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)極(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)(hu)(hu)(hu)焊(han)焊(han)接(jie)時，電(dian)極(ji)和(he)電(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)區及(ji)熔化金(jin)屬都(dou)處于(yu)氬(ya)(ya)氣(qi)(qi)保護之(zhi)中，使之(zhi)與空氣(qi)(qi)隔絕。當保護氣(qi)(qi)體(ti)采用氦(hai)氣(qi)(qi)時又稱氦(hai)弧(hu)(hu)(hu)(hu)焊(han)，有(you)時保護氣(qi)(qi)體(ti)采用按一定比例(li)混合(he)(he)(he)的(de)混合(he)(he)(he)氣(qi)(qi)體(ti)，如：氬(ya)(ya)氣(qi)(qi)和(he)氦(hai)氣(qi)(qi)混合(he)(he)(he)、氬(ya)(ya)氣(qi)(qi)和(he)氫氣(qi)(qi)混合(he)(he)(he)。鎢(wu)極(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)(hu)(hu)(hu)焊(han)又可分為：直流鎢(wu)極(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)(hu)(hu)(hu)焊(han)、交流鎢(wu)極(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)(hu)(hu)(hu)焊(han)和(he)鎢(wu)極(ji)脈(mo)沖氬(ya)(ya)弧(hu)(hu)(hu)(hu)焊(han)等。鎢(wu)極(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)(hu)(hu)(hu)焊(han)廣(guang)泛應(ying)(ying)用于(yu)不(bu)銹鋼(gang)、鈦(tai)合(he)(he)(he)金(jin)、鋁合(he)(he)(he)金(jin)、活(huo)潑金(jin)屬和(he)難熔金(jin)屬的(de)焊(han)接(jie)。所以，在(zai)不(bu)銹鋼(gang)焊(han)管、鈦(tai)合(he)(he)(he)金(jin)焊(han)管和(he)鋁合(he)(he)(he)金(jin)焊(han)管生(sheng)產(chan)中都(dou)廣(guang)泛地應(ying)(ying)用了(le)鎢(wu)極(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)(hu)(hu)(hu)焊(han)。

一、保護氣體

鎢極氬弧焊(han)常用(yong)的保(bao)護(hu)氣(qi)體有單一純氬氣(qi)和混合氣(qi)體（氬＋氫氬＋氦）。有關(guan)焊(han)接(jie)常用(yong)保(bao)護(hu)氣(qi)體，請(qing)參(can)考第三(san)章《3.5.5焊(han)接(jie)用(yong)保(bao)護(hu)氣(qi)體》。

 1. 氬氣

  氬(ya)(ya)氣(qi)(qi)(qi)比空氣(qi)(qi)(qi)重25%,是一(yi)種惰性(xing)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)，用做保護(hu)(hu)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)，不(bu)與金(jin)屬起化學作用，不(bu)溶(rong)解于金(jin)屬中，也不(bu)易漂浮散失，有利(li)于保護(hu)(hu)作用。另(ling)外，氬(ya)(ya)氣(qi)(qi)(qi)的(de)(de)導熱系數小，而且是單元子氣(qi)(qi)(qi)體(ti)，高溫下不(bu)分解吸熱，所以在氬(ya)(ya)氣(qi)(qi)(qi)中燃燒(shao)的(de)(de)電(dian)弧熱量損失較小。氬(ya)(ya)氣(qi)(qi)(qi)保護(hu)(hu)焊(han)時，電(dian)弧一(yi)經(jing)引燃，燃燒(shao)就很穩定。在各類(lei)保護(hu)(hu)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)中，氬(ya)(ya)弧的(de)(de)穩定性(xing)最好，即使(shi)在低電(dian)弧電(dian)壓時也十分穩定，一(yi)般(ban)氬(ya)(ya)弧焊(han)電(dian)弧電(dian)壓僅8V~15V。

 2. 氬氣(qi)、氫氣(qi)混合氣(qi)體(ti)

 在焊(han)接保護氣(qi)體氬(ya)氣(qi)（Ar)中加人適量的氫氣(qi)（H2),可提高電弧溫度，增加母(mu)材熱(re)量輸入(ru)，從而提高焊(han)接速度。

3. 氬氣、氦氣混(hun)合氣體

 在(zai)焊(han)接保護氣體氬氣（Ar)中(zhong)加入適量的(de)(de)氦(hai)（He),也(ye)可以提(ti)高電弧溫度(du)，增加母材熱(re)量輸入，進而也(ye)能達到(dao)提(ti)高焊(han)接速度(du)的(de)(de)目(mu)的(de)(de)。

二、電極(ji)材料及其形狀

 鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)(ji)氬弧(hu)焊用(yong)的電極(ji)(ji)(ji)為(wei)(wei)鎢(wu)(wu)或(huo)氧(yang)(yang)化鎢(wu)(wu)，其熔點高達3400℃,鎢(wu)(wu)的逸出功為(wei)(wei)4.5eV，發(fa)射電子能(neng)力強；氧(yang)(yang)化鎢(wu)(wu)的發(fa)射電子能(neng)力更強。氧(yang)(yang)化鎢(wu)(wu)的制造工藝關鍵是氧(yang)(yang)化物與基(ji)體材料(liao)的均勻性，這(zhe)樣可(ke)提高電極(ji)(ji)(ji)的引(yin)弧(hu)性能(neng)和穩弧(hu)性能(neng)。目前(qian)國內外常用(yong)的鎢(wu)(wu)電極(ji)(ji)(ji)材料(liao)主要有純(chun)鎢(wu)(wu)、鈰鎢(wu)(wu)和釷(tu)鎢(wu)(wu)3種。

 相(xiang)同的(de)鎢(wu)電極(ji)(ji)直徑(jing)，采(cai)用不同的(de)極(ji)(ji)性，其(qi)載(zai)流能力相(xiang)差很大，純鎢(wu)極(ji)(ji)在純氬(ya)氣中焊接的(de)許用電流范圍(wei)見表5-1。交(jiao)流焊時，采(cai)用非(fei)對稱波形或對稱波形，其(qi)載(zai)流能力也有(you)差別。國外最(zui)常用的(de)是釷(tu)鎢(wu)極(ji)(ji)，國內普遍采(cai)用鈰鎢(wu)極(ji)(ji)，其(qi)引弧與穩弧性能都不亞于釷(tu)鎢(wu)極(ji)(ji)。

  實踐證明，鎢極末(mo)端的(de)形狀對焊(han)(han)接(jie)許用(yong)電(dian)(dian)流(liu)大(da)(da)小(xiao)和焊(han)(han)縫(feng)(feng)成(cheng)(cheng)型有(you)直(zhi)接(jie)影(ying)響。一般在(zai)焊(han)(han)接(jie)薄板和焊(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)流(liu)較(jiao)小(xiao)時，可用(yong)小(xiao)直(zhi)徑(jing)的(de)鎢極并(bing)(bing)將其磨成(cheng)(cheng)尖(jian)錐(zhui)(zhui)形（約20°),這樣，電(dian)(dian)弧(hu)(hu)容易(yi)引燃且穩定(ding)。但在(zai)焊(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)流(liu)較(jiao)大(da)(da)時仍(reng)用(yong)尖(jian)錐(zhui)(zhui)角(jiao)，會因電(dian)(dian)流(liu)密度過大(da)(da)，而使(shi)尖(jian)錐(zhui)(zhui)角(jiao)過熱熔化并(bing)(bing)增加燒損；電(dian)(dian)弧(hu)(hu)斑點也會擴展到鎢極末(mo)端的(de)錐(zhui)(zhui)面上，使(shi)弧(hu)(hu)柱明顯地擴散而飄(piao)蕩(dang)不穩，影(ying)響焊(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)流(liu)和焊(han)(han)縫(feng)(feng)成(cheng)(cheng)型（圖(tu)5-4a).因此，在(zai)大(da)(da)電(dian)(dian)流(liu)焊(han)(han)接(jie)時要求鎢極磨成(cheng)(cheng)鈍(dun)錐(zhui)(zhui)角(jiao)（大(da)(da)于90°)或帶有(you)平頂的(de)錐(zhui)(zhui)形（圖(tu)5-4b),這樣可使(shi)電(dian)(dian)弧(hu)(hu)斑點穩定(ding)，弧(hu)(hu)柱的(de)擴散減小(xiao)，對焊(han)(han)件加熱集(ji)中(zhong)，焊(han)(han)縫(feng)(feng)成(cheng)(cheng)型均勻。

三、鎢極氬(ya)弧焊(han)的(de)種類

1. 直流鎢(wu)極氬弧焊

 由于(yu)直(zhi)流(liu)鎢極(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)焊在焊接過(guo)程中電(dian)弧(hu)沒有極(ji)性(xing)的變化(hua)，所以，電(dian)弧(hu)燃(ran)(ran)燒(shao)穩(wen)定。一般情況下，直(zhi)流(liu)鎢極(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)焊都是采用(yong)直(zhi)流(liu)正(zheng)極(ji)性(xing)，即鎢極(ji)為陰(yin)極(ji)（負極(ji)）。鎢極(ji)熔點高，在高溫(wen)下電(dian)子發射(she)能(neng)力強，電(dian)弧(hu)燃(ran)(ran)燒(shao)會穩(wen)定性(xing)更好。直(zhi)流(liu)鎢極(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)焊采用(yong)直(zhi)流(liu)正(zheng)極(ji)性(xing)的優點是：

  a. 工件為陽極（正極），工件接受電子(zi)轟擊放出的全部(bu)動能(neng)和位能(neng)（逸出功(gong)），會產生大量的熱。因此(ci)，熔池深(shen)而窄(zhai)，焊接效率(lv)高，工件的收縮和變(bian)形(xing)都小。

  b. 鎢(wu)(wu)極接受正離子(zi)轟擊時(shi)放(fang)出的(de)(de)能量(liang)(liang)比(bi)較(jiao)小，并且(qie)由于鎢(wu)(wu)極在發射電子(zi)時(shi)需(xu)要付出大量(liang)(liang)的(de)(de)逸出功，鎢(wu)(wu)極產生的(de)(de)熱(re)量(liang)(liang)比(bi)較(jiao)小，因而(er)不易過熱(re)。所以，對于同一焊接電流(liu)(liu)，可以采用直(zhi)徑較(jiao)小的(de)(de)鎢(wu)(wu)棒。例如，同樣通過125A焊接電流(liu)(liu)選用Φ1.6mm的(de)(de)鎢(wu)(wu)極就(jiu)夠了，而(er)直(zhi)流(liu)(liu)反極性(xing)時(shi)需(xu)用ф6mm的(de)(de)鎢(wu)(wu)極。

  c. 鎢(wu)棒(bang)的熱發射力很強，當采用小直徑鎢(wu)棒(bang)時，電流(liu)密度大，有利于(yu)電弧穩(wen)定，所以，電弧穩(wen)定性也比直流(liu)反極性好。

總之，直流(liu)(liu)正(zheng)極性(xing)優點較多，焊接(jie)中應盡可能(neng)采用(yong)直流(liu)(liu)正(zheng)極性(xing)。

 2. 脈沖鎢極氬(ya)弧焊(han)

 脈(mo)沖(chong)(chong)鎢(wu)極(ji)(ji)氬(ya)弧焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)時，平(ping)均(jun)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)電(dian)流是由脈(mo)沖(chong)(chong)電(dian)流、基值(zhi)電(dian)流、脈(mo)沖(chong)(chong)時間和基值(zhi)時間4個參(can)數(shu)確定的(de)。正確調節(jie)這(zhe)4個電(dian)參(can)數(shu)，可(ke)以(yi)增(zeng)加熔深，降低熱影響區寬度，提高焊(han)(han)(han)縫背面成型能力(li)和增(zeng)加熔池(chi)的(de)攪拌作用(yong)(yong)，是一種極(ji)(ji)好的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)方法(fa)。所以(yi)，脈(mo)沖(chong)(chong)鎢(wu)極(ji)(ji)氬(ya)弧焊(han)(han)(han)也廣(guang)泛地(di)應(ying)用(yong)(yong)于不銹鋼焊(han)(han)(han)管領域，特別適用(yong)(yong)于薄壁焊(han)(han)(han)管的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)。

3. 交流鎢極氬弧焊

 交流(liu)(liu)鎢極(ji)氬(ya)(ya)弧焊焊接時，由于正負兩半波的電(dian)(dian)弧電(dian)(dian)壓及再引燃(ran)電(dian)(dian)壓不同，導致(zhi)焊接電(dian)(dian)流(liu)(liu)不對(dui)稱，從(cong)而產生(sheng)直流(liu)(liu)分量(liang)。這(zhe)既影響了(le)焊縫成型，又惡化了(le)電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)的工作(zuo)條(tiao)件。所以交流(liu)(liu)鎢極(ji)氬(ya)(ya)弧焊焊接電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)中要設(she)置(zhi)引弧、穩弧和消(xiao)除直流(liu)(liu)分量(liang)的裝置(zhi)，一般在不銹鋼焊管(guan)生(sheng)產中，不使用交流(liu)(liu)鎢極(ji)氬(ya)(ya)弧焊，但鋁、鋁合金焊接管(guan)就必須采(cai)用交流(liu)(liu)鎢極(ji)氬(ya)(ya)弧焊。