鎢極氬弧(hu)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)(ji)氬(ya)弧焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)接時，電極(ji)(ji)和電弧區(qu)及(ji)熔化金屬(shu)都處于(yu)(yu)氬(ya)氣(qi)(qi)(qi)保護(hu)之中，使之與空氣(qi)(qi)(qi)隔絕(jue)。當保護(hu)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)采用(yong)氦氣(qi)(qi)(qi)時又(you)稱(cheng)氦弧焊(han)(han)(han)，有時保護(hu)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)采用(yong)按一定比例混(hun)合(he)(he)的混(hun)合(he)(he)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)，如：氬(ya)氣(qi)(qi)(qi)和氦氣(qi)(qi)(qi)混(hun)合(he)(he)、氬(ya)氣(qi)(qi)(qi)和氫氣(qi)(qi)(qi)混(hun)合(he)(he)。鎢(wu)極(ji)(ji)氬(ya)弧焊(han)(han)(han)又(you)可(ke)分為：直(zhi)流(liu)鎢(wu)極(ji)(ji)氬(ya)弧焊(han)(han)(han)、交流(liu)鎢(wu)極(ji)(ji)氬(ya)弧焊(han)(han)(han)和鎢(wu)極(ji)(ji)脈沖氬(ya)弧焊(han)(han)(han)等(deng)。鎢(wu)極(ji)(ji)氬(ya)弧焊(han)(han)(han)廣泛(fan)應用(yong)于(yu)(yu)不(bu)銹(xiu)鋼、鈦合(he)(he)金、鋁(lv)合(he)(he)金、活(huo)潑(po)金屬(shu)和難熔金屬(shu)的焊(han)(han)(han)接。所以，在不(bu)銹(xiu)鋼焊(han)(han)(han)管、鈦合(he)(he)金焊(han)(han)(han)管和鋁(lv)合(he)(he)金焊(han)(han)(han)管生(sheng)產中都廣泛(fan)地應用(yong)了鎢(wu)極(ji)(ji)氬(ya)弧焊(han)(han)(han)。
一、保護氣體
鎢(wu)極(ji)氬弧焊常(chang)用的保護(hu)氣(qi)(qi)體有單(dan)一純氬氣(qi)(qi)和混合氣(qi)(qi)體（氬＋氫氬＋氦）。有關(guan)焊接常(chang)用保護(hu)氣(qi)(qi)體，請參考第(di)三章《3.5.5焊接用保護(hu)氣(qi)(qi)體》。
1. 氬(ya)氣
氬(ya)氣(qi)(qi)比空(kong)氣(qi)(qi)重25%,是一種惰性(xing)氣(qi)(qi)體，用做保(bao)護(hu)(hu)(hu)氣(qi)(qi)體，不與金屬起化學作用，不溶解(jie)于(yu)金屬中(zhong)，也(ye)不易漂浮散失，有利于(yu)保(bao)護(hu)(hu)(hu)作用。另外，氬(ya)氣(qi)(qi)的導熱(re)系數小，而且是單元(yuan)子氣(qi)(qi)體，高溫下(xia)不分解(jie)吸熱(re)，所以在(zai)氬(ya)氣(qi)(qi)中(zhong)燃(ran)燒的電(dian)弧(hu)熱(re)量(liang)損失較小。氬(ya)氣(qi)(qi)保(bao)護(hu)(hu)(hu)焊(han)時，電(dian)弧(hu)一經引燃(ran)，燃(ran)燒就很穩(wen)定。在(zai)各類保(bao)護(hu)(hu)(hu)氣(qi)(qi)體中(zhong)，氬(ya)弧(hu)的穩(wen)定性(xing)最好(hao)，即使在(zai)低電(dian)弧(hu)電(dian)壓(ya)時也(ye)十分穩(wen)定，一般氬(ya)弧(hu)焊(han)電(dian)弧(hu)電(dian)壓(ya)僅8V~15V。
2. 氬氣(qi)、氫氣(qi)混(hun)合氣(qi)體
在焊接(jie)保護氣體(ti)氬氣（Ar)中加人適(shi)量的氫氣（H2),可(ke)提(ti)高(gao)(gao)電(dian)弧溫度(du)，增加母材(cai)熱量輸入，從而提(ti)高(gao)(gao)焊接(jie)速度(du)。
3. 氬氣、氦氣混合氣體(ti)
在焊(han)接(jie)保(bao)護氣(qi)(qi)體氬(ya)氣(qi)(qi)（Ar)中加入(ru)適量的氦（He),也可以提高(gao)電弧溫度(du)(du)，增(zeng)加母材熱(re)量輸入(ru)，進(jin)而(er)也能達到提高(gao)焊(han)接(jie)速度(du)(du)的目的。
二、電極材料及其形狀
鎢(wu)(wu)極氬弧(hu)焊用(yong)的(de)電(dian)極為(wei)鎢(wu)(wu)或氧(yang)化鎢(wu)(wu)，其熔點高(gao)(gao)達3400℃,鎢(wu)(wu)的(de)逸(yi)出功為(wei)4.5eV，發射電(dian)子能力(li)強(qiang)；氧(yang)化鎢(wu)(wu)的(de)發射電(dian)子能力(li)更強(qiang)。氧(yang)化鎢(wu)(wu)的(de)制(zhi)造工藝關鍵(jian)是氧(yang)化物(wu)與基體材料(liao)的(de)均勻(yun)性(xing)，這樣可提高(gao)(gao)電(dian)極的(de)引弧(hu)性(xing)能和穩(wen)弧(hu)性(xing)能。目前國內外常用(yong)的(de)鎢(wu)(wu)電(dian)極材料(liao)主要有純鎢(wu)(wu)、鈰鎢(wu)(wu)和釷鎢(wu)(wu)3種。
相同的鎢(wu)電極(ji)(ji)(ji)直徑(jing)，采(cai)用(yong)不同的極(ji)(ji)(ji)性(xing)，其(qi)載流能(neng)力相差很(hen)大，純鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)在純氬(ya)氣中焊接的許用(yong)電流范圍見表5-1。交流焊時(shi)，采(cai)用(yong)非對(dui)稱波(bo)形或對(dui)稱波(bo)形，其(qi)載流能(neng)力也有差別。國外(wai)最常用(yong)的是釷鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)，國內普(pu)遍采(cai)用(yong)鈰鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)，其(qi)引弧(hu)與穩弧(hu)性(xing)能(neng)都不亞于(yu)釷鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)。
實踐(jian)證明(ming)，鎢(wu)(wu)極末端的(de)(de)形狀對焊(han)(han)(han)接(jie)許用(yong)(yong)電(dian)(dian)流(liu)大小(xiao)和(he)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)成(cheng)(cheng)型有直接(jie)影響。一般在焊(han)(han)(han)接(jie)薄板和(he)焊(han)(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)流(liu)較小(xiao)時，可用(yong)(yong)小(xiao)直徑的(de)(de)鎢(wu)(wu)極并(bing)將其磨(mo)成(cheng)(cheng)尖(jian)錐(zhui)(zhui)形（約(yue)20°),這樣，電(dian)(dian)弧(hu)容易引燃且穩(wen)定。但在焊(han)(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)流(liu)較大時仍用(yong)(yong)尖(jian)錐(zhui)(zhui)角，會因(yin)電(dian)(dian)流(liu)密度過大，而(er)使尖(jian)錐(zhui)(zhui)角過熱熔化并(bing)增加燒損；電(dian)(dian)弧(hu)斑(ban)點也會擴展到鎢(wu)(wu)極末端的(de)(de)錐(zhui)(zhui)面上，使弧(hu)柱明(ming)顯(xian)地擴散而(er)飄蕩不穩(wen)，影響焊(han)(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)流(liu)和(he)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)成(cheng)(cheng)型（圖5-4a).因(yin)此，在大電(dian)(dian)流(liu)焊(han)(han)(han)接(jie)時要求鎢(wu)(wu)極磨(mo)成(cheng)(cheng)鈍(dun)錐(zhui)(zhui)角（大于90°)或(huo)帶有平頂的(de)(de)錐(zhui)(zhui)形（圖5-4b),這樣可使電(dian)(dian)弧(hu)斑(ban)點穩(wen)定，弧(hu)柱的(de)(de)擴散減(jian)小(xiao)，對焊(han)(han)(han)件加熱集中，焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)成(cheng)(cheng)型均勻。
三、鎢極氬弧(hu)焊的(de)種類
1. 直流(liu)鎢極(ji)氬(ya)弧焊
由于直(zhi)流鎢極(ji)(ji)(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)焊在焊接過程中(zhong)電弧(hu)沒(mei)有極(ji)(ji)(ji)性(xing)(xing)的變(bian)化(hua)，所(suo)以，電弧(hu)燃燒穩定。一般(ban)情況下，直(zhi)流鎢極(ji)(ji)(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)焊都是采用(yong)直(zhi)流正極(ji)(ji)(ji)性(xing)(xing)，即鎢極(ji)(ji)(ji)為陰極(ji)(ji)(ji)（負(fu)極(ji)(ji)(ji)）。鎢極(ji)(ji)(ji)熔(rong)點高，在高溫下電子(zi)發(fa)射(she)能力強，電弧(hu)燃燒會穩定性(xing)(xing)更好。直(zhi)流鎢極(ji)(ji)(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)焊采用(yong)直(zhi)流正極(ji)(ji)(ji)性(xing)(xing)的優點是：
a. 工件(jian)為陽極(ji)（正極(ji)），工件(jian)接受電子轟擊放出的(de)全部動能和(he)(he)位能（逸出功），會產生大(da)量的(de)熱。因此，熔(rong)池(chi)深而(er)窄，焊(han)接效率(lv)高，工件(jian)的(de)收縮和(he)(he)變形(xing)都小(xiao)。
b. 鎢(wu)(wu)(wu)極(ji)接受正離子(zi)(zi)轟擊時放出(chu)(chu)的能量(liang)比(bi)較小，并且由于(yu)鎢(wu)(wu)(wu)極(ji)在發射電(dian)子(zi)(zi)時需要付出(chu)(chu)大量(liang)的逸出(chu)(chu)功(gong)，鎢(wu)(wu)(wu)極(ji)產生的熱(re)量(liang)比(bi)較小，因而(er)不易過熱(re)。所(suo)以，對于(yu)同(tong)一(yi)焊接電(dian)流(liu)，可以采用(yong)直徑較小的鎢(wu)(wu)(wu)棒(bang)。例如，同(tong)樣通過125A焊接電(dian)流(liu)選(xuan)用(yong)Φ1.6mm的鎢(wu)(wu)(wu)極(ji)就(jiu)夠了，而(er)直流(liu)反極(ji)性時需用(yong)ф6mm的鎢(wu)(wu)(wu)極(ji)。
c. 鎢棒(bang)的熱(re)發射力很強，當采用(yong)小直徑鎢棒(bang)時，電流密度大，有利于(yu)電弧(hu)穩(wen)定(ding)，所以，電弧(hu)穩(wen)定(ding)性也比(bi)直流反極性好。
總之(zhi)，直流(liu)正極性(xing)優點較多，焊接中應盡可能采(cai)用(yong)直流(liu)正極性(xing)。
2. 脈沖鎢極(ji)氬弧(hu)焊
脈沖(chong)鎢極(ji)氬弧(hu)焊(han)焊(han)接(jie)時(shi)，平均焊(han)接(jie)電流是(shi)由脈沖(chong)電流、基值(zhi)電流、脈沖(chong)時(shi)間(jian)和(he)基值(zhi)時(shi)間(jian)4個參數確定的(de)。正確調(diao)節這4個電參數，可(ke)以(yi)增(zeng)加(jia)熔深，降低熱(re)影響區寬度，提高焊(han)縫背面(mian)成(cheng)型(xing)能力和(he)增(zeng)加(jia)熔池(chi)的(de)攪拌作用(yong)，是(shi)一種極(ji)好的(de)焊(han)接(jie)方法。所以(yi)，脈沖(chong)鎢極(ji)氬弧(hu)焊(han)也廣泛(fan)地應用(yong)于不銹鋼焊(han)管領域，特別適用(yong)于薄壁焊(han)管的(de)焊(han)接(jie)。
3. 交流鎢極(ji)氬(ya)弧焊
交流(liu)(liu)(liu)鎢極(ji)氬(ya)弧焊(han)焊(han)接(jie)時，由(you)于正負(fu)兩半(ban)波的(de)電(dian)弧電(dian)壓(ya)及再(zai)引燃電(dian)壓(ya)不(bu)同，導致焊(han)接(jie)電(dian)流(liu)(liu)(liu)不(bu)對稱(cheng)，從而產生(sheng)直流(liu)(liu)(liu)分量。這(zhe)既(ji)影響了(le)焊(han)縫成型，又惡化了(le)電(dian)源的(de)工(gong)作條件。所以交流(liu)(liu)(liu)鎢極(ji)氬(ya)弧焊(han)焊(han)接(jie)電(dian)源中(zhong)要設(she)置引弧、穩弧和消(xiao)除直流(liu)(liu)(liu)分量的(de)裝置，一般在不(bu)銹鋼焊(han)管(guan)生(sheng)產中(zhong)，不(bu)使(shi)用(yong)交流(liu)(liu)(liu)鎢極(ji)氬(ya)弧焊(han)，但鋁、鋁合金焊(han)接(jie)管(guan)就(jiu)必(bi)須采(cai)用(yong)交流(liu)(liu)(liu)鎢極(ji)氬(ya)弧焊(han)。
