鎢(wu)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。
鎢極(ji)氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)焊(han)(han)接時(shi)，電(dian)極(ji)和(he)電(dian)弧(hu)區(qu)及(ji)熔化金(jin)屬都處于(yu)氬(ya)氣(qi)保(bao)護(hu)(hu)之(zhi)中，使(shi)之(zhi)與空氣(qi)隔絕。當保(bao)護(hu)(hu)氣(qi)體采(cai)(cai)用(yong)氦氣(qi)時(shi)又稱氦弧(hu)焊(han)(han)，有時(shi)保(bao)護(hu)(hu)氣(qi)體采(cai)(cai)用(yong)按一(yi)定比例混(hun)合的混(hun)合氣(qi)體，如：氬(ya)氣(qi)和(he)氦氣(qi)混(hun)合、氬(ya)氣(qi)和(he)氫氣(qi)混(hun)合。鎢極(ji)氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)又可分為：直流(liu)鎢極(ji)氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)、交流(liu)鎢極(ji)氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)和(he)鎢極(ji)脈(mo)沖氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)等(deng)。鎢極(ji)氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)廣泛應(ying)用(yong)于(yu)不銹鋼(gang)、鈦(tai)合金(jin)、鋁合金(jin)、活潑金(jin)屬和(he)難熔金(jin)屬的焊(han)(han)接。所以，在(zai)不銹鋼(gang)焊(han)(han)管、鈦(tai)合金(jin)焊(han)(han)管和(he)鋁合金(jin)焊(han)(han)管生產中都廣泛地應(ying)用(yong)了鎢極(ji)氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)。
一、保護(hu)氣(qi)體(ti)
鎢極氬弧焊(han)常(chang)(chang)用的保(bao)護(hu)氣(qi)(qi)體有單一純氬氣(qi)(qi)和混(hun)合(he)氣(qi)(qi)體（氬＋氫氬＋氦）。有關焊(han)接常(chang)(chang)用保(bao)護(hu)氣(qi)(qi)體，請參考(kao)第三章《3.5.5焊(han)接用保(bao)護(hu)氣(qi)(qi)體》。
1. 氬氣
氬(ya)(ya)氣(qi)(qi)比空氣(qi)(qi)重25%,是一(yi)種(zhong)惰性氣(qi)(qi)體，用做(zuo)保(bao)(bao)護(hu)氣(qi)(qi)體，不(bu)與金屬(shu)起化學作(zuo)用，不(bu)溶解于金屬(shu)中，也(ye)不(bu)易漂(piao)浮散失(shi)，有利于保(bao)(bao)護(hu)作(zuo)用。另外，氬(ya)(ya)氣(qi)(qi)的導(dao)熱系數小，而且是單(dan)元子氣(qi)(qi)體，高溫下(xia)不(bu)分解吸(xi)熱，所以在(zai)氬(ya)(ya)氣(qi)(qi)中燃燒(shao)(shao)的電(dian)(dian)弧(hu)熱量損(sun)失(shi)較小。氬(ya)(ya)氣(qi)(qi)保(bao)(bao)護(hu)焊(han)時，電(dian)(dian)弧(hu)一(yi)經引燃，燃燒(shao)(shao)就很穩定。在(zai)各(ge)類(lei)保(bao)(bao)護(hu)氣(qi)(qi)體中，氬(ya)(ya)弧(hu)的穩定性最好(hao)，即使在(zai)低電(dian)(dian)弧(hu)電(dian)(dian)壓(ya)時也(ye)十(shi)分穩定，一(yi)般(ban)氬(ya)(ya)弧(hu)焊(han)電(dian)(dian)弧(hu)電(dian)(dian)壓(ya)僅8V~15V。
2. 氬氣(qi)、氫氣(qi)混合氣(qi)體
在焊接保護氣(qi)體氬氣(qi)（Ar)中(zhong)加人適(shi)量的氫氣(qi)（H2),可提高電弧溫度，增加母材熱量輸(shu)入，從而(er)提高焊接速度。
3. 氬氣(qi)、氦(hai)氣(qi)混合氣(qi)體
在焊(han)接保(bao)護氣(qi)體氬(ya)氣(qi)（Ar)中加入(ru)適量的(de)氦（He),也可以提高電弧溫度(du)，增加母材熱量輸入(ru)，進而也能達(da)到(dao)提高焊(han)接速度(du)的(de)目的(de)。
二、電極材料及其形狀
鎢(wu)(wu)極氬弧焊(han)用的(de)電(dian)極為鎢(wu)(wu)或氧(yang)化(hua)鎢(wu)(wu)，其熔點高達3400℃,鎢(wu)(wu)的(de)逸出功為4.5eV，發(fa)射電(dian)子(zi)能(neng)力強(qiang)；氧(yang)化(hua)鎢(wu)(wu)的(de)發(fa)射電(dian)子(zi)能(neng)力更強(qiang)。氧(yang)化(hua)鎢(wu)(wu)的(de)制造工藝關鍵(jian)是氧(yang)化(hua)物與基體材(cai)料的(de)均勻性(xing)，這樣可(ke)提高電(dian)極的(de)引弧性(xing)能(neng)和穩(wen)弧性(xing)能(neng)。目前國(guo)內外常用的(de)鎢(wu)(wu)電(dian)極材(cai)料主要有純鎢(wu)(wu)、鈰鎢(wu)(wu)和釷(tu)鎢(wu)(wu)3種(zhong)。
相同(tong)的(de)鎢(wu)電極(ji)(ji)直徑，采用(yong)不同(tong)的(de)極(ji)(ji)性，其(qi)載流(liu)能(neng)力(li)相差(cha)很大，純鎢(wu)極(ji)(ji)在純氬(ya)氣中焊(han)接的(de)許用(yong)電流(liu)范圍見表5-1。交流(liu)焊(han)時，采用(yong)非對稱(cheng)波形或對稱(cheng)波形，其(qi)載流(liu)能(neng)力(li)也有差(cha)別。國外最常(chang)用(yong)的(de)是釷(tu)鎢(wu)極(ji)(ji)，國內(nei)普遍采用(yong)鈰(shi)鎢(wu)極(ji)(ji)，其(qi)引弧與穩弧性能(neng)都不亞于釷(tu)鎢(wu)極(ji)(ji)。
實踐證明，鎢(wu)(wu)極末端的(de)形(xing)狀對(dui)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)許用(yong)電(dian)流(liu)大(da)小(xiao)和(he)焊(han)(han)(han)縫(feng)成(cheng)型(xing)有直接(jie)(jie)影響。一般在焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)薄板和(he)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)電(dian)流(liu)較小(xiao)時(shi)(shi)，可用(yong)小(xiao)直徑(jing)的(de)鎢(wu)(wu)極并將(jiang)其磨(mo)成(cheng)尖錐(zhui)形(xing)（約20°),這(zhe)樣，電(dian)弧容易(yi)引燃且穩(wen)定。但在焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)電(dian)流(liu)較大(da)時(shi)(shi)仍用(yong)尖錐(zhui)角(jiao)，會因電(dian)流(liu)密度過(guo)大(da)，而使尖錐(zhui)角(jiao)過(guo)熱(re)(re)熔化(hua)并增加燒損；電(dian)弧斑點也會擴(kuo)展(zhan)到鎢(wu)(wu)極末端的(de)錐(zhui)面上，使弧柱(zhu)明顯地擴(kuo)散而飄蕩(dang)不穩(wen)，影響焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)電(dian)流(liu)和(he)焊(han)(han)(han)縫(feng)成(cheng)型(xing)（圖(tu)5-4a).因此，在大(da)電(dian)流(liu)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)時(shi)(shi)要求鎢(wu)(wu)極磨(mo)成(cheng)鈍錐(zhui)角(jiao)（大(da)于90°)或帶有平頂(ding)的(de)錐(zhui)形(xing)（圖(tu)5-4b),這(zhe)樣可使電(dian)弧斑點穩(wen)定，弧柱(zhu)的(de)擴(kuo)散減小(xiao)，對(dui)焊(han)(han)(han)件加熱(re)(re)集(ji)中，焊(han)(han)(han)縫(feng)成(cheng)型(xing)均勻。
三、鎢極氬弧焊的種(zhong)類
1. 直流鎢極氬弧焊
由于直(zhi)流鎢(wu)極(ji)(ji)氬弧(hu)焊(han)在(zai)(zai)焊(han)接過程中電(dian)弧(hu)沒有(you)極(ji)(ji)性的變(bian)化，所以，電(dian)弧(hu)燃(ran)燒穩定。一般(ban)情況下，直(zhi)流鎢(wu)極(ji)(ji)氬弧(hu)焊(han)都(dou)是采(cai)用直(zhi)流正(zheng)極(ji)(ji)性，即鎢(wu)極(ji)(ji)為(wei)陰極(ji)(ji)（負(fu)極(ji)(ji)）。鎢(wu)極(ji)(ji)熔點(dian)高，在(zai)(zai)高溫下電(dian)子(zi)發射能(neng)力強，電(dian)弧(hu)燃(ran)燒會穩定性更好。直(zhi)流鎢(wu)極(ji)(ji)氬弧(hu)焊(han)采(cai)用直(zhi)流正(zheng)極(ji)(ji)性的優點(dian)是：
a. 工件為(wei)陽極（正極），工件接受電子(zi)轟擊放出(chu)的全部動能和(he)位能（逸出(chu)功），會(hui)產生(sheng)大(da)量的熱。因此，熔池深而窄，焊接效率(lv)高，工件的收(shou)縮和(he)變形(xing)都小。
b. 鎢(wu)極(ji)接受正(zheng)離子(zi)轟擊時(shi)放出的能量(liang)比(bi)較小(xiao)，并且(qie)由于鎢(wu)極(ji)在發(fa)射電(dian)子(zi)時(shi)需要付出大量(liang)的逸出功，鎢(wu)極(ji)產生的熱量(liang)比(bi)較小(xiao)，因而(er)不易過熱。所以，對于同(tong)一(yi)焊(han)(han)接電(dian)流，可以采用(yong)直徑較小(xiao)的鎢(wu)棒。例如，同(tong)樣通過125A焊(han)(han)接電(dian)流選用(yong)Φ1.6mm的鎢(wu)極(ji)就(jiu)夠了，而(er)直流反極(ji)性時(shi)需用(yong)ф6mm的鎢(wu)極(ji)。
c. 鎢(wu)棒的熱發射力很強，當采(cai)用小直(zhi)徑鎢(wu)棒時，電流密度大，有利(li)于電弧穩(wen)定，所以，電弧穩(wen)定性也比直(zhi)流反極(ji)性好。
總之(zhi)，直(zhi)流正(zheng)極性優點較多，焊(han)接中應盡可能采用直(zhi)流正(zheng)極性。
2. 脈(mo)沖(chong)鎢(wu)極氬(ya)弧焊
脈(mo)沖(chong)鎢極(ji)(ji)氬(ya)弧(hu)焊(han)焊(han)接(jie)(jie)(jie)時，平均焊(han)接(jie)(jie)(jie)電流(liu)是(shi)(shi)由脈(mo)沖(chong)電流(liu)、基(ji)值(zhi)(zhi)電流(liu)、脈(mo)沖(chong)時間(jian)和基(ji)值(zhi)(zhi)時間(jian)4個參(can)數確定的(de)。正確調節(jie)這4個電參(can)數，可(ke)以增(zeng)加熔深(shen)，降低熱影響區寬度，提(ti)高焊(han)縫背面成型能力(li)和增(zeng)加熔池(chi)的(de)攪(jiao)拌作用(yong)，是(shi)(shi)一種極(ji)(ji)好的(de)焊(han)接(jie)(jie)(jie)方法。所(suo)以，脈(mo)沖(chong)鎢極(ji)(ji)氬(ya)弧(hu)焊(han)也廣泛地應(ying)用(yong)于不銹鋼(gang)焊(han)管(guan)領域(yu)，特別適用(yong)于薄壁(bi)焊(han)管(guan)的(de)焊(han)接(jie)(jie)(jie)。
3. 交流(liu)鎢極氬弧(hu)焊(han)
交流(liu)鎢極(ji)氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)焊(han)(han)接時，由于正負兩半波的電(dian)弧(hu)(hu)電(dian)壓及再引燃電(dian)壓不同，導致焊(han)(han)接電(dian)流(liu)不對稱，從而產(chan)生(sheng)直(zhi)流(liu)分量。這既影響了焊(han)(han)縫(feng)成型，又(you)惡化(hua)了電(dian)源的工(gong)作條件。所以交流(liu)鎢極(ji)氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)焊(han)(han)接電(dian)源中要設置引弧(hu)(hu)、穩弧(hu)(hu)和(he)消除(chu)直(zhi)流(liu)分量的裝(zhuang)置，一(yi)般在(zai)不銹(xiu)鋼焊(han)(han)管(guan)生(sheng)產(chan)中，不使(shi)用(yong)交流(liu)鎢極(ji)氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)，但鋁(lv)、鋁(lv)合金焊(han)(han)接管(guan)就必須采用(yong)交流(liu)鎢極(ji)氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)。
