的(de)形(xing)狀對焊(han)(han)接(jie)(jie)許用電(dian)流大小(xiao)和焊(han)(han)縫(feng)成(cheng)型(xing)有(you)直接(jie)(jie)影(ying)響(xiang)。一(yi)般(ban)在(zai)焊(han)(han)接(jie)(jie)薄板和焊(han)(han)接(jie)(jie)電(dian)流較(jiao)小(xiao)時，可用小(xiao)直徑的(de)鎢(wu)極并將其磨成(cheng)尖(jian)錐形(xing)（約(yue)20°),這樣，電(dian)弧(hu)容易引燃且穩(wen)(wen)(wen)定。但在(zai)焊(han)(han)接(jie)(jie)電(dian)流較(jiao)大時仍用尖(jian)錐角(jiao)，會因電(dian)流密度過大，而使(shi)尖(jian)錐角(jiao)過熱熔化(hua)并增加燒損；電(dian)弧(hu)斑點(dian)也會擴展到鎢(wu)極末端的(de)錐面上(shang)，使(shi)弧(hu)柱明顯地擴散而飄(piao)蕩不穩(wen)(wen)(wen)，影(ying)響(xiang)焊(han)(han)接(jie)(jie)電(dian)流和焊(han)(han)縫(feng)成(cheng)型(xing)（圖5-4a).因此，在(zai)大電(dian)流焊(han)(han)接(jie)(jie)時要求鎢(wu)極磨成(cheng)鈍(dun)錐角(jiao)（大于90°)或帶有(you)平頂的(de)錐形(xing)（圖5-4b),這樣可使(shi)電(dian)弧(hu)斑點(dian)穩(wen)(wen)(wen)定，弧(hu)柱的(de)擴散減(jian)小(xiao)，對焊(han)(han)件加熱集(ji)中(zhong)，焊(han)(han)縫(feng)成(cheng)型(xing)均(jun)勻。

三、鎢極氬弧焊(han)的(de)種類

1. 直(zhi)流鎢極(ji)氬弧焊

 由于直(zhi)流(liu)(liu)(liu)鎢極(ji)(ji)氬(ya)弧(hu)(hu)焊(han)在焊(han)接過程中電弧(hu)(hu)沒有極(ji)(ji)性(xing)的變化，所(suo)以，電弧(hu)(hu)燃燒穩定(ding)。一般情況下(xia)，直(zhi)流(liu)(liu)(liu)鎢極(ji)(ji)氬(ya)弧(hu)(hu)焊(han)都是采用直(zhi)流(liu)(liu)(liu)正極(ji)(ji)性(xing)，即鎢極(ji)(ji)為陰(yin)極(ji)(ji)（負(fu)極(ji)(ji)）。鎢極(ji)(ji)熔(rong)點(dian)高，在高溫下(xia)電子(zi)發射能力強，電弧(hu)(hu)燃燒會穩定(ding)性(xing)更(geng)好。直(zhi)流(liu)(liu)(liu)鎢極(ji)(ji)氬(ya)弧(hu)(hu)焊(han)采用直(zhi)流(liu)(liu)(liu)正極(ji)(ji)性(xing)的優點(dian)是：

  a. 工件為(wei)陽極（正(zheng)極），工件接受電(dian)子轟擊放出(chu)的全部動能(neng)和位能(neng)（逸出(chu)功(gong)），會(hui)產生大量的熱。因此，熔池(chi)深而窄，焊接效率高，工件的收縮(suo)和變形都小。

  b. 鎢(wu)極(ji)(ji)接(jie)受正離子轟擊時放出(chu)的(de)(de)能量(liang)比(bi)較(jiao)小，并(bing)且由于鎢(wu)極(ji)(ji)在發射電子時需(xu)要(yao)付出(chu)大(da)量(liang)的(de)(de)逸出(chu)功，鎢(wu)極(ji)(ji)產生的(de)(de)熱(re)量(liang)比(bi)較(jiao)小，因(yin)而不(bu)易過熱(re)。所(suo)以(yi)，對于同(tong)一焊接(jie)電流，可以(yi)采用直(zhi)徑較(jiao)小的(de)(de)鎢(wu)棒。例如，同(tong)樣(yang)通過125A焊接(jie)電流選用Φ1.6mm的(de)(de)鎢(wu)極(ji)(ji)就夠了，而直(zhi)流反(fan)極(ji)(ji)性時需(xu)用ф6mm的(de)(de)鎢(wu)極(ji)(ji)。

  c. 鎢棒的熱發射力很強，當采用小直徑鎢棒時，電(dian)流(liu)密度大，有利于電(dian)弧(hu)穩(wen)定，所以，電(dian)弧(hu)穩(wen)定性也比直流(liu)反極性好。

總(zong)之，直(zhi)流正極性優點(dian)較多，焊接中(zhong)應(ying)盡可能采(cai)用(yong)直(zhi)流正極性。

 2. 脈沖鎢極氬弧(hu)焊

 脈(mo)沖鎢(wu)極氬弧焊(han)(han)焊(han)(han)接(jie)時(shi)(shi)，平均焊(han)(han)接(jie)電流是由脈(mo)沖電流、基值電流、脈(mo)沖時(shi)(shi)間和(he)基值時(shi)(shi)間4個(ge)參(can)數(shu)確定的。正確調(diao)節這(zhe)4個(ge)電參(can)數(shu)，可以增加熔深，降低熱影響區寬度，提高焊(han)(han)縫背面成型能力和(he)增加熔池的攪拌作(zuo)用(yong)，是一(yi)種極好的焊(han)(han)接(jie)方法。所以，脈(mo)沖鎢(wu)極氬弧焊(han)(han)也廣泛地應用(yong)于不(bu)銹鋼焊(han)(han)管領(ling)域(yu)，特別適(shi)用(yong)于薄壁焊(han)(han)管的焊(han)(han)接(jie)。

3. 交流鎢極氬弧焊

 交流鎢極(ji)(ji)氬(ya)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)焊(han)(han)接時(shi)，由于正負兩(liang)半波的電(dian)弧(hu)(hu)(hu)電(dian)壓(ya)(ya)及(ji)再(zai)引(yin)燃電(dian)壓(ya)(ya)不(bu)同，導致(zhi)焊(han)(han)接電(dian)流不(bu)對(dui)稱，從而產(chan)生直流分量。這(zhe)既影(ying)響(xiang)了(le)(le)焊(han)(han)縫(feng)成型，又惡化了(le)(le)電(dian)源(yuan)的工(gong)作條件(jian)。所(suo)以(yi)交流鎢極(ji)(ji)氬(ya)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)焊(han)(han)接電(dian)源(yuan)中要設置引(yin)弧(hu)(hu)(hu)、穩弧(hu)(hu)(hu)和消除直流分量的裝置，一(yi)般在不(bu)銹(xiu)鋼焊(han)(han)管生產(chan)中，不(bu)使用交流鎢極(ji)(ji)氬(ya)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)，但鋁(lv)、鋁(lv)合金焊(han)(han)接管就必須采用交流鎢極(ji)(ji)氬(ya)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)。