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)極(ji)氬(ya)弧焊(han)(han)焊(han)(han)接時(shi)，電極(ji)和(he)電弧區(qu)及(ji)熔化金(jin)屬(shu)都處(chu)于氬(ya)氣(qi)(qi)(qi)保(bao)護(hu)之中，使之與空氣(qi)(qi)(qi)隔絕。當(dang)保(bao)護(hu)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)采用(yong)(yong)氦氣(qi)(qi)(qi)時(shi)又(you)稱氦弧焊(han)(han)，有時(shi)保(bao)護(hu)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)采用(yong)(yong)按一定比例混(hun)合(he)的(de)混(hun)合(he)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)，如：氬(ya)氣(qi)(qi)(qi)和(he)氦氣(qi)(qi)(qi)混(hun)合(he)、氬(ya)氣(qi)(qi)(qi)和(he)氫氣(qi)(qi)(qi)混(hun)合(he)。鎢(wu)(wu)極(ji)氬(ya)弧焊(han)(han)又(you)可分為：直(zhi)流(liu)鎢(wu)(wu)極(ji)氬(ya)弧焊(han)(han)、交(jiao)流(liu)鎢(wu)(wu)極(ji)氬(ya)弧焊(han)(han)和(he)鎢(wu)(wu)極(ji)脈(mo)沖氬(ya)弧焊(han)(han)等(deng)。鎢(wu)(wu)極(ji)氬(ya)弧焊(han)(han)廣泛應(ying)用(yong)(yong)于不(bu)銹鋼、鈦合(he)金(jin)、鋁(lv)合(he)金(jin)、活潑金(jin)屬(shu)和(he)難熔金(jin)屬(shu)的(de)焊(han)(han)接。所(suo)以(yi)，在不(bu)銹鋼焊(han)(han)管(guan)、鈦合(he)金(jin)焊(han)(han)管(guan)和(he)鋁(lv)合(he)金(jin)焊(han)(han)管(guan)生產中都廣泛地應(ying)用(yong)(yong)了鎢(wu)(wu)極(ji)氬(ya)弧焊(han)(han)。

一、保護(hu)氣體

鎢極氬(ya)弧焊常(chang)用(yong)的保護氣(qi)(qi)體(ti)有(you)單一(yi)純氬(ya)氣(qi)(qi)和混合氣(qi)(qi)體(ti)（氬(ya)＋氫(qing)氬(ya)＋氦）。有(you)關焊接常(chang)用(yong)保護氣(qi)(qi)體(ti)，請參考(kao)第(di)三章《3.5.5焊接用(yong)保護氣(qi)(qi)體(ti)》。

 1. 氬氣

  氬(ya)(ya)氣(qi)比空(kong)氣(qi)重(zhong)25%,是(shi)一(yi)(yi)種惰性(xing)氣(qi)體(ti)(ti)(ti)，用(yong)做保(bao)護(hu)氣(qi)體(ti)(ti)(ti)，不與金屬起化學作(zuo)用(yong)，不溶(rong)解于金屬中(zhong)(zhong)，也不易漂浮(fu)散失，有利于保(bao)護(hu)作(zuo)用(yong)。另外，氬(ya)(ya)氣(qi)的導熱系(xi)數小，而且是(shi)單元子氣(qi)體(ti)(ti)(ti)，高溫下不分解吸(xi)熱，所(suo)以在(zai)氬(ya)(ya)氣(qi)中(zhong)(zhong)燃(ran)燒(shao)的電(dian)(dian)弧(hu)(hu)熱量損失較(jiao)小。氬(ya)(ya)氣(qi)保(bao)護(hu)焊時，電(dian)(dian)弧(hu)(hu)一(yi)(yi)經引燃(ran)，燃(ran)燒(shao)就很穩定(ding)。在(zai)各類(lei)保(bao)護(hu)氣(qi)體(ti)(ti)(ti)中(zhong)(zhong)，氬(ya)(ya)弧(hu)(hu)的穩定(ding)性(xing)最好，即使在(zai)低電(dian)(dian)弧(hu)(hu)電(dian)(dian)壓(ya)時也十分穩定(ding)，一(yi)(yi)般氬(ya)(ya)弧(hu)(hu)焊電(dian)(dian)弧(hu)(hu)電(dian)(dian)壓(ya)僅8V~15V。

 2. 氬氣(qi)(qi)、氫氣(qi)(qi)混(hun)合(he)氣(qi)(qi)體

 在焊接保護氣(qi)體(ti)氬(ya)氣(qi)（Ar)中加人適量的氫氣(qi)（H2),可(ke)提高電弧溫度，增加母材熱量輸(shu)入，從而提高焊接速度。

3. 氬氣、氦氣混合氣體

 在焊接(jie)保(bao)護氣體氬(ya)氣（Ar)中(zhong)加入適(shi)量(liang)的氦（He),也可(ke)以(yi)提(ti)高電弧溫度(du)(du)，增加母材熱(re)量(liang)輸入，進而(er)也能達(da)到提(ti)高焊接(jie)速度(du)(du)的目的。

二、電(dian)極材料及其形狀

 鎢(wu)(wu)(wu)極氬弧(hu)焊用的(de)(de)(de)電(dian)極為鎢(wu)(wu)(wu)或氧(yang)化鎢(wu)(wu)(wu)，其(qi)熔(rong)點(dian)高達3400℃,鎢(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)逸出(chu)功為4.5eV，發(fa)射電(dian)子能力強；氧(yang)化鎢(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)發(fa)射電(dian)子能力更強。氧(yang)化鎢(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)制造工藝關鍵(jian)是氧(yang)化物與基體(ti)材料的(de)(de)(de)均勻(yun)性，這樣可提高電(dian)極的(de)(de)(de)引弧(hu)性能和穩(wen)弧(hu)性能。目(mu)前國內外(wai)常用的(de)(de)(de)鎢(wu)(wu)(wu)電(dian)極材料主要有純鎢(wu)(wu)(wu)、鈰(shi)鎢(wu)(wu)(wu)和釷鎢(wu)(wu)(wu)3種。

 相(xiang)同(tong)的(de)鎢電(dian)極(ji)(ji)直徑，采(cai)用不(bu)同(tong)的(de)極(ji)(ji)性，其(qi)載流能(neng)力(li)相(xiang)差(cha)很大，純(chun)鎢極(ji)(ji)在純(chun)氬(ya)氣(qi)中焊(han)接的(de)許用電(dian)流范圍見表5-1。交流焊(han)時，采(cai)用非對稱波(bo)形(xing)(xing)或對稱波(bo)形(xing)(xing)，其(qi)載流能(neng)力(li)也有差(cha)別。國外最常(chang)用的(de)是釷鎢極(ji)(ji)，國內普遍采(cai)用鈰(shi)鎢極(ji)(ji)，其(qi)引弧(hu)(hu)與穩弧(hu)(hu)性能(neng)都不(bu)亞于釷鎢極(ji)(ji)。

  實(shi)踐證明，鎢(wu)極(ji)(ji)末端(duan)的形(xing)狀對(dui)(dui)焊(han)(han)接(jie)(jie)許(xu)用電流(liu)大(da)(da)小(xiao)和(he)焊(han)(han)縫成(cheng)型有直(zhi)接(jie)(jie)影響(xiang)。一般在(zai)焊(han)(han)接(jie)(jie)薄板和(he)焊(han)(han)接(jie)(jie)電流(liu)較(jiao)小(xiao)時(shi)，可(ke)(ke)用小(xiao)直(zhi)徑(jing)的鎢(wu)極(ji)(ji)并將其磨(mo)成(cheng)尖錐(zhui)形(xing)（約20°),這(zhe)樣，電弧容(rong)易引燃且(qie)穩定。但(dan)在(zai)焊(han)(han)接(jie)(jie)電流(liu)較(jiao)大(da)(da)時(shi)仍(reng)用尖錐(zhui)角，會因電流(liu)密(mi)度過(guo)大(da)(da)，而使(shi)(shi)尖錐(zhui)角過(guo)熱熔化并增加燒損；電弧斑(ban)點也(ye)會擴展(zhan)到鎢(wu)極(ji)(ji)末端(duan)的錐(zhui)面(mian)上(shang)，使(shi)(shi)弧柱明顯地擴散而飄(piao)蕩不穩，影響(xiang)焊(han)(han)接(jie)(jie)電流(liu)和(he)焊(han)(han)縫成(cheng)型（圖5-4a).因此，在(zai)大(da)(da)電流(liu)焊(han)(han)接(jie)(jie)時(shi)要求(qiu)鎢(wu)極(ji)(ji)磨(mo)成(cheng)鈍錐(zhui)角（大(da)(da)于(yu)90°)或帶有平頂的錐(zhui)形(xing)（圖5-4b),這(zhe)樣可(ke)(ke)使(shi)(shi)電弧斑(ban)點穩定，弧柱的擴散減小(xiao)，對(dui)(dui)焊(han)(han)件加熱集(ji)中，焊(han)(han)縫成(cheng)型均勻。

三、鎢極氬弧焊的種類

1. 直流鎢極氬弧焊

 由于直(zhi)流(liu)鎢(wu)(wu)(wu)極(ji)(ji)氬(ya)弧(hu)焊(han)在焊(han)接過程中(zhong)電弧(hu)沒(mei)有極(ji)(ji)性(xing)的變化(hua)，所以，電弧(hu)燃(ran)燒穩(wen)定。一般情況下，直(zhi)流(liu)鎢(wu)(wu)(wu)極(ji)(ji)氬(ya)弧(hu)焊(han)都(dou)是(shi)采(cai)用直(zhi)流(liu)正極(ji)(ji)性(xing)，即鎢(wu)(wu)(wu)極(ji)(ji)為(wei)陰極(ji)(ji)（負(fu)極(ji)(ji)）。鎢(wu)(wu)(wu)極(ji)(ji)熔點高，在高溫(wen)下電子發射能力強，電弧(hu)燃(ran)燒會(hui)穩(wen)定性(xing)更好(hao)。直(zhi)流(liu)鎢(wu)(wu)(wu)極(ji)(ji)氬(ya)弧(hu)焊(han)采(cai)用直(zhi)流(liu)正極(ji)(ji)性(xing)的優點是(shi)：

  a. 工(gong)件為陽極（正(zheng)極），工(gong)件接受電子(zi)轟擊放(fang)出的全(quan)部動能和位能（逸出功），會(hui)產生(sheng)大量的熱。因此，熔池深而(er)窄，焊(han)接效率(lv)高，工(gong)件的收(shou)縮(suo)和變形都(dou)小。

  b. 鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)(ji)接受正離子(zi)轟擊時放(fang)出的(de)能量比較(jiao)小(xiao)，并(bing)且由(you)于(yu)鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)(ji)在發射電子(zi)時需要付出大(da)量的(de)逸出功，鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)(ji)產生的(de)熱(re)量比較(jiao)小(xiao)，因而不易過熱(re)。所(suo)以，對于(yu)同(tong)一焊接電流，可以采用(yong)直徑較(jiao)小(xiao)的(de)鎢(wu)棒(bang)。例如，同(tong)樣通過125A焊接電流選(xuan)用(yong)Φ1.6mm的(de)鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)(ji)就夠(gou)了，而直流反極(ji)(ji)(ji)(ji)性時需用(yong)ф6mm的(de)鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)(ji)。

  c. 鎢(wu)棒的熱(re)發射(she)力(li)很強，當采用小直徑鎢(wu)棒時，電流密(mi)度大，有利于電弧(hu)穩定(ding)，所以，電弧(hu)穩定(ding)性(xing)也比(bi)直流反極(ji)性(xing)好。

總之，直流(liu)正極(ji)性優點較(jiao)多，焊(han)接(jie)中應盡可能采(cai)用直流(liu)正極(ji)性。

 2. 脈(mo)沖(chong)鎢極氬(ya)弧焊

 脈(mo)沖(chong)(chong)鎢極氬弧焊(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)時，平均焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)電流是(shi)由脈(mo)沖(chong)(chong)電流、基值電流、脈(mo)沖(chong)(chong)時間和基值時間4個(ge)參數(shu)確定的(de)。正(zheng)確調節這4個(ge)電參數(shu)，可以增(zeng)加(jia)熔深(shen)，降低熱影響(xiang)區寬度，提高(gao)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫背(bei)面成型(xing)能力和增(zeng)加(jia)熔池的(de)攪拌作用，是(shi)一(yi)種極好的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)方法。所以，脈(mo)沖(chong)(chong)鎢極氬弧焊(han)(han)(han)(han)(han)也廣(guang)泛(fan)地應(ying)用于不(bu)銹鋼焊(han)(han)(han)(han)(han)管(guan)領域，特別適用于薄壁焊(han)(han)(han)(han)(han)管(guan)的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)。

3. 交流鎢(wu)極(ji)氬弧焊

 交流(liu)(liu)鎢極(ji)氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)焊(han)(han)接(jie)時，由于正負兩半波的電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)電(dian)(dian)(dian)壓及再(zai)引(yin)燃電(dian)(dian)(dian)壓不(bu)同，導致焊(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)不(bu)對稱，從而產(chan)生直(zhi)流(liu)(liu)分(fen)量。這既影響了焊(han)(han)縫成型，又惡(e)化了電(dian)(dian)(dian)源的工作條(tiao)件。所以交流(liu)(liu)鎢極(ji)氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)焊(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)(dian)源中要(yao)設(she)置引(yin)弧(hu)(hu)、穩弧(hu)(hu)和消除直(zhi)流(liu)(liu)分(fen)量的裝置，一般在不(bu)銹鋼(gang)焊(han)(han)管(guan)生產(chan)中，不(bu)使用交流(liu)(liu)鎢極(ji)氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)，但鋁(lv)(lv)、鋁(lv)(lv)合(he)金焊(han)(han)接(jie)管(guan)就必須采(cai)用交流(liu)(liu)鎢極(ji)氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)。