鎢(wu)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)(ji)(ji)(ji)氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)時，電極(ji)(ji)(ji)(ji)和(he)(he)(he)電弧(hu)區及熔化(hua)金(jin)屬都處于氬(ya)氣(qi)(qi)保(bao)(bao)(bao)護之中，使之與空氣(qi)(qi)隔絕(jue)。當保(bao)(bao)(bao)護氣(qi)(qi)體采(cai)用氦(hai)氣(qi)(qi)時又稱氦(hai)弧(hu)焊(han)(han)(han)，有(you)時保(bao)(bao)(bao)護氣(qi)(qi)體采(cai)用按一(yi)定(ding)比例混(hun)(hun)合(he)(he)的混(hun)(hun)合(he)(he)氣(qi)(qi)體，如：氬(ya)氣(qi)(qi)和(he)(he)(he)氦(hai)氣(qi)(qi)混(hun)(hun)合(he)(he)、氬(ya)氣(qi)(qi)和(he)(he)(he)氫(qing)氣(qi)(qi)混(hun)(hun)合(he)(he)。鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)(ji)(ji)氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)(han)又可分為：直流鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)(ji)(ji)氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)(han)、交流鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)(ji)(ji)氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)(han)和(he)(he)(he)鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)(ji)(ji)脈沖氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)(han)等。鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)(ji)(ji)氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)(han)廣泛(fan)應(ying)用于不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)、鈦合(he)(he)金(jin)、鋁合(he)(he)金(jin)、活潑(po)金(jin)屬和(he)(he)(he)難熔金(jin)屬的焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)。所以，在不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)焊(han)(han)(han)管、鈦合(he)(he)金(jin)焊(han)(han)(han)管和(he)(he)(he)鋁合(he)(he)金(jin)焊(han)(han)(han)管生產中都廣泛(fan)地應(ying)用了鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)(ji)(ji)氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)(han)。

一、保護氣(qi)體

鎢極氬(ya)弧焊常用的保護氣體有(you)單一純(chun)氬(ya)氣和(he)混合氣體（氬(ya)＋氫氬(ya)＋氦）。有(you)關(guan)焊接常用保護氣體，請參考第(di)三章《3.5.5焊接用保護氣體》。

 1. 氬(ya)氣

  氬(ya)氣(qi)(qi)比空氣(qi)(qi)重25%,是(shi)一種(zhong)惰性氣(qi)(qi)體，用(yong)做保護氣(qi)(qi)體，不(bu)與金(jin)屬(shu)(shu)起化(hua)學作用(yong)，不(bu)溶解于金(jin)屬(shu)(shu)中(zhong)，也(ye)不(bu)易漂浮散失，有利于保護作用(yong)。另外，氬(ya)氣(qi)(qi)的導熱(re)(re)系數小(xiao)，而且是(shi)單元子氣(qi)(qi)體，高溫下不(bu)分解吸熱(re)(re)，所以在(zai)(zai)氬(ya)氣(qi)(qi)中(zhong)燃燒(shao)的電(dian)(dian)弧(hu)熱(re)(re)量(liang)損失較小(xiao)。氬(ya)氣(qi)(qi)保護焊時(shi)，電(dian)(dian)弧(hu)一經引燃，燃燒(shao)就很穩(wen)定。在(zai)(zai)各(ge)類保護氣(qi)(qi)體中(zhong)，氬(ya)弧(hu)的穩(wen)定性最(zui)好，即使在(zai)(zai)低電(dian)(dian)弧(hu)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)時(shi)也(ye)十分穩(wen)定，一般氬(ya)弧(hu)焊電(dian)(dian)弧(hu)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)僅8V~15V。

 2. 氬(ya)氣、氫氣混合氣體(ti)

 在焊接保(bao)護氣體氬(ya)氣（Ar)中(zhong)加人適量(liang)的(de)氫氣（H2),可提高(gao)電弧溫(wen)度，增加母材(cai)熱量(liang)輸入(ru)，從而提高(gao)焊接速度。

3. 氬氣(qi)、氦氣(qi)混合氣(qi)體(ti)

 在焊(han)接(jie)保(bao)護氣(qi)體氬氣(qi)（Ar)中加入(ru)適(shi)量的氦（He),也可以提高電弧溫(wen)度，增(zeng)加母(mu)材(cai)熱量輸入(ru)，進而也能(neng)達到提高焊(han)接(jie)速度的目的。

二、電極(ji)材(cai)料及其形狀

 鎢(wu)極氬弧焊(han)用(yong)的(de)(de)電極為(wei)鎢(wu)或氧(yang)化(hua)鎢(wu)，其熔點高(gao)達3400℃,鎢(wu)的(de)(de)逸出功為(wei)4.5eV，發射(she)電子能(neng)力強；氧(yang)化(hua)鎢(wu)的(de)(de)發射(she)電子能(neng)力更強。氧(yang)化(hua)鎢(wu)的(de)(de)制造工藝關(guan)鍵是氧(yang)化(hua)物(wu)與基體材料的(de)(de)均勻性(xing)(xing)，這(zhe)樣可提高(gao)電極的(de)(de)引弧性(xing)(xing)能(neng)和(he)穩(wen)弧性(xing)(xing)能(neng)。目(mu)前國內外常用(yong)的(de)(de)鎢(wu)電極材料主要有(you)純鎢(wu)、鈰鎢(wu)和(he)釷鎢(wu)3種。

 相同的鎢(wu)(wu)(wu)電極直徑，采用(yong)(yong)不同的極性，其載流能(neng)力相差很大，純(chun)鎢(wu)(wu)(wu)極在純(chun)氬氣中焊接的許用(yong)(yong)電流范圍(wei)見表5-1。交(jiao)流焊時，采用(yong)(yong)非對稱波形(xing)或對稱波形(xing)，其載流能(neng)力也(ye)有差別。國外最常用(yong)(yong)的是釷(tu)鎢(wu)(wu)(wu)極，國內普遍采用(yong)(yong)鈰鎢(wu)(wu)(wu)極，其引弧與穩(wen)弧性能(neng)都(dou)不亞于(yu)釷(tu)鎢(wu)(wu)(wu)極。

  實踐證明(ming)，鎢(wu)(wu)(wu)極末(mo)端的形狀(zhuang)對焊(han)(han)(han)接許用(yong)(yong)電(dian)流(liu)大小和焊(han)(han)(han)縫成(cheng)型有直接影(ying)響。一般在焊(han)(han)(han)接薄板和焊(han)(han)(han)接電(dian)流(liu)較小時(shi)，可用(yong)(yong)小直徑的鎢(wu)(wu)(wu)極并(bing)將其磨(mo)成(cheng)尖(jian)錐(zhui)(zhui)形（約20°),這(zhe)樣(yang)，電(dian)弧容(rong)易引燃且穩定。但在焊(han)(han)(han)接電(dian)流(liu)較大時(shi)仍(reng)用(yong)(yong)尖(jian)錐(zhui)(zhui)角(jiao)，會因(yin)電(dian)流(liu)密度(du)過大，而使尖(jian)錐(zhui)(zhui)角(jiao)過熱(re)熔化(hua)并(bing)增加(jia)燒(shao)損；電(dian)弧斑點(dian)(dian)也會擴展到鎢(wu)(wu)(wu)極末(mo)端的錐(zhui)(zhui)面上，使弧柱明(ming)顯地(di)擴散(san)而飄蕩不(bu)穩，影(ying)響焊(han)(han)(han)接電(dian)流(liu)和焊(han)(han)(han)縫成(cheng)型（圖5-4a).因(yin)此，在大電(dian)流(liu)焊(han)(han)(han)接時(shi)要(yao)求鎢(wu)(wu)(wu)極磨(mo)成(cheng)鈍錐(zhui)(zhui)角(jiao)（大于(yu)90°)或帶(dai)有平頂(ding)的錐(zhui)(zhui)形（圖5-4b),這(zhe)樣(yang)可使電(dian)弧斑點(dian)(dian)穩定，弧柱的擴散(san)減小，對焊(han)(han)(han)件(jian)加(jia)熱(re)集中，焊(han)(han)(han)縫成(cheng)型均(jun)勻。

三(san)、鎢極(ji)氬弧焊(han)的種類(lei)

1. 直流鎢極氬弧焊

 由于直(zhi)流(liu)鎢(wu)極(ji)氬弧(hu)(hu)焊在焊接過程中電(dian)弧(hu)(hu)沒有極(ji)性的(de)變(bian)化，所以(yi)，電(dian)弧(hu)(hu)燃(ran)(ran)燒穩(wen)定。一般(ban)情況下，直(zhi)流(liu)鎢(wu)極(ji)氬弧(hu)(hu)焊都是(shi)采用直(zhi)流(liu)正極(ji)性，即鎢(wu)極(ji)為陰(yin)極(ji)（負極(ji)）。鎢(wu)極(ji)熔點高，在高溫下電(dian)子發射能(neng)力(li)強，電(dian)弧(hu)(hu)燃(ran)(ran)燒會穩(wen)定性更(geng)好。直(zhi)流(liu)鎢(wu)極(ji)氬弧(hu)(hu)焊采用直(zhi)流(liu)正極(ji)性的(de)優點是(shi)：

  a. 工(gong)件為陽極(ji)（正極(ji)），工(gong)件接(jie)受電子(zi)轟擊放出的(de)全(quan)部(bu)動能和位(wei)能（逸出功），會(hui)產生(sheng)大量的(de)熱。因此，熔池深而窄，焊(han)接(jie)效率高，工(gong)件的(de)收縮和變形都小。

  b. 鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)接(jie)受正(zheng)離子轟擊時放出(chu)的能(neng)量比(bi)較小，并(bing)且由于鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)在發射(she)電(dian)子時需要付出(chu)大量的逸出(chu)功，鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)產生(sheng)的熱量比(bi)較小，因而(er)不易(yi)過(guo)熱。所以(yi)，對于同(tong)一焊(han)接(jie)電(dian)流(liu)，可以(yi)采用(yong)直徑(jing)較小的鎢(wu)(wu)棒。例如，同(tong)樣通過(guo)125A焊(han)接(jie)電(dian)流(liu)選用(yong)Φ1.6mm的鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)就夠了(le)，而(er)直流(liu)反極(ji)(ji)性(xing)時需用(yong)ф6mm的鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)。

  c. 鎢棒的(de)熱發(fa)射力很強，當采用小直徑鎢棒時，電流(liu)(liu)密度大，有利于電弧穩(wen)(wen)定，所以，電弧穩(wen)(wen)定性也比直流(liu)(liu)反極(ji)性好。

總之，直(zhi)流(liu)正極(ji)性(xing)優點較多(duo)，焊(han)接中應盡(jin)可能采用直(zhi)流(liu)正極(ji)性(xing)。

 2. 脈沖鎢極氬弧焊

 脈(mo)(mo)沖鎢極(ji)氬(ya)弧焊(han)焊(han)接(jie)時，平均焊(han)接(jie)電(dian)流(liu)是由脈(mo)(mo)沖電(dian)流(liu)、基值電(dian)流(liu)、脈(mo)(mo)沖時間和(he)基值時間4個(ge)參(can)數確定(ding)的(de)(de)。正確調節這4個(ge)電(dian)參(can)數，可以增加(jia)熔深(shen)，降低(di)熱影響區寬度，提高焊(han)縫背面成型能力和(he)增加(jia)熔池的(de)(de)攪拌作用(yong)(yong)，是一種極(ji)好的(de)(de)焊(han)接(jie)方法。所以，脈(mo)(mo)沖鎢極(ji)氬(ya)弧焊(han)也(ye)廣泛地應用(yong)(yong)于不(bu)銹鋼(gang)焊(han)管領域(yu)，特別(bie)適用(yong)(yong)于薄壁(bi)焊(han)管的(de)(de)焊(han)接(jie)。

3. 交流鎢極氬弧(hu)焊(han)

 交(jiao)流鎢(wu)極(ji)氬弧(hu)(hu)(hu)(hu)焊(han)焊(han)接時，由于正負兩(liang)半波的(de)(de)電(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)電(dian)(dian)壓及再(zai)引(yin)燃(ran)電(dian)(dian)壓不(bu)同，導致焊(han)接電(dian)(dian)流不(bu)對稱，從(cong)而產(chan)生直流分(fen)量。這既影響了(le)焊(han)縫(feng)成(cheng)型(xing)，又惡(e)化了(le)電(dian)(dian)源的(de)(de)工作條件。所以(yi)交(jiao)流鎢(wu)極(ji)氬弧(hu)(hu)(hu)(hu)焊(han)焊(han)接電(dian)(dian)源中(zhong)要設置(zhi)引(yin)弧(hu)(hu)(hu)(hu)、穩弧(hu)(hu)(hu)(hu)和(he)消除(chu)直流分(fen)量的(de)(de)裝置(zhi)，一(yi)般在不(bu)銹鋼焊(han)管生產(chan)中(zhong)，不(bu)使用交(jiao)流鎢(wu)極(ji)氬弧(hu)(hu)(hu)(hu)焊(han)，但鋁、鋁合金焊(han)接管就必須采(cai)用交(jiao)流鎢(wu)極(ji)氬弧(hu)(hu)(hu)(hu)焊(han)。