鎢(wu)極(ji)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)(wu)極(ji)氬(ya)(ya)(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)焊(han)(han)接(jie)時(shi)，電極(ji)和(he)(he)(he)電弧(hu)(hu)區及熔(rong)化金(jin)屬都處于氬(ya)(ya)(ya)氣(qi)保(bao)護(hu)之(zhi)(zhi)中(zhong)，使之(zhi)(zhi)與空氣(qi)隔絕。當保(bao)護(hu)氣(qi)體(ti)(ti)采用(yong)氦(hai)氣(qi)時(shi)又(you)稱氦(hai)弧(hu)(hu)焊(han)(han)，有時(shi)保(bao)護(hu)氣(qi)體(ti)(ti)采用(yong)按(an)一定(ding)比例混合(he)(he)(he)的(de)混合(he)(he)(he)氣(qi)體(ti)(ti)，如：氬(ya)(ya)(ya)氣(qi)和(he)(he)(he)氦(hai)氣(qi)混合(he)(he)(he)、氬(ya)(ya)(ya)氣(qi)和(he)(he)(he)氫氣(qi)混合(he)(he)(he)。鎢(wu)(wu)極(ji)氬(ya)(ya)(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)又(you)可分為：直流鎢(wu)(wu)極(ji)氬(ya)(ya)(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)、交流鎢(wu)(wu)極(ji)氬(ya)(ya)(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)和(he)(he)(he)鎢(wu)(wu)極(ji)脈沖氬(ya)(ya)(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)等。鎢(wu)(wu)極(ji)氬(ya)(ya)(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)廣(guang)泛(fan)應用(yong)于不銹鋼(gang)、鈦合(he)(he)(he)金(jin)、鋁合(he)(he)(he)金(jin)、活潑金(jin)屬和(he)(he)(he)難熔(rong)金(jin)屬的(de)焊(han)(han)接(jie)。所以，在不銹鋼(gang)焊(han)(han)管(guan)、鈦合(he)(he)(he)金(jin)焊(han)(han)管(guan)和(he)(he)(he)鋁合(he)(he)(he)金(jin)焊(han)(han)管(guan)生產中(zhong)都廣(guang)泛(fan)地應用(yong)了(le)鎢(wu)(wu)極(ji)氬(ya)(ya)(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)。
一(yi)、保護(hu)氣體
鎢極氬弧(hu)焊(han)常用的(de)保(bao)護氣體(ti)(ti)有(you)單(dan)一純氬氣和混合氣體(ti)(ti)（氬＋氫氬＋氦）。有(you)關(guan)焊(han)接常用保(bao)護氣體(ti)(ti)，請(qing)參考第三章《3.5.5焊(han)接用保(bao)護氣體(ti)(ti)》。
1. 氬氣
氬(ya)氣(qi)(qi)比(bi)空(kong)氣(qi)(qi)重(zhong)25%,是一種(zhong)惰性(xing)氣(qi)(qi)體(ti)，用做(zuo)保(bao)護(hu)氣(qi)(qi)體(ti)，不(bu)與金屬起化(hua)學(xue)作(zuo)用，不(bu)溶(rong)解于(yu)金屬中，也(ye)不(bu)易漂浮(fu)散失，有利于(yu)保(bao)護(hu)作(zuo)用。另外，氬(ya)氣(qi)(qi)的導熱(re)系數小，而且是單元子氣(qi)(qi)體(ti)，高溫(wen)下不(bu)分解吸熱(re)，所以在(zai)氬(ya)氣(qi)(qi)中燃燒(shao)的電(dian)弧(hu)(hu)熱(re)量(liang)損(sun)失較小。氬(ya)氣(qi)(qi)保(bao)護(hu)焊(han)時，電(dian)弧(hu)(hu)一經引燃，燃燒(shao)就(jiu)很(hen)穩定(ding)。在(zai)各類保(bao)護(hu)氣(qi)(qi)體(ti)中，氬(ya)弧(hu)(hu)的穩定(ding)性(xing)最好，即使在(zai)低電(dian)弧(hu)(hu)電(dian)壓時也(ye)十分穩定(ding)，一般氬(ya)弧(hu)(hu)焊(han)電(dian)弧(hu)(hu)電(dian)壓僅8V~15V。
2. 氬氣(qi)、氫氣(qi)混合氣(qi)體(ti)
在(zai)焊(han)接保(bao)護氣體氬氣（Ar)中加人(ren)適量(liang)的氫氣（H2),可提高電弧溫度(du)，增加母材熱(re)量(liang)輸入(ru)，從而提高焊(han)接速度(du)。
3. 氬氣(qi)、氦氣(qi)混合氣(qi)體
在焊(han)接保護氣體氬氣（Ar)中加入適(shi)量的氦(hai)（He),也可以(yi)提高電弧溫度，增(zeng)加母材熱量輸入，進而也能(neng)達到提高焊(han)接速度的目的。
二、電極材料及其形狀
鎢(wu)(wu)(wu)極氬弧(hu)(hu)焊(han)用的電(dian)極為(wei)鎢(wu)(wu)(wu)或氧化(hua)(hua)鎢(wu)(wu)(wu)，其(qi)熔點高(gao)達3400℃,鎢(wu)(wu)(wu)的逸出功(gong)為(wei)4.5eV，發(fa)射(she)電(dian)子能(neng)力強；氧化(hua)(hua)鎢(wu)(wu)(wu)的發(fa)射(she)電(dian)子能(neng)力更(geng)強。氧化(hua)(hua)鎢(wu)(wu)(wu)的制造工藝關鍵是氧化(hua)(hua)物與基體材料的均勻性，這樣(yang)可提高(gao)電(dian)極的引弧(hu)(hu)性能(neng)和(he)穩弧(hu)(hu)性能(neng)。目前國(guo)內外(wai)常(chang)用的鎢(wu)(wu)(wu)電(dian)極材料主要(yao)有純鎢(wu)(wu)(wu)、鈰鎢(wu)(wu)(wu)和(he)釷鎢(wu)(wu)(wu)3種(zhong)。
相(xiang)同的(de)鎢(wu)電極直徑，采用不同的(de)極性，其(qi)載(zai)流(liu)能力(li)相(xiang)差(cha)(cha)很大，純鎢(wu)極在純氬氣中焊接的(de)許用電流(liu)范圍見表(biao)5-1。交(jiao)流(liu)焊時(shi)，采用非對稱波(bo)形(xing)或對稱波(bo)形(xing)，其(qi)載(zai)流(liu)能力(li)也有(you)差(cha)(cha)別。國外最常用的(de)是釷鎢(wu)極，國內(nei)普(pu)遍采用鈰鎢(wu)極，其(qi)引弧(hu)與(yu)穩(wen)弧(hu)性能都不亞于釷鎢(wu)極。
實踐證明，鎢極(ji)(ji)末(mo)端的(de)形狀對焊(han)(han)(han)接(jie)許用(yong)電(dian)流大小和(he)焊(han)(han)(han)縫成型有直(zhi)接(jie)影(ying)響(xiang)。一(yi)般在焊(han)(han)(han)接(jie)薄(bo)板和(he)焊(han)(han)(han)接(jie)電(dian)流較(jiao)小時(shi)，可(ke)用(yong)小直(zhi)徑的(de)鎢極(ji)(ji)并將其(qi)磨成尖(jian)錐(zhui)形（約20°),這樣，電(dian)弧(hu)容易引燃(ran)且穩定。但在焊(han)(han)(han)接(jie)電(dian)流較(jiao)大時(shi)仍用(yong)尖(jian)錐(zhui)角(jiao)，會因(yin)電(dian)流密度(du)過大，而(er)使尖(jian)錐(zhui)角(jiao)過熱熔化并增加(jia)燒損(sun)；電(dian)弧(hu)斑點(dian)也(ye)會擴展到(dao)鎢極(ji)(ji)末(mo)端的(de)錐(zhui)面上(shang)，使弧(hu)柱明顯地擴散而(er)飄蕩不穩，影(ying)響(xiang)焊(han)(han)(han)接(jie)電(dian)流和(he)焊(han)(han)(han)縫成型（圖(tu)5-4a).因(yin)此，在大電(dian)流焊(han)(han)(han)接(jie)時(shi)要求鎢極(ji)(ji)磨成鈍錐(zhui)角(jiao)（大于90°)或(huo)帶有平頂的(de)錐(zhui)形（圖(tu)5-4b),這樣可(ke)使電(dian)弧(hu)斑點(dian)穩定，弧(hu)柱的(de)擴散減小，對焊(han)(han)(han)件加(jia)熱集中(zhong)，焊(han)(han)(han)縫成型均(jun)勻。
三、鎢極氬弧焊的(de)種類
1. 直(zhi)流鎢極氬弧焊
由于(yu)直(zhi)(zhi)流(liu)鎢極(ji)氬弧焊在(zai)(zai)焊接過程(cheng)中電(dian)(dian)弧沒有極(ji)性(xing)(xing)的(de)變化，所以，電(dian)(dian)弧燃(ran)燒(shao)穩定(ding)。一般情況下(xia)，直(zhi)(zhi)流(liu)鎢極(ji)氬弧焊都是采用直(zhi)(zhi)流(liu)正(zheng)極(ji)性(xing)(xing)，即(ji)鎢極(ji)為陰極(ji)（負極(ji)）。鎢極(ji)熔(rong)點高(gao)，在(zai)(zai)高(gao)溫(wen)下(xia)電(dian)(dian)子發射能力強(qiang)，電(dian)(dian)弧燃(ran)燒(shao)會穩定(ding)性(xing)(xing)更好(hao)。直(zhi)(zhi)流(liu)鎢極(ji)氬弧焊采用直(zhi)(zhi)流(liu)正(zheng)極(ji)性(xing)(xing)的(de)優點是：
a. 工(gong)件(jian)為陽極(ji)（正極(ji)），工(gong)件(jian)接受電子轟(hong)擊放出的(de)全部動能和位(wei)能（逸出功(gong)），會產生大量的(de)熱。因此，熔池深而窄，焊接效率高，工(gong)件(jian)的(de)收縮和變形(xing)都小。
b. 鎢極接受(shou)正離子轟擊時(shi)放出(chu)的能量(liang)(liang)比較小(xiao)，并且(qie)由(you)于(yu)鎢極在發射電(dian)子時(shi)需要付出(chu)大量(liang)(liang)的逸出(chu)功，鎢極產生的熱(re)(re)量(liang)(liang)比較小(xiao)，因而(er)不易過熱(re)(re)。所(suo)以，對于(yu)同一焊接電(dian)流，可以采用(yong)直徑較小(xiao)的鎢棒。例如，同樣通(tong)過125A焊接電(dian)流選用(yong)Φ1.6mm的鎢極就(jiu)夠(gou)了，而(er)直流反(fan)極性時(shi)需用(yong)ф6mm的鎢極。
c. 鎢棒的熱發(fa)射力很強，當采用小直徑鎢棒時，電(dian)流(liu)密度(du)大，有(you)利于電(dian)弧穩定，所以(yi)，電(dian)弧穩定性也(ye)比直流(liu)反極性好(hao)。
總之，直流正極性(xing)優點較(jiao)多，焊(han)接中應盡可能采(cai)用直流正極性(xing)。
2. 脈沖(chong)鎢極氬弧(hu)焊
脈(mo)沖(chong)鎢極(ji)(ji)氬弧焊(han)(han)焊(han)(han)接時，平均焊(han)(han)接電(dian)(dian)流是由脈(mo)沖(chong)電(dian)(dian)流、基值(zhi)電(dian)(dian)流、脈(mo)沖(chong)時間和基值(zhi)時間4個參數確定(ding)的。正確調節這4個電(dian)(dian)參數，可(ke)以增(zeng)(zeng)加(jia)熔(rong)深，降低熱影(ying)響區(qu)寬度，提高焊(han)(han)縫(feng)背面成(cheng)型(xing)能力和增(zeng)(zeng)加(jia)熔(rong)池的攪拌作用，是一種極(ji)(ji)好的焊(han)(han)接方法。所(suo)以，脈(mo)沖(chong)鎢極(ji)(ji)氬弧焊(han)(han)也廣泛地(di)應用于(yu)不銹鋼焊(han)(han)管(guan)領域，特(te)別(bie)適用于(yu)薄壁焊(han)(han)管(guan)的焊(han)(han)接。
3. 交(jiao)流(liu)鎢(wu)極氬弧焊
交流鎢(wu)(wu)(wu)極氬弧焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)接(jie)時，由于正負兩半波的(de)(de)電(dian)(dian)弧電(dian)(dian)壓及再(zai)引(yin)燃(ran)電(dian)(dian)壓不(bu)同，導(dao)致焊(han)(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)流不(bu)對稱(cheng)，從而產生直(zhi)流分量。這既影(ying)響了焊(han)(han)(han)縫成型，又惡化了電(dian)(dian)源的(de)(de)工作(zuo)條件。所以交流鎢(wu)(wu)(wu)極氬弧焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)源中要設置(zhi)引(yin)弧、穩弧和(he)消除直(zhi)流分量的(de)(de)裝置(zhi)，一般在不(bu)銹(xiu)鋼焊(han)(han)(han)管(guan)生產中，不(bu)使用交流鎢(wu)(wu)(wu)極氬弧焊(han)(han)(han)，但鋁(lv)、鋁(lv)合金焊(han)(han)(han)接(jie)管(guan)就必須采用交流鎢(wu)(wu)(wu)極氬弧焊(han)(han)(han)。
