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。
鎢極(ji)(ji)(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)接時，電極(ji)(ji)(ji)和(he)電弧(hu)(hu)(hu)區及熔化金(jin)屬(shu)都處(chu)于氬(ya)(ya)氣(qi)(qi)(qi)保護(hu)之中(zhong)，使之與空氣(qi)(qi)(qi)隔絕。當保護(hu)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)采用氦氣(qi)(qi)(qi)時又稱氦弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)，有(you)時保護(hu)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)采用按一(yi)定比例混(hun)合(he)(he)(he)的(de)混(hun)合(he)(he)(he)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)，如：氬(ya)(ya)氣(qi)(qi)(qi)和(he)氦氣(qi)(qi)(qi)混(hun)合(he)(he)(he)、氬(ya)(ya)氣(qi)(qi)(qi)和(he)氫氣(qi)(qi)(qi)混(hun)合(he)(he)(he)。鎢極(ji)(ji)(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)又可分為(wei)：直流(liu)鎢極(ji)(ji)(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)、交流(liu)鎢極(ji)(ji)(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)和(he)鎢極(ji)(ji)(ji)脈沖氬(ya)(ya)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)等。鎢極(ji)(ji)(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)廣泛應(ying)(ying)用于不銹鋼、鈦(tai)合(he)(he)(he)金(jin)、鋁(lv)合(he)(he)(he)金(jin)、活潑金(jin)屬(shu)和(he)難熔金(jin)屬(shu)的(de)焊(han)(han)(han)接。所以(yi)，在不銹鋼焊(han)(han)(han)管、鈦(tai)合(he)(he)(he)金(jin)焊(han)(han)(han)管和(he)鋁(lv)合(he)(he)(he)金(jin)焊(han)(han)(han)管生(sheng)產中(zhong)都廣泛地應(ying)(ying)用了鎢極(ji)(ji)(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)。
一、保(bao)護氣體
鎢極氬(ya)(ya)弧焊常用(yong)的保(bao)護(hu)氣體(ti)有單一純氬(ya)(ya)氣和混合(he)氣體(ti)（氬(ya)(ya)＋氫氬(ya)(ya)＋氦）。有關(guan)焊接(jie)常用(yong)保(bao)護(hu)氣體(ti)，請參(can)考(kao)第三章《3.5.5焊接(jie)用(yong)保(bao)護(hu)氣體(ti)》。
1. 氬(ya)氣
氬氣(qi)比空氣(qi)重(zhong)25%,是一種惰性(xing)氣(qi)體，用(yong)做保護(hu)氣(qi)體，不與金屬(shu)起化學作用(yong)，不溶(rong)解于金屬(shu)中(zhong)，也不易(yi)漂浮散失，有利(li)于保護(hu)作用(yong)。另外(wai)，氬氣(qi)的(de)導熱系數小，而且是單元子氣(qi)體，高(gao)溫(wen)下不分解吸熱，所以在(zai)(zai)氬氣(qi)中(zhong)燃燒(shao)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)弧熱量損(sun)失較小。氬氣(qi)保護(hu)焊時(shi)，電(dian)(dian)(dian)(dian)弧一經(jing)引燃，燃燒(shao)就很穩定。在(zai)(zai)各類(lei)保護(hu)氣(qi)體中(zhong)，氬弧的(de)穩定性(xing)最好(hao)，即使在(zai)(zai)低電(dian)(dian)(dian)(dian)弧電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)時(shi)也十分穩定，一般(ban)氬弧焊電(dian)(dian)(dian)(dian)弧電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)僅(jin)8V~15V。
2. 氬氣(qi)(qi)、氫氣(qi)(qi)混合氣(qi)(qi)體
在(zai)焊接保(bao)護氣體氬氣（Ar)中加人適量(liang)的氫氣（H2),可(ke)提高電弧溫度，增加母材(cai)熱量(liang)輸入(ru)，從(cong)而提高焊接速度。
3. 氬氣、氦氣混合氣體(ti)
在焊接(jie)保護(hu)氣體(ti)氬氣（Ar)中加入(ru)適量(liang)的氦（He),也可以提高(gao)電弧溫度，增加母材熱(re)量(liang)輸入(ru)，進而也能達到提高(gao)焊接(jie)速(su)度的目的。
二、電極(ji)材料及其形(xing)狀
鎢(wu)(wu)(wu)(wu)極(ji)氬弧(hu)焊用(yong)的(de)電(dian)極(ji)為(wei)鎢(wu)(wu)(wu)(wu)或氧(yang)化(hua)(hua)鎢(wu)(wu)(wu)(wu)，其熔點(dian)高(gao)達(da)3400℃,鎢(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)逸出(chu)功為(wei)4.5eV，發射電(dian)子(zi)(zi)能(neng)力(li)強；氧(yang)化(hua)(hua)鎢(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)發射電(dian)子(zi)(zi)能(neng)力(li)更(geng)強。氧(yang)化(hua)(hua)鎢(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)制造工藝關(guan)鍵是氧(yang)化(hua)(hua)物與基體(ti)材(cai)料的(de)均勻性，這樣(yang)可提高(gao)電(dian)極(ji)的(de)引弧(hu)性能(neng)和(he)穩弧(hu)性能(neng)。目前國內外常用(yong)的(de)鎢(wu)(wu)(wu)(wu)電(dian)極(ji)材(cai)料主要(yao)有純鎢(wu)(wu)(wu)(wu)、鈰(shi)鎢(wu)(wu)(wu)(wu)和(he)釷鎢(wu)(wu)(wu)(wu)3種(zhong)。
相同(tong)(tong)的(de)鎢(wu)電極(ji)(ji)直徑，采(cai)用(yong)不(bu)同(tong)(tong)的(de)極(ji)(ji)性，其(qi)(qi)載(zai)流(liu)能力(li)相差(cha)很大，純鎢(wu)極(ji)(ji)在純氬氣中焊(han)接的(de)許用(yong)電流(liu)范(fan)圍見表5-1。交(jiao)流(liu)焊(han)時，采(cai)用(yong)非對(dui)稱(cheng)波(bo)形或對(dui)稱(cheng)波(bo)形，其(qi)(qi)載(zai)流(liu)能力(li)也有(you)差(cha)別。國外最常用(yong)的(de)是釷鎢(wu)極(ji)(ji)，國內普(pu)遍采(cai)用(yong)鈰鎢(wu)極(ji)(ji)，其(qi)(qi)引弧(hu)(hu)與(yu)穩弧(hu)(hu)性能都不(bu)亞于釷鎢(wu)極(ji)(ji)。
實踐證明(ming)，鎢極末端的(de)(de)形(xing)狀對焊(han)接(jie)(jie)(jie)許用電(dian)(dian)(dian)流(liu)大小和焊(han)縫(feng)成(cheng)(cheng)型(xing)有直接(jie)(jie)(jie)影響。一般在(zai)焊(han)接(jie)(jie)(jie)薄板和焊(han)接(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)流(liu)較(jiao)小時(shi)(shi)，可(ke)(ke)用小直徑的(de)(de)鎢極并(bing)(bing)將(jiang)其(qi)磨成(cheng)(cheng)尖(jian)錐(zhui)形(xing)（約20°),這樣，電(dian)(dian)(dian)弧(hu)容(rong)易(yi)引燃(ran)且穩定。但在(zai)焊(han)接(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)流(liu)較(jiao)大時(shi)(shi)仍(reng)用尖(jian)錐(zhui)角，會因電(dian)(dian)(dian)流(liu)密度(du)過(guo)(guo)大，而(er)使尖(jian)錐(zhui)角過(guo)(guo)熱熔化并(bing)(bing)增(zeng)加(jia)燒損；電(dian)(dian)(dian)弧(hu)斑點也會擴展到鎢極末端的(de)(de)錐(zhui)面(mian)上(shang)，使弧(hu)柱(zhu)明(ming)顯地擴散(san)而(er)飄蕩不穩，影響焊(han)接(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)流(liu)和焊(han)縫(feng)成(cheng)(cheng)型(xing)（圖(tu)5-4a).因此，在(zai)大電(dian)(dian)(dian)流(liu)焊(han)接(jie)(jie)(jie)時(shi)(shi)要求鎢極磨成(cheng)(cheng)鈍(dun)錐(zhui)角（大于90°)或(huo)帶有平頂的(de)(de)錐(zhui)形(xing)（圖(tu)5-4b),這樣可(ke)(ke)使電(dian)(dian)(dian)弧(hu)斑點穩定，弧(hu)柱(zhu)的(de)(de)擴散(san)減小，對焊(han)件(jian)加(jia)熱集中，焊(han)縫(feng)成(cheng)(cheng)型(xing)均勻。
三、鎢極氬(ya)弧焊的種類
1. 直流鎢極氬弧焊
由于直流(liu)鎢(wu)極(ji)氬(ya)弧(hu)焊在焊接過程中電(dian)弧(hu)沒有極(ji)性的變化(hua)，所以，電(dian)弧(hu)燃(ran)燒穩定。一般情況下(xia)，直流(liu)鎢(wu)極(ji)氬(ya)弧(hu)焊都是采用直流(liu)正(zheng)極(ji)性，即(ji)鎢(wu)極(ji)為陰極(ji)（負(fu)極(ji)）。鎢(wu)極(ji)熔點(dian)高(gao)，在高(gao)溫下(xia)電(dian)子發射能力(li)強，電(dian)弧(hu)燃(ran)燒會穩定性更好。直流(liu)鎢(wu)極(ji)氬(ya)弧(hu)焊采用直流(liu)正(zheng)極(ji)性的優點(dian)是：
a. 工(gong)件(jian)為(wei)陽極（正極），工(gong)件(jian)接(jie)受電(dian)子轟擊放(fang)出的(de)全部動能和位能（逸出功(gong)），會產生大(da)量的(de)熱。因此，熔池深而窄，焊接(jie)效率高，工(gong)件(jian)的(de)收縮和變形都小(xiao)。
b. 鎢極(ji)(ji)接受正離子(zi)轟擊時(shi)(shi)放出的(de)能量(liang)(liang)(liang)比較小(xiao)，并且由于鎢極(ji)(ji)在發射電子(zi)時(shi)(shi)需要(yao)付出大量(liang)(liang)(liang)的(de)逸出功，鎢極(ji)(ji)產生的(de)熱(re)量(liang)(liang)(liang)比較小(xiao)，因而(er)不易過熱(re)。所以(yi)(yi)，對(dui)于同一焊接電流，可以(yi)(yi)采用(yong)直(zhi)徑較小(xiao)的(de)鎢棒。例如(ru)，同樣(yang)通過125A焊接電流選用(yong)Φ1.6mm的(de)鎢極(ji)(ji)就夠了，而(er)直(zhi)流反(fan)極(ji)(ji)性時(shi)(shi)需用(yong)ф6mm的(de)鎢極(ji)(ji)。
c. 鎢棒的熱發射(she)力很(hen)強，當采用小直徑鎢棒時，電流密度大，有利于電弧穩(wen)定，所以，電弧穩(wen)定性也比(bi)直流反極性好。
總(zong)之，直流正極性(xing)優(you)點(dian)較多，焊接中應盡可能(neng)采用直流正極性(xing)。
2. 脈(mo)沖鎢極氬弧(hu)焊
脈沖鎢極氬(ya)弧(hu)焊(han)焊(han)接時，平均焊(han)接電(dian)流是由脈沖電(dian)流、基值電(dian)流、脈沖時間和基值時間4個參數確定的(de)。正確調(diao)節這4個電(dian)參數，可以增(zeng)加熔深，降低(di)熱影響(xiang)區寬度，提高焊(han)縫背面成型(xing)能力(li)和增(zeng)加熔池(chi)的(de)攪拌作(zuo)用(yong)(yong)，是一種極好的(de)焊(han)接方法(fa)。所以，脈沖鎢極氬(ya)弧(hu)焊(han)也廣泛地應用(yong)(yong)于(yu)不銹鋼焊(han)管(guan)領域，特(te)別適用(yong)(yong)于(yu)薄壁(bi)焊(han)管(guan)的(de)焊(han)接。
3. 交流鎢極氬弧焊
交流鎢(wu)極氬弧(hu)焊(han)焊(han)接(jie)時，由于(yu)正負兩半(ban)波的電弧(hu)電壓(ya)及再引(yin)燃電壓(ya)不同，導(dao)致(zhi)焊(han)接(jie)電流不對稱，從而產(chan)生直(zhi)流分(fen)量。這既影響了焊(han)縫成型，又(you)惡化了電源的工作條件。所以交流鎢(wu)極氬弧(hu)焊(han)焊(han)接(jie)電源中要(yao)設置引(yin)弧(hu)、穩弧(hu)和消除直(zhi)流分(fen)量的裝置，一般在不銹鋼焊(han)管(guan)生產(chan)中，不使用交流鎢(wu)極氬弧(hu)焊(han)，但鋁(lv)、鋁(lv)合金焊(han)接(jie)管(guan)就必須采(cai)用交流鎢(wu)極氬弧(hu)焊(han)。
