鎢極氬(ya)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)氬(ya)弧(hu)(hu)(hu)(hu)焊(han)焊(han)接時，電極(ji)和(he)(he)電弧(hu)(hu)(hu)(hu)區(qu)及熔化金屬(shu)都處于氬(ya)氣(qi)(qi)保(bao)護之中(zhong)，使之與空(kong)氣(qi)(qi)隔(ge)絕。當保(bao)護氣(qi)(qi)體采用(yong)氦氣(qi)(qi)時又稱氦弧(hu)(hu)(hu)(hu)焊(han)，有(you)時保(bao)護氣(qi)(qi)體采用(yong)按一定比例混合(he)(he)的混合(he)(he)氣(qi)(qi)體，如：氬(ya)氣(qi)(qi)和(he)(he)氦氣(qi)(qi)混合(he)(he)、氬(ya)氣(qi)(qi)和(he)(he)氫(qing)氣(qi)(qi)混合(he)(he)。鎢(wu)極(ji)氬(ya)弧(hu)(hu)(hu)(hu)焊(han)又可分為(wei)：直流(liu)鎢(wu)極(ji)氬(ya)弧(hu)(hu)(hu)(hu)焊(han)、交流(liu)鎢(wu)極(ji)氬(ya)弧(hu)(hu)(hu)(hu)焊(han)和(he)(he)鎢(wu)極(ji)脈沖氬(ya)弧(hu)(hu)(hu)(hu)焊(han)等。鎢(wu)極(ji)氬(ya)弧(hu)(hu)(hu)(hu)焊(han)廣泛應用(yong)于不銹鋼(gang)、鈦合(he)(he)金、鋁合(he)(he)金、活潑(po)金屬(shu)和(he)(he)難熔金屬(shu)的焊(han)接。所(suo)以，在不銹鋼(gang)焊(han)管(guan)、鈦合(he)(he)金焊(han)管(guan)和(he)(he)鋁合(he)(he)金焊(han)管(guan)生(sheng)產(chan)中(zhong)都廣泛地應用(yong)了(le)鎢(wu)極(ji)氬(ya)弧(hu)(hu)(hu)(hu)焊(han)。

一、保(bao)護氣體(ti)

鎢極氬弧(hu)焊(han)常用的保(bao)護(hu)氣(qi)(qi)體有單一純(chun)氬氣(qi)(qi)和混合氣(qi)(qi)體（氬＋氫氬＋氦）。有關(guan)焊(han)接(jie)常用保(bao)護(hu)氣(qi)(qi)體，請(qing)參考第(di)三(san)章《3.5.5焊(han)接(jie)用保(bao)護(hu)氣(qi)(qi)體》。

 1. 氬氣

  氬(ya)(ya)(ya)氣(qi)(qi)比空(kong)氣(qi)(qi)重25%,是一種(zhong)惰性氣(qi)(qi)體，用做保護氣(qi)(qi)體，不與金屬起化學作(zuo)用，不溶(rong)解于金屬中，也不易漂浮散失，有利于保護作(zuo)用。另外，氬(ya)(ya)(ya)氣(qi)(qi)的(de)導熱(re)系數小(xiao)，而(er)且是單元子氣(qi)(qi)體，高溫下不分解吸熱(re)，所以在氬(ya)(ya)(ya)氣(qi)(qi)中燃燒(shao)的(de)電(dian)弧熱(re)量損失較小(xiao)。氬(ya)(ya)(ya)氣(qi)(qi)保護焊(han)時，電(dian)弧一經引燃，燃燒(shao)就很(hen)穩定。在各類保護氣(qi)(qi)體中，氬(ya)(ya)(ya)弧的(de)穩定性最好，即使在低電(dian)弧電(dian)壓時也十(shi)分穩定，一般氬(ya)(ya)(ya)弧焊(han)電(dian)弧電(dian)壓僅(jin)8V~15V。

 2. 氬氣、氫氣混(hun)合氣體

 在焊(han)接保護氣體氬(ya)氣（Ar)中加(jia)人(ren)適(shi)量(liang)的氫氣（H2),可提高(gao)電(dian)弧溫度，增(zeng)加(jia)母(mu)材熱量(liang)輸入，從(cong)而(er)提高(gao)焊(han)接速度。

3. 氬氣(qi)、氦氣(qi)混(hun)合氣(qi)體

 在焊接(jie)保護氣體氬氣（Ar)中加入適量的(de)氦（He),也可以(yi)提(ti)高電(dian)弧(hu)溫(wen)度，增加母材熱量輸(shu)入，進而(er)也能達到提(ti)高焊接(jie)速度的(de)目的(de)。

二(er)、電極材料及(ji)其形狀

 鎢(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)極氬(ya)弧(hu)(hu)焊用的(de)電極為(wei)鎢(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)或氧化(hua)鎢(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)，其熔點高達3400℃,鎢(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)逸出(chu)功為(wei)4.5eV，發射電子能力(li)強；氧化(hua)鎢(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)發射電子能力(li)更強。氧化(hua)鎢(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)制(zhi)造工藝關鍵是(shi)氧化(hua)物與基(ji)體材料(liao)的(de)均(jun)勻性，這樣可(ke)提高電極的(de)引弧(hu)(hu)性能和(he)穩弧(hu)(hu)性能。目(mu)前(qian)國(guo)內(nei)外常用的(de)鎢(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)電極材料(liao)主(zhu)要有純鎢(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)、鈰鎢(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)和(he)釷鎢(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)3種。

 相同的鎢電極直徑，采(cai)用(yong)不同的極性(xing)(xing)，其(qi)載流能力(li)相差很大，純鎢極在純氬氣中焊(han)接的許用(yong)電流范(fan)圍見表5-1。交流焊(han)時(shi)，采(cai)用(yong)非對稱波形(xing)或對稱波形(xing)，其(qi)載流能力(li)也有差別。國(guo)外最常用(yong)的是釷鎢極，國(guo)內普遍采(cai)用(yong)鈰(shi)鎢極，其(qi)引弧(hu)與穩弧(hu)性(xing)(xing)能都不亞于釷鎢極。

  實踐證明(ming)，鎢極末(mo)端的形(xing)狀對焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)許用(yong)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)大(da)小和焊(han)(han)(han)縫成(cheng)(cheng)型有直接(jie)(jie)(jie)(jie)影(ying)(ying)響。一般在焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)薄板和焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)較小時，可用(yong)小直徑的鎢極并(bing)將(jiang)其磨(mo)成(cheng)(cheng)尖(jian)錐(zhui)(zhui)形(xing)（約20°),這(zhe)樣(yang)，電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)容易引燃且穩(wen)定(ding)。但(dan)在焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)較大(da)時仍用(yong)尖(jian)錐(zhui)(zhui)角，會因(yin)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)密度過大(da)，而使(shi)(shi)尖(jian)錐(zhui)(zhui)角過熱熔化并(bing)增加燒損；電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)斑點也會擴展到鎢極末(mo)端的錐(zhui)(zhui)面上，使(shi)(shi)弧(hu)柱明(ming)顯地(di)擴散而飄蕩不穩(wen)，影(ying)(ying)響焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)和焊(han)(han)(han)縫成(cheng)(cheng)型（圖5-4a).因(yin)此，在大(da)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)時要求鎢極磨(mo)成(cheng)(cheng)鈍錐(zhui)(zhui)角（大(da)于90°)或帶有平頂(ding)的錐(zhui)(zhui)形(xing)（圖5-4b),這(zhe)樣(yang)可使(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)斑點穩(wen)定(ding)，弧(hu)柱的擴散減小，對焊(han)(han)(han)件(jian)加熱集中(zhong)，焊(han)(han)(han)縫成(cheng)(cheng)型均勻。

三(san)、鎢(wu)極氬弧焊的種類

1. 直流鎢極(ji)氬弧焊(han)

 由于直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)鎢(wu)極(ji)(ji)氬(ya)弧焊(han)(han)在(zai)焊(han)(han)接過程中電(dian)(dian)弧沒有極(ji)(ji)性的變化，所以，電(dian)(dian)弧燃(ran)燒穩定(ding)。一般情(qing)況下，直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)鎢(wu)極(ji)(ji)氬(ya)弧焊(han)(han)都(dou)是采(cai)用直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)正極(ji)(ji)性，即鎢(wu)極(ji)(ji)為陰極(ji)(ji)（負極(ji)(ji)）。鎢(wu)極(ji)(ji)熔點高，在(zai)高溫下電(dian)(dian)子發射能力強，電(dian)(dian)弧燃(ran)燒會穩定(ding)性更好。直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)鎢(wu)極(ji)(ji)氬(ya)弧焊(han)(han)采(cai)用直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)正極(ji)(ji)性的優點是：

  a. 工(gong)件為陽極（正極），工(gong)件接受電子(zi)轟擊放出的(de)全(quan)部動能和(he)位能（逸出功），會(hui)產生(sheng)大量的(de)熱。因(yin)此(ci)，熔池深(shen)而窄，焊接效率(lv)高(gao)，工(gong)件的(de)收(shou)縮和(he)變形都小。

  b. 鎢(wu)(wu)(wu)極(ji)接(jie)受正離子轟擊時(shi)放出的(de)能量比較(jiao)小(xiao)(xiao)，并且由于鎢(wu)(wu)(wu)極(ji)在發射電子時(shi)需要(yao)付(fu)出大量的(de)逸出功(gong)，鎢(wu)(wu)(wu)極(ji)產生的(de)熱量比較(jiao)小(xiao)(xiao)，因而不易過熱。所以，對(dui)于同一(yi)焊接(jie)電流，可以采用直徑較(jiao)小(xiao)(xiao)的(de)鎢(wu)(wu)(wu)棒。例如(ru)，同樣通過125A焊接(jie)電流選用Φ1.6mm的(de)鎢(wu)(wu)(wu)極(ji)就(jiu)夠了，而直流反極(ji)性時(shi)需用ф6mm的(de)鎢(wu)(wu)(wu)極(ji)。

  c. 鎢(wu)棒的(de)熱發射(she)力很強，當采(cai)用小直徑鎢(wu)棒時(shi)，電流密(mi)度大(da)，有利于電弧穩定(ding)，所以(yi)，電弧穩定(ding)性也比直流反極性好。

總之，直流正極(ji)性優點較多，焊接中應盡(jin)可能采用直流正極(ji)性。

 2. 脈沖鎢極(ji)氬弧(hu)焊

 脈(mo)沖鎢極(ji)氬弧焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)時(shi)，平均(jun)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)電流(liu)是(shi)由脈(mo)沖電流(liu)、基值電流(liu)、脈(mo)沖時(shi)間和基值時(shi)間4個參數(shu)確定的(de)。正確調節這4個電參數(shu)，可以增加熔深，降低熱(re)影響區寬度，提高焊(han)(han)(han)縫背面成型能力和增加熔池(chi)的(de)攪拌作(zuo)用，是(shi)一種極(ji)好的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)方法(fa)。所以，脈(mo)沖鎢極(ji)氬弧焊(han)(han)(han)也廣泛地應(ying)用于不銹鋼焊(han)(han)(han)管領域，特別適用于薄壁焊(han)(han)(han)管的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)。

3. 交流鎢極氬(ya)弧焊

 交(jiao)流(liu)(liu)(liu)鎢(wu)極(ji)氬(ya)弧(hu)(hu)(hu)焊焊接時，由于正負兩半波的(de)電弧(hu)(hu)(hu)電壓及再(zai)引燃(ran)電壓不同，導致焊接電流(liu)(liu)(liu)不對稱，從而產生直流(liu)(liu)(liu)分量。這既(ji)影響了(le)焊縫成型，又惡化了(le)電源的(de)工作條(tiao)件。所以(yi)交(jiao)流(liu)(liu)(liu)鎢(wu)極(ji)氬(ya)弧(hu)(hu)(hu)焊焊接電源中要(yao)設置(zhi)引弧(hu)(hu)(hu)、穩弧(hu)(hu)(hu)和消除直流(liu)(liu)(liu)分量的(de)裝置(zhi)，一般在不銹(xiu)鋼焊管(guan)生產中，不使用(yong)(yong)交(jiao)流(liu)(liu)(liu)鎢(wu)極(ji)氬(ya)弧(hu)(hu)(hu)焊，但鋁、鋁合金焊接管(guan)就必(bi)須采用(yong)(yong)交(jiao)流(liu)(liu)(liu)鎢(wu)極(ji)氬(ya)弧(hu)(hu)(hu)焊。