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)氬(ya)(ya)(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)接(jie)時，電(dian)極(ji)和(he)(he)電(dian)弧(hu)(hu)區及熔化金(jin)(jin)屬(shu)都(dou)處于氬(ya)(ya)(ya)氣(qi)(qi)保(bao)護(hu)之(zhi)中，使之(zhi)與空氣(qi)(qi)隔絕。當保(bao)護(hu)氣(qi)(qi)體采用(yong)氦(hai)氣(qi)(qi)時又稱氦(hai)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)，有時保(bao)護(hu)氣(qi)(qi)體采用(yong)按一定比例(li)混(hun)合(he)的混(hun)合(he)氣(qi)(qi)體，如：氬(ya)(ya)(ya)氣(qi)(qi)和(he)(he)氦(hai)氣(qi)(qi)混(hun)合(he)、氬(ya)(ya)(ya)氣(qi)(qi)和(he)(he)氫氣(qi)(qi)混(hun)合(he)。鎢極(ji)氬(ya)(ya)(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)又可分為：直流鎢極(ji)氬(ya)(ya)(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)、交(jiao)流鎢極(ji)氬(ya)(ya)(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)和(he)(he)鎢極(ji)脈(mo)沖氬(ya)(ya)(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)等。鎢極(ji)氬(ya)(ya)(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)廣(guang)泛應(ying)用(yong)于不(bu)銹(xiu)鋼、鈦(tai)(tai)合(he)金(jin)(jin)、鋁(lv)合(he)金(jin)(jin)、活潑(po)金(jin)(jin)屬(shu)和(he)(he)難熔金(jin)(jin)屬(shu)的焊(han)(han)(han)接(jie)。所(suo)以(yi)，在(zai)不(bu)銹(xiu)鋼焊(han)(han)(han)管、鈦(tai)(tai)合(he)金(jin)(jin)焊(han)(han)(han)管和(he)(he)鋁(lv)合(he)金(jin)(jin)焊(han)(han)(han)管生產(chan)中都(dou)廣(guang)泛地應(ying)用(yong)了鎢極(ji)氬(ya)(ya)(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)。
一、保(bao)護氣體
鎢極氬(ya)弧焊常用(yong)的保護(hu)氣(qi)體(ti)(ti)有單一純氬(ya)氣(qi)和混合氣(qi)體(ti)(ti)（氬(ya)＋氫氬(ya)＋氦(hai)）。有關焊接常用(yong)保護(hu)氣(qi)體(ti)(ti)，請參考(kao)第三章《3.5.5焊接用(yong)保護(hu)氣(qi)體(ti)(ti)》。
1. 氬(ya)氣
氬氣(qi)(qi)(qi)比空氣(qi)(qi)(qi)重25%,是一(yi)(yi)種(zhong)惰性(xing)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)，用(yong)做(zuo)保護氣(qi)(qi)(qi)體(ti)，不(bu)(bu)與金屬(shu)起化學作用(yong)，不(bu)(bu)溶解于(yu)金屬(shu)中，也(ye)不(bu)(bu)易漂(piao)浮散(san)失，有利于(yu)保護作用(yong)。另外(wai)，氬氣(qi)(qi)(qi)的(de)(de)導熱(re)系(xi)數小，而且是單元子氣(qi)(qi)(qi)體(ti)，高溫下(xia)不(bu)(bu)分解吸熱(re)，所(suo)以在(zai)氬氣(qi)(qi)(qi)中燃(ran)燒的(de)(de)電(dian)(dian)弧(hu)熱(re)量損失較小。氬氣(qi)(qi)(qi)保護焊時(shi)，電(dian)(dian)弧(hu)一(yi)(yi)經(jing)引燃(ran)，燃(ran)燒就很穩定。在(zai)各類保護氣(qi)(qi)(qi)體(ti)中，氬弧(hu)的(de)(de)穩定性(xing)最(zui)好，即使(shi)在(zai)低電(dian)(dian)弧(hu)電(dian)(dian)壓時(shi)也(ye)十分穩定，一(yi)(yi)般(ban)氬弧(hu)焊電(dian)(dian)弧(hu)電(dian)(dian)壓僅8V~15V。
2. 氬(ya)氣、氫氣混合(he)氣體
在(zai)焊接保護(hu)氣(qi)體氬氣(qi)（Ar)中加人適量(liang)(liang)的氫氣(qi)（H2),可提高電弧(hu)溫度(du)，增加母材熱(re)量(liang)(liang)輸入，從而提高焊接速(su)度(du)。
3. 氬氣、氦(hai)氣混合氣體(ti)
在焊(han)接保護氣(qi)體氬(ya)氣(qi)（Ar)中(zhong)加(jia)入適量(liang)的(de)氦（He),也可以提高電弧溫度，增加(jia)母材熱量(liang)輸(shu)入，進(jin)而也能(neng)達到提高焊(han)接速度的(de)目的(de)。
二、電(dian)極材料及其形狀
鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)氬弧(hu)焊用(yong)的(de)(de)電(dian)極(ji)(ji)為鎢(wu)(wu)或氧(yang)化鎢(wu)(wu)，其熔(rong)點高(gao)達3400℃,鎢(wu)(wu)的(de)(de)逸(yi)出功為4.5eV，發(fa)射電(dian)子(zi)能(neng)(neng)力強(qiang)；氧(yang)化鎢(wu)(wu)的(de)(de)發(fa)射電(dian)子(zi)能(neng)(neng)力更強(qiang)。氧(yang)化鎢(wu)(wu)的(de)(de)制造工藝關鍵(jian)是氧(yang)化物與基體材料的(de)(de)均勻性(xing)，這(zhe)樣可提(ti)高(gao)電(dian)極(ji)(ji)的(de)(de)引弧(hu)性(xing)能(neng)(neng)和(he)穩弧(hu)性(xing)能(neng)(neng)。目前國內外常用(yong)的(de)(de)鎢(wu)(wu)電(dian)極(ji)(ji)材料主要有(you)純(chun)鎢(wu)(wu)、鈰(shi)鎢(wu)(wu)和(he)釷鎢(wu)(wu)3種。
相同(tong)的鎢(wu)電極(ji)直徑(jing)，采用(yong)不同(tong)的極(ji)性(xing)，其載流能力相差很大，純鎢(wu)極(ji)在純氬氣中焊(han)接的許(xu)用(yong)電流范圍見表5-1。交流焊(han)時，采用(yong)非對稱波形或對稱波形，其載流能力也有差別。國外最(zui)常用(yong)的是(shi)釷鎢(wu)極(ji)，國內普遍(bian)采用(yong)鈰(shi)鎢(wu)極(ji)，其引弧(hu)與穩弧(hu)性(xing)能都不亞于釷鎢(wu)極(ji)。
實踐證明(ming)，鎢(wu)極末(mo)端(duan)的形(xing)狀對(dui)焊(han)接(jie)許用電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)大小(xiao)和(he)焊(han)縫(feng)成型有(you)直接(jie)影(ying)響。一般在(zai)焊(han)接(jie)薄板和(he)焊(han)接(jie)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)較小(xiao)時(shi)，可用小(xiao)直徑的鎢(wu)極并(bing)將(jiang)其磨成尖錐形(xing)（約20°),這樣，電(dian)(dian)(dian)弧容易引燃(ran)且穩(wen)定。但在(zai)焊(han)接(jie)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)較大時(shi)仍用尖錐角(jiao)(jiao)，會因電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)密度過(guo)大，而使尖錐角(jiao)(jiao)過(guo)熱熔(rong)化(hua)并(bing)增加(jia)燒損；電(dian)(dian)(dian)弧斑點(dian)也會擴展到鎢(wu)極末(mo)端(duan)的錐面(mian)上(shang)，使弧柱明(ming)顯(xian)地(di)擴散而飄蕩(dang)不穩(wen)，影(ying)響焊(han)接(jie)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)和(he)焊(han)縫(feng)成型（圖5-4a).因此，在(zai)大電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)焊(han)接(jie)時(shi)要求鎢(wu)極磨成鈍(dun)錐角(jiao)(jiao)（大于90°)或(huo)帶有(you)平(ping)頂的錐形(xing)（圖5-4b),這樣可使電(dian)(dian)(dian)弧斑點(dian)穩(wen)定，弧柱的擴散減小(xiao)，對(dui)焊(han)件(jian)加(jia)熱集中(zhong)，焊(han)縫(feng)成型均勻。
三、鎢極氬弧焊的種(zhong)類
1. 直(zhi)流鎢極氬弧(hu)焊
由(you)于直(zhi)流(liu)(liu)鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)氬弧(hu)焊在焊接過程中(zhong)電(dian)(dian)弧(hu)沒有(you)極(ji)(ji)性的變化，所以，電(dian)(dian)弧(hu)燃燒穩定。一(yi)般情(qing)況下(xia)，直(zhi)流(liu)(liu)鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)氬弧(hu)焊都是(shi)采用直(zhi)流(liu)(liu)正極(ji)(ji)性，即(ji)鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)為陰極(ji)(ji)（負極(ji)(ji)）。鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)熔(rong)點高，在高溫下(xia)電(dian)(dian)子發射能(neng)力強，電(dian)(dian)弧(hu)燃燒會穩定性更好(hao)。直(zhi)流(liu)(liu)鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)氬弧(hu)焊采用直(zhi)流(liu)(liu)正極(ji)(ji)性的優點是(shi)：
a. 工(gong)件為(wei)陽(yang)極（正極），工(gong)件接受電子轟擊(ji)放出的全部(bu)動能和位(wei)能（逸出功），會產生大量的熱。因此(ci)，熔池深而窄，焊接效率高，工(gong)件的收(shou)縮和變形(xing)都小。
b. 鎢(wu)(wu)(wu)極(ji)接受正離子轟擊(ji)時放出(chu)(chu)的(de)(de)(de)能量比較(jiao)小，并且由于鎢(wu)(wu)(wu)極(ji)在發射(she)電(dian)(dian)(dian)子時需要付出(chu)(chu)大量的(de)(de)(de)逸出(chu)(chu)功，鎢(wu)(wu)(wu)極(ji)產生的(de)(de)(de)熱(re)量比較(jiao)小，因而不易過熱(re)。所以，對于同一焊(han)接電(dian)(dian)(dian)流(liu)，可以采用(yong)直(zhi)徑較(jiao)小的(de)(de)(de)鎢(wu)(wu)(wu)棒。例(li)如，同樣通(tong)過125A焊(han)接電(dian)(dian)(dian)流(liu)選(xuan)用(yong)Φ1.6mm的(de)(de)(de)鎢(wu)(wu)(wu)極(ji)就夠(gou)了，而直(zhi)流(liu)反極(ji)性時需用(yong)ф6mm的(de)(de)(de)鎢(wu)(wu)(wu)極(ji)。
c. 鎢棒(bang)的(de)熱發射(she)力很強，當采用小直徑鎢棒(bang)時，電流密度大，有(you)利于電弧穩(wen)(wen)定，所以，電弧穩(wen)(wen)定性(xing)也比直流反極性(xing)好。
總之，直(zhi)流(liu)正(zheng)(zheng)極性優點(dian)較多，焊接中應(ying)盡可能(neng)采用直(zhi)流(liu)正(zheng)(zheng)極性。
2. 脈沖鎢極氬弧焊
脈(mo)沖鎢極(ji)(ji)氬弧焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)接時，平均焊(han)(han)(han)接電(dian)流(liu)是(shi)由脈(mo)沖電(dian)流(liu)、基值電(dian)流(liu)、脈(mo)沖時間(jian)和(he)基值時間(jian)4個(ge)參(can)(can)數(shu)確定的(de)。正確調節這4個(ge)電(dian)參(can)(can)數(shu)，可(ke)以增(zeng)加(jia)熔深，降(jiang)低熱影(ying)響區寬度，提高(gao)焊(han)(han)(han)縫背面成型能力和(he)增(zeng)加(jia)熔池的(de)攪拌作用，是(shi)一種極(ji)(ji)好的(de)焊(han)(han)(han)接方法。所以，脈(mo)沖鎢極(ji)(ji)氬弧焊(han)(han)(han)也廣泛地應(ying)用于(yu)不銹鋼(gang)焊(han)(han)(han)管領域，特(te)別適(shi)用于(yu)薄(bo)壁焊(han)(han)(han)管的(de)焊(han)(han)(han)接。
3. 交流鎢極氬(ya)弧焊(han)
交流鎢極(ji)氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)時(shi)，由于正負(fu)兩(liang)半波的(de)電弧(hu)電壓及再引燃電壓不同，導致(zhi)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)電流不對(dui)稱，從而產(chan)生(sheng)直(zhi)流分量(liang)。這(zhe)既影(ying)響了(le)焊(han)(han)(han)(han)縫成型，又惡(e)化了(le)電源的(de)工作條件。所以交流鎢極(ji)氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)電源中要設置引弧(hu)、穩弧(hu)和消(xiao)除直(zhi)流分量(liang)的(de)裝置，一(yi)般在不銹鋼焊(han)(han)(han)(han)管生(sheng)產(chan)中，不使用交流鎢極(ji)氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)，但鋁、鋁合金焊(han)(han)(han)(han)接(jie)管就必須(xu)采用交流鎢極(ji)氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)。
