鎢極氬(ya)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)極氬(ya)弧焊(han)焊(han)接(jie)時(shi)，電極和(he)(he)電弧區及熔化(hua)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬都處于氬(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)體采用(yong)(yong)氦(hai)氣(qi)(qi)(qi)時(shi)又稱(cheng)氦(hai)弧焊(han)，有時(shi)保護(hu)氣(qi)(qi)(qi)體采用(yong)(yong)按一定(ding)比例混(hun)合(he)(he)的混(hun)合(he)(he)氣(qi)(qi)(qi)體，如：氬(ya)氣(qi)(qi)(qi)和(he)(he)氦(hai)氣(qi)(qi)(qi)混(hun)合(he)(he)、氬(ya)氣(qi)(qi)(qi)和(he)(he)氫氣(qi)(qi)(qi)混(hun)合(he)(he)。鎢(wu)極氬(ya)弧焊(han)又可分為(wei)：直(zhi)流鎢(wu)極氬(ya)弧焊(han)、交(jiao)流鎢(wu)極氬(ya)弧焊(han)和(he)(he)鎢(wu)極脈沖氬(ya)弧焊(han)等。鎢(wu)極氬(ya)弧焊(han)廣泛應(ying)用(yong)(yong)于不(bu)銹(xiu)鋼、鈦合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)、鋁合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)、活潑金(jin)(jin)(jin)(jin)屬和(he)(he)難(nan)熔金(jin)(jin)(jin)(jin)屬的焊(han)接(jie)。所以，在不(bu)銹(xiu)鋼焊(han)管、鈦合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)焊(han)管和(he)(he)鋁合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)焊(han)管生產中都廣泛地應(ying)用(yong)(yong)了鎢(wu)極氬(ya)弧焊(han)。
一(yi)、保(bao)護氣體
鎢極氬弧焊常用(yong)的保護(hu)氣(qi)體(ti)有(you)單一純氬氣(qi)和混合(he)氣(qi)體(ti)（氬＋氫氬＋氦）。有(you)關焊接常用(yong)保護(hu)氣(qi)體(ti)，請參考(kao)第三章《3.5.5焊接用(yong)保護(hu)氣(qi)體(ti)》。
1. 氬氣(qi)
氬(ya)氣(qi)(qi)(qi)比空氣(qi)(qi)(qi)重25%,是一種惰(duo)性氣(qi)(qi)(qi)體(ti)，用做保(bao)護(hu)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)，不與金屬(shu)起化(hua)學作用，不溶解于金屬(shu)中，也(ye)不易(yi)漂浮散失，有(you)利于保(bao)護(hu)作用。另外，氬(ya)氣(qi)(qi)(qi)的導熱系數小，而且是單元子氣(qi)(qi)(qi)體(ti)，高溫下不分解吸(xi)熱，所以(yi)在氬(ya)氣(qi)(qi)(qi)中燃(ran)燒的電弧(hu)(hu)熱量損失較小。氬(ya)氣(qi)(qi)(qi)保(bao)護(hu)焊時，電弧(hu)(hu)一經引燃(ran)，燃(ran)燒就很穩定(ding)。在各類保(bao)護(hu)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)中，氬(ya)弧(hu)(hu)的穩定(ding)性最(zui)好，即使在低(di)電弧(hu)(hu)電壓時也(ye)十(shi)分穩定(ding)，一般(ban)氬(ya)弧(hu)(hu)焊電弧(hu)(hu)電壓僅(jin)8V~15V。
2. 氬氣(qi)、氫氣(qi)混合氣(qi)體
在焊接保(bao)護氣體氬(ya)氣（Ar)中加(jia)人適(shi)量的氫氣（H2),可(ke)提高(gao)電弧溫度(du)，增(zeng)加(jia)母材(cai)熱量輸入(ru)，從而提高(gao)焊接速度(du)。
3. 氬氣、氦氣混合氣體
在焊接保護(hu)氣體氬(ya)氣（Ar)中加(jia)(jia)入適量的(de)氦（He),也可(ke)以提高電弧溫度，增加(jia)(jia)母材熱量輸入，進而也能(neng)達到提高焊接速度的(de)目的(de)。
二、電(dian)極(ji)材料(liao)及其形狀
鎢(wu)(wu)極氬弧焊用(yong)的(de)(de)(de)電(dian)極為鎢(wu)(wu)或氧化鎢(wu)(wu)，其(qi)熔點高(gao)達3400℃,鎢(wu)(wu)的(de)(de)(de)逸出功(gong)為4.5eV，發(fa)射電(dian)子(zi)(zi)能(neng)力強；氧化鎢(wu)(wu)的(de)(de)(de)發(fa)射電(dian)子(zi)(zi)能(neng)力更強。氧化鎢(wu)(wu)的(de)(de)(de)制造工藝關鍵(jian)是氧化物與基(ji)體材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)均(jun)勻性，這樣可提高(gao)電(dian)極的(de)(de)(de)引弧性能(neng)和穩弧性能(neng)。目前(qian)國內外常用(yong)的(de)(de)(de)鎢(wu)(wu)電(dian)極材(cai)料(liao)主要有純鎢(wu)(wu)、鈰鎢(wu)(wu)和釷(tu)鎢(wu)(wu)3種。
相同(tong)的(de)(de)(de)鎢(wu)電極(ji)直徑，采(cai)用不同(tong)的(de)(de)(de)極(ji)性，其載流(liu)能(neng)力(li)相差(cha)很大(da)，純(chun)鎢(wu)極(ji)在純(chun)氬氣中焊接的(de)(de)(de)許用電流(liu)范圍見表5-1。交流(liu)焊時，采(cai)用非對稱(cheng)波(bo)形或對稱(cheng)波(bo)形，其載流(liu)能(neng)力(li)也有差(cha)別。國外最(zui)常用的(de)(de)(de)是(shi)釷(tu)鎢(wu)極(ji)，國內普遍采(cai)用鈰鎢(wu)極(ji)，其引弧與穩弧性能(neng)都不亞于釷(tu)鎢(wu)極(ji)。
實踐證明(ming)，鎢(wu)極(ji)末端的(de)(de)形(xing)狀對焊接(jie)許用電流(liu)(liu)大(da)小和焊縫(feng)成(cheng)型有直接(jie)影(ying)(ying)響。一般(ban)在焊接(jie)薄板和焊接(jie)電流(liu)(liu)較小時，可用小直徑的(de)(de)鎢(wu)極(ji)并將其磨成(cheng)尖錐(zhui)(zhui)形(xing)（約20°),這樣，電弧容易引(yin)燃且(qie)穩定。但在焊接(jie)電流(liu)(liu)較大(da)時仍用尖錐(zhui)(zhui)角(jiao)(jiao)，會(hui)(hui)因電流(liu)(liu)密度過(guo)(guo)大(da)，而使(shi)尖錐(zhui)(zhui)角(jiao)(jiao)過(guo)(guo)熱熔化(hua)并增加燒(shao)損；電弧斑(ban)點(dian)也(ye)會(hui)(hui)擴(kuo)展到鎢(wu)極(ji)末端的(de)(de)錐(zhui)(zhui)面上，使(shi)弧柱(zhu)明(ming)顯地擴(kuo)散而飄蕩不穩，影(ying)(ying)響焊接(jie)電流(liu)(liu)和焊縫(feng)成(cheng)型（圖5-4a).因此，在大(da)電流(liu)(liu)焊接(jie)時要求(qiu)鎢(wu)極(ji)磨成(cheng)鈍(dun)錐(zhui)(zhui)角(jiao)(jiao)（大(da)于90°)或(huo)帶有平頂的(de)(de)錐(zhui)(zhui)形(xing)（圖5-4b),這樣可使(shi)電弧斑(ban)點(dian)穩定，弧柱(zhu)的(de)(de)擴(kuo)散減小，對焊件(jian)加熱集中，焊縫(feng)成(cheng)型均勻(yun)。
三(san)、鎢極氬弧(hu)焊的種類
1. 直流鎢極氬(ya)弧焊(han)
由于直流鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)氬弧(hu)(hu)焊在焊接過程中電(dian)(dian)弧(hu)(hu)沒(mei)有極(ji)(ji)(ji)性的變化(hua)，所(suo)以，電(dian)(dian)弧(hu)(hu)燃(ran)燒(shao)(shao)穩定。一般情況下(xia)，直流鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)氬弧(hu)(hu)焊都是采用直流正極(ji)(ji)(ji)性，即(ji)鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)為陰(yin)極(ji)(ji)(ji)（負極(ji)(ji)(ji)）。鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)熔點高，在高溫(wen)下(xia)電(dian)(dian)子(zi)發射能力強，電(dian)(dian)弧(hu)(hu)燃(ran)燒(shao)(shao)會穩定性更好。直流鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)氬弧(hu)(hu)焊采用直流正極(ji)(ji)(ji)性的優點是：
a. 工件(jian)為(wei)陽極（正極），工件(jian)接受電子轟擊放出(chu)的(de)全部動(dong)能和(he)位(wei)能（逸(yi)出(chu)功(gong)），會產(chan)生大量的(de)熱。因(yin)此，熔池(chi)深而窄，焊接效率高(gao)，工件(jian)的(de)收(shou)縮(suo)和(he)變形都小(xiao)。
b. 鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)(ji)接(jie)受正離子(zi)轟擊時放出(chu)的(de)能量比(bi)較小(xiao)，并且由于鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)(ji)在發射電子(zi)時需(xu)要付出(chu)大量的(de)逸出(chu)功，鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)(ji)產生的(de)熱(re)量比(bi)較小(xiao)，因而不易過熱(re)。所以(yi)，對于同一焊接(jie)電流(liu)，可以(yi)采(cai)用直徑較小(xiao)的(de)鎢(wu)棒。例如，同樣通過125A焊接(jie)電流(liu)選用Φ1.6mm的(de)鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)(ji)就(jiu)夠了，而直流(liu)反極(ji)(ji)(ji)(ji)性時需(xu)用ф6mm的(de)鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)(ji)。
c. 鎢(wu)棒的熱發射力(li)很(hen)強，當采用小(xiao)直徑鎢(wu)棒時，電(dian)流密度大，有利于電(dian)弧穩定(ding)，所以，電(dian)弧穩定(ding)性也比直流反極性好。
總之，直流(liu)正(zheng)極(ji)性優點較(jiao)多，焊接中應盡(jin)可能采用(yong)直流(liu)正(zheng)極(ji)性。
2. 脈沖鎢極氬弧焊
脈沖鎢極氬弧焊(han)(han)焊(han)(han)接(jie)時，平(ping)均焊(han)(han)接(jie)電(dian)流(liu)是(shi)由脈沖電(dian)流(liu)、基值電(dian)流(liu)、脈沖時間和基值時間4個參數確定的(de)(de)。正確調節這(zhe)4個電(dian)參數，可以(yi)增(zeng)加熔深，降低(di)熱影響區寬(kuan)度，提高焊(han)(han)縫背(bei)面成型(xing)能力和增(zeng)加熔池的(de)(de)攪拌作用(yong)，是(shi)一種極好的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)方(fang)法(fa)。所以(yi)，脈沖鎢極氬弧焊(han)(han)也廣泛地應用(yong)于不銹鋼焊(han)(han)管(guan)領域，特別適(shi)用(yong)于薄壁(bi)焊(han)(han)管(guan)的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)。
3. 交流鎢(wu)極(ji)氬(ya)弧(hu)焊
交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)鎢極氬弧焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)接時，由于正負兩半波的電(dian)(dian)(dian)(dian)弧電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)及再引燃電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)不(bu)同，導致(zhi)焊(han)(han)(han)接電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)不(bu)對稱，從(cong)而產(chan)生(sheng)直流(liu)(liu)分量。這既影(ying)響(xiang)了焊(han)(han)(han)縫成(cheng)型，又惡化(hua)了電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)的工作條(tiao)件。所以交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)鎢極氬弧焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)接電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)中要設置(zhi)引弧、穩(wen)弧和消除直流(liu)(liu)分量的裝置(zhi)，一(yi)般在不(bu)銹鋼(gang)焊(han)(han)(han)管生(sheng)產(chan)中，不(bu)使用(yong)交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)鎢極氬弧焊(han)(han)(han)，但鋁(lv)、鋁(lv)合金(jin)焊(han)(han)(han)接管就必須采用(yong)交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)鎢極氬弧焊(han)(han)(han)。
