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)(wu)(wu)極(ji)(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)接時(shi)，電極(ji)(ji)和(he)電弧(hu)區及熔(rong)化金(jin)屬(shu)都(dou)處于氬(ya)(ya)氣(qi)(qi)保(bao)護之(zhi)中，使之(zhi)與空氣(qi)(qi)隔絕(jue)。當保(bao)護氣(qi)(qi)體采用(yong)氦(hai)氣(qi)(qi)時(shi)又稱氦(hai)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)，有時(shi)保(bao)護氣(qi)(qi)體采用(yong)按一(yi)定比例(li)混合的混合氣(qi)(qi)體，如：氬(ya)(ya)氣(qi)(qi)和(he)氦(hai)氣(qi)(qi)混合、氬(ya)(ya)氣(qi)(qi)和(he)氫氣(qi)(qi)混合。鎢(wu)(wu)(wu)極(ji)(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)又可分為：直流鎢(wu)(wu)(wu)極(ji)(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)、交(jiao)流鎢(wu)(wu)(wu)極(ji)(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)和(he)鎢(wu)(wu)(wu)極(ji)(ji)脈沖氬(ya)(ya)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)等。鎢(wu)(wu)(wu)極(ji)(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)廣泛應用(yong)于不銹鋼、鈦合金(jin)、鋁合金(jin)、活(huo)潑(po)金(jin)屬(shu)和(he)難(nan)熔(rong)金(jin)屬(shu)的焊(han)(han)(han)(han)(han)接。所以，在不銹鋼焊(han)(han)(han)(han)(han)管、鈦合金(jin)焊(han)(han)(han)(han)(han)管和(he)鋁合金(jin)焊(han)(han)(han)(han)(han)管生產(chan)中都(dou)廣泛地應用(yong)了(le)鎢(wu)(wu)(wu)極(ji)(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)。

一、保(bao)護氣體

鎢極氬弧(hu)焊(han)常(chang)用的保護(hu)氣(qi)體(ti)有(you)(you)單(dan)一純氬氣(qi)和(he)混合氣(qi)體(ti)（氬＋氫氬＋氦(hai)）。有(you)(you)關焊(han)接常(chang)用保護(hu)氣(qi)體(ti)，請參考第(di)三章《3.5.5焊(han)接用保護(hu)氣(qi)體(ti)》。

 1. 氬氣

  氬(ya)氣(qi)(qi)(qi)比空氣(qi)(qi)(qi)重25%,是一種惰性(xing)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)，用做保(bao)護(hu)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)，不(bu)(bu)與金(jin)屬起(qi)化學作用，不(bu)(bu)溶解于金(jin)屬中，也(ye)不(bu)(bu)易漂浮散失，有利于保(bao)護(hu)作用。另外，氬(ya)氣(qi)(qi)(qi)的導(dao)熱(re)系數小，而且是單元子氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)，高溫下不(bu)(bu)分解吸熱(re)，所以在氬(ya)氣(qi)(qi)(qi)中燃(ran)燒的電弧(hu)(hu)(hu)熱(re)量損失較小。氬(ya)氣(qi)(qi)(qi)保(bao)護(hu)焊時，電弧(hu)(hu)(hu)一經引燃(ran)，燃(ran)燒就很穩(wen)定(ding)。在各(ge)類(lei)保(bao)護(hu)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)中，氬(ya)弧(hu)(hu)(hu)的穩(wen)定(ding)性(xing)最(zui)好，即使在低電弧(hu)(hu)(hu)電壓時也(ye)十分穩(wen)定(ding)，一般(ban)氬(ya)弧(hu)(hu)(hu)焊電弧(hu)(hu)(hu)電壓僅8V~15V。

 2. 氬氣、氫氣混(hun)合氣體(ti)

 在(zai)焊接保(bao)護(hu)氣體(ti)氬(ya)氣（Ar)中加人適量(liang)的氫氣（H2),可提高電弧溫度，增(zeng)加母材熱量(liang)輸入，從而(er)提高焊接速度。

3. 氬氣(qi)(qi)、氦氣(qi)(qi)混(hun)合氣(qi)(qi)體(ti)

 在焊接保護氣體氬氣（Ar)中加(jia)入適(shi)量(liang)的氦（He),也可以提(ti)高電弧溫度，增加(jia)母材熱量(liang)輸入，進而也能(neng)達到(dao)提(ti)高焊接速度的目的。

二、電(dian)極材料及其形狀

 鎢(wu)極氬弧(hu)(hu)焊用的(de)電(dian)極為鎢(wu)或氧(yang)化(hua)鎢(wu)，其熔點(dian)高(gao)達3400℃,鎢(wu)的(de)逸出功為4.5eV，發射(she)(she)電(dian)子能力強；氧(yang)化(hua)鎢(wu)的(de)發射(she)(she)電(dian)子能力更(geng)強。氧(yang)化(hua)鎢(wu)的(de)制造工藝(yi)關(guan)鍵是氧(yang)化(hua)物與基體(ti)材(cai)料的(de)均勻性，這樣可提高(gao)電(dian)極的(de)引弧(hu)(hu)性能和(he)穩(wen)弧(hu)(hu)性能。目前國內外常用的(de)鎢(wu)電(dian)極材(cai)料主要有純鎢(wu)、鈰(shi)鎢(wu)和(he)釷鎢(wu)3種(zhong)。

 相同(tong)的鎢電極直徑，采用不(bu)同(tong)的極性，其載流能力相差(cha)很大，純(chun)鎢極在純(chun)氬氣中焊接的許用電流范圍見表5-1。交流焊時，采用非對稱波形或對稱波形，其載流能力也有差(cha)別。國(guo)外最(zui)常用的是釷(tu)鎢極，國(guo)內普遍采用鈰鎢極，其引(yin)弧(hu)與穩弧(hu)性能都不(bu)亞(ya)于釷(tu)鎢極。

  實踐(jian)證明(ming)，鎢極(ji)(ji)末端的(de)形(xing)(xing)狀對焊(han)(han)(han)接(jie)許(xu)用(yong)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)大(da)(da)小(xiao)(xiao)和焊(han)(han)(han)縫成(cheng)型有(you)直接(jie)影響。一般(ban)在(zai)(zai)焊(han)(han)(han)接(jie)薄板和焊(han)(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)較小(xiao)(xiao)時，可用(yong)小(xiao)(xiao)直徑的(de)鎢極(ji)(ji)并將其磨成(cheng)尖錐(zhui)形(xing)(xing)（約(yue)20°),這(zhe)樣(yang)，電(dian)(dian)弧(hu)(hu)容易(yi)引燃且穩定(ding)。但在(zai)(zai)焊(han)(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)較大(da)(da)時仍用(yong)尖錐(zhui)角(jiao)，會因電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)密度(du)過大(da)(da)，而使(shi)尖錐(zhui)角(jiao)過熱(re)熔化并增(zeng)加燒(shao)損(sun)；電(dian)(dian)弧(hu)(hu)斑(ban)點也會擴(kuo)(kuo)展到鎢極(ji)(ji)末端的(de)錐(zhui)面上，使(shi)弧(hu)(hu)柱明(ming)顯地擴(kuo)(kuo)散而飄蕩不穩，影響焊(han)(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)和焊(han)(han)(han)縫成(cheng)型（圖5-4a).因此，在(zai)(zai)大(da)(da)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)焊(han)(han)(han)接(jie)時要求鎢極(ji)(ji)磨成(cheng)鈍錐(zhui)角(jiao)（大(da)(da)于90°)或帶(dai)有(you)平(ping)頂的(de)錐(zhui)形(xing)(xing)（圖5-4b),這(zhe)樣(yang)可使(shi)電(dian)(dian)弧(hu)(hu)斑(ban)點穩定(ding)，弧(hu)(hu)柱的(de)擴(kuo)(kuo)散減(jian)小(xiao)(xiao)，對焊(han)(han)(han)件加熱(re)集中，焊(han)(han)(han)縫成(cheng)型均(jun)勻(yun)。

三、鎢極氬弧焊的種類

1. 直流(liu)鎢極氬弧焊

 由于(yu)直流鎢極(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)焊在焊接過程中(zhong)電(dian)弧(hu)沒有極(ji)性(xing)的變化，所以，電(dian)弧(hu)燃燒穩(wen)定。一般情況下(xia)，直流鎢極(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)焊都是采用直流正極(ji)性(xing)，即鎢極(ji)為陰極(ji)（負極(ji)）。鎢極(ji)熔點高，在高溫下(xia)電(dian)子發射能力強，電(dian)弧(hu)燃燒會(hui)穩(wen)定性(xing)更好。直流鎢極(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)焊采用直流正極(ji)性(xing)的優點是：

  a. 工(gong)件為陽極（正(zheng)極），工(gong)件接受電子轟擊放出(chu)的(de)全部動能和位(wei)能（逸(yi)出(chu)功），會產(chan)生大量的(de)熱。因此，熔池深而窄，焊接效率高，工(gong)件的(de)收縮和變形都小。

  b. 鎢(wu)極(ji)(ji)接(jie)受(shou)正離(li)子轟擊(ji)時放出(chu)(chu)的(de)能量(liang)比(bi)較小(xiao)，并且(qie)由于鎢(wu)極(ji)(ji)在發射電(dian)子時需要付出(chu)(chu)大量(liang)的(de)逸出(chu)(chu)功，鎢(wu)極(ji)(ji)產(chan)生的(de)熱(re)量(liang)比(bi)較小(xiao)，因而不易過熱(re)。所(suo)以，對(dui)于同一焊接(jie)電(dian)流(liu)，可以采(cai)用直徑較小(xiao)的(de)鎢(wu)棒。例如(ru)，同樣通過125A焊接(jie)電(dian)流(liu)選用Φ1.6mm的(de)鎢(wu)極(ji)(ji)就夠了，而直流(liu)反極(ji)(ji)性時需用ф6mm的(de)鎢(wu)極(ji)(ji)。

  c. 鎢棒(bang)(bang)的熱發射力很(hen)強，當采用小直徑鎢棒(bang)(bang)時，電(dian)(dian)流(liu)密(mi)度大，有利(li)于電(dian)(dian)弧穩定，所以(yi)，電(dian)(dian)弧穩定性也比(bi)直流(liu)反極性好。

總之，直流正(zheng)極性優點(dian)較(jiao)多(duo)，焊(han)接中應盡(jin)可能采(cai)用直流正(zheng)極性。

 2. 脈沖鎢極氬弧焊

 脈(mo)(mo)(mo)沖鎢(wu)極(ji)氬弧(hu)焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)接(jie)時(shi)，平均焊(han)(han)(han)接(jie)電(dian)流(liu)是由脈(mo)(mo)(mo)沖電(dian)流(liu)、基(ji)值(zhi)(zhi)電(dian)流(liu)、脈(mo)(mo)(mo)沖時(shi)間(jian)和(he)基(ji)值(zhi)(zhi)時(shi)間(jian)4個參數確定的。正確調節這4個電(dian)參數，可以(yi)增(zeng)(zeng)加(jia)熔(rong)深，降低熱影響(xiang)區寬度，提高焊(han)(han)(han)縫背面成型能(neng)力和(he)增(zeng)(zeng)加(jia)熔(rong)池的攪拌作(zuo)用，是一種極(ji)好的焊(han)(han)(han)接(jie)方(fang)法。所以(yi)，脈(mo)(mo)(mo)沖鎢(wu)極(ji)氬弧(hu)焊(han)(han)(han)也廣泛地(di)應(ying)用于(yu)不銹(xiu)鋼焊(han)(han)(han)管領域，特別適用于(yu)薄(bo)壁(bi)焊(han)(han)(han)管的焊(han)(han)(han)接(jie)。

3. 交流(liu)鎢極氬(ya)弧(hu)焊(han)

 交(jiao)流(liu)(liu)(liu)鎢極(ji)氬(ya)弧(hu)(hu)焊焊接時，由于正(zheng)負兩半波的電(dian)弧(hu)(hu)電(dian)壓(ya)及再引燃電(dian)壓(ya)不(bu)同(tong)，導致焊接電(dian)流(liu)(liu)(liu)不(bu)對稱，從而產生直流(liu)(liu)(liu)分量(liang)。這(zhe)既影響了焊縫成型，又惡化了電(dian)源的工作條(tiao)件。所以交(jiao)流(liu)(liu)(liu)鎢極(ji)氬(ya)弧(hu)(hu)焊焊接電(dian)源中要設置(zhi)引弧(hu)(hu)、穩弧(hu)(hu)和(he)消除直流(liu)(liu)(liu)分量(liang)的裝置(zhi)，一般在不(bu)銹鋼焊管生產中，不(bu)使用(yong)交(jiao)流(liu)(liu)(liu)鎢極(ji)氬(ya)弧(hu)(hu)焊，但(dan)鋁、鋁合金(jin)焊接管就必須(xu)采用(yong)交(jiao)流(liu)(liu)(liu)鎢極(ji)氬(ya)弧(hu)(hu)焊。