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)(ya)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)接時(shi)，電極(ji)(ji)和(he)(he)(he)電弧(hu)(hu)(hu)區(qu)及(ji)熔(rong)化金(jin)(jin)屬都處于(yu)氬(ya)(ya)氣保護(hu)(hu)之中(zhong)，使(shi)之與(yu)空氣隔絕。當保護(hu)(hu)氣體(ti)采用(yong)氦氣時(shi)又稱氦弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)，有(you)時(shi)保護(hu)(hu)氣體(ti)采用(yong)按一定比例(li)混合(he)的(de)混合(he)氣體(ti)，如：氬(ya)(ya)氣和(he)(he)(he)氦氣混合(he)、氬(ya)(ya)氣和(he)(he)(he)氫氣混合(he)。鎢(wu)極(ji)(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)又可分為：直流(liu)鎢(wu)極(ji)(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)、交(jiao)流(liu)鎢(wu)極(ji)(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)和(he)(he)(he)鎢(wu)極(ji)(ji)脈沖氬(ya)(ya)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)等。鎢(wu)極(ji)(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)廣泛應用(yong)于(yu)不銹鋼、鈦合(he)金(jin)(jin)、鋁(lv)合(he)金(jin)(jin)、活潑金(jin)(jin)屬和(he)(he)(he)難熔(rong)金(jin)(jin)屬的(de)焊(han)(han)(han)接。所(suo)以，在不銹鋼焊(han)(han)(han)管(guan)、鈦合(he)金(jin)(jin)焊(han)(han)(han)管(guan)和(he)(he)(he)鋁(lv)合(he)金(jin)(jin)焊(han)(han)(han)管(guan)生產中(zhong)都廣泛地應用(yong)了鎢(wu)極(ji)(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)。
一、保護氣體
鎢極(ji)氬弧焊常用的保護氣體(ti)有單一純(chun)氬氣和混合氣體(ti)（氬＋氫氬＋氦）。有關焊接常用保護氣體(ti)，請參(can)考第三(san)章《3.5.5焊接用保護氣體(ti)》。
1. 氬氣(qi)
氬氣(qi)(qi)比空氣(qi)(qi)重25%,是一種(zhong)惰性(xing)氣(qi)(qi)體(ti)，用(yong)做保(bao)護(hu)(hu)氣(qi)(qi)體(ti)，不(bu)與(yu)金(jin)屬起(qi)化(hua)學作用(yong)，不(bu)溶解于金(jin)屬中，也(ye)不(bu)易(yi)漂浮散失，有利于保(bao)護(hu)(hu)作用(yong)。另外，氬氣(qi)(qi)的導熱(re)(re)系數(shu)小，而且是單元子氣(qi)(qi)體(ti)，高溫下(xia)不(bu)分解吸熱(re)(re)，所以在氬氣(qi)(qi)中燃(ran)(ran)(ran)燒的電(dian)弧(hu)熱(re)(re)量損失較小。氬氣(qi)(qi)保(bao)護(hu)(hu)焊(han)時，電(dian)弧(hu)一經引燃(ran)(ran)(ran)，燃(ran)(ran)(ran)燒就(jiu)很(hen)穩定(ding)。在各類保(bao)護(hu)(hu)氣(qi)(qi)體(ti)中，氬弧(hu)的穩定(ding)性(xing)最好，即使在低(di)電(dian)弧(hu)電(dian)壓時也(ye)十分穩定(ding)，一般氬弧(hu)焊(han)電(dian)弧(hu)電(dian)壓僅8V~15V。
2. 氬氣、氫氣混合(he)氣體
在(zai)焊接保(bao)護氣體(ti)氬氣（Ar)中加人(ren)適量的(de)氫氣（H2),可提(ti)高電弧(hu)溫度(du)，增加母(mu)材熱(re)量輸入，從而(er)提(ti)高焊接速度(du)。
3. 氬氣(qi)、氦氣(qi)混合氣(qi)體
在焊(han)接保護氣(qi)體氬(ya)氣(qi)（Ar)中加(jia)入適量(liang)(liang)的氦(hai)（He),也(ye)可以提高電弧(hu)溫度，增(zeng)加(jia)母材熱量(liang)(liang)輸入，進而也(ye)能(neng)達到(dao)提高焊(han)接速度的目的。
二(er)、電(dian)極(ji)材料及其形狀
鎢(wu)(wu)極氬弧(hu)焊用(yong)的電極為鎢(wu)(wu)或氧化(hua)鎢(wu)(wu)，其熔點(dian)高(gao)達3400℃,鎢(wu)(wu)的逸出功為4.5eV，發射電子(zi)能力(li)強(qiang)；氧化(hua)鎢(wu)(wu)的發射電子(zi)能力(li)更強(qiang)。氧化(hua)鎢(wu)(wu)的制造工藝關鍵是氧化(hua)物(wu)與(yu)基體(ti)材(cai)料的均勻(yun)性，這樣可(ke)提高(gao)電極的引弧(hu)性能和穩弧(hu)性能。目前國內外常(chang)用(yong)的鎢(wu)(wu)電極材(cai)料主要有純鎢(wu)(wu)、鈰(shi)鎢(wu)(wu)和釷鎢(wu)(wu)3種。
相同(tong)的鎢(wu)(wu)電極(ji)(ji)直徑(jing)，采用(yong)不(bu)同(tong)的極(ji)(ji)性，其(qi)載(zai)流能(neng)力(li)(li)相差(cha)很(hen)大，純(chun)鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)在純(chun)氬氣中焊接的許(xu)用(yong)電流范圍見(jian)表5-1。交流焊時，采用(yong)非對稱(cheng)波形或對稱(cheng)波形，其(qi)載(zai)流能(neng)力(li)(li)也有差(cha)別。國外最常用(yong)的是釷鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)，國內普遍采用(yong)鈰鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)，其(qi)引(yin)弧與(yu)穩弧性能(neng)都不(bu)亞(ya)于釷鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)。
實踐(jian)證明(ming)，鎢極末(mo)端的(de)形狀對焊(han)(han)(han)(han)接(jie)許用電(dian)(dian)流(liu)(liu)大(da)(da)(da)小和焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)成型(xing)有(you)直接(jie)影(ying)響(xiang)。一般在焊(han)(han)(han)(han)接(jie)薄板(ban)和焊(han)(han)(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)流(liu)(liu)較小時，可用小直徑的(de)鎢極并將其磨成尖錐(zhui)形（約20°),這樣，電(dian)(dian)弧容易引(yin)燃且穩(wen)定。但(dan)在焊(han)(han)(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)流(liu)(liu)較大(da)(da)(da)時仍(reng)用尖錐(zhui)角(jiao)，會(hui)因(yin)電(dian)(dian)流(liu)(liu)密度過(guo)(guo)大(da)(da)(da)，而使(shi)尖錐(zhui)角(jiao)過(guo)(guo)熱(re)熔化(hua)并增(zeng)加燒損；電(dian)(dian)弧斑點也(ye)會(hui)擴(kuo)展到(dao)鎢極末(mo)端的(de)錐(zhui)面(mian)上(shang)，使(shi)弧柱明(ming)顯(xian)地擴(kuo)散(san)(san)而飄蕩不(bu)穩(wen)，影(ying)響(xiang)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)流(liu)(liu)和焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)成型(xing)（圖5-4a).因(yin)此(ci)，在大(da)(da)(da)電(dian)(dian)流(liu)(liu)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)時要(yao)求鎢極磨成鈍錐(zhui)角(jiao)（大(da)(da)(da)于90°)或(huo)帶有(you)平(ping)頂的(de)錐(zhui)形（圖5-4b),這樣可使(shi)電(dian)(dian)弧斑點穩(wen)定，弧柱的(de)擴(kuo)散(san)(san)減小，對焊(han)(han)(han)(han)件(jian)加熱(re)集中(zhong)，焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)成型(xing)均勻。
三、鎢極(ji)氬弧焊的種類(lei)
1. 直流鎢極氬弧焊
由(you)于直(zhi)(zhi)流鎢(wu)極(ji)氬弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)在焊(han)(han)接過(guo)程中(zhong)電弧(hu)(hu)(hu)沒有(you)極(ji)性的變化，所以(yi)，電弧(hu)(hu)(hu)燃燒穩(wen)定。一般情(qing)況下(xia)，直(zhi)(zhi)流鎢(wu)極(ji)氬弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)都(dou)是采用直(zhi)(zhi)流正極(ji)性，即(ji)鎢(wu)極(ji)為陰極(ji)（負極(ji)）。鎢(wu)極(ji)熔點高，在高溫下(xia)電子發射能力強，電弧(hu)(hu)(hu)燃燒會穩(wen)定性更好(hao)。直(zhi)(zhi)流鎢(wu)極(ji)氬弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)采用直(zhi)(zhi)流正極(ji)性的優(you)點是：
a. 工件(jian)(jian)(jian)為(wei)陽極(ji)（正極(ji)），工件(jian)(jian)(jian)接(jie)受電子轟(hong)擊放出的(de)全部動能和位能（逸出功），會產生大(da)量的(de)熱。因此，熔池深而窄，焊接(jie)效率高(gao)，工件(jian)(jian)(jian)的(de)收縮和變形都小。
b. 鎢極(ji)接(jie)受(shou)正離子轟(hong)擊時放出(chu)的能量比較小(xiao)，并且(qie)由于鎢極(ji)在發射電子時需(xu)(xu)要付出(chu)大量的逸出(chu)功，鎢極(ji)產(chan)生的熱量比較小(xiao)，因而不易過(guo)熱。所以，對于同一焊接(jie)電流(liu)，可以采用直徑較小(xiao)的鎢棒。例如(ru)，同樣通過(guo)125A焊接(jie)電流(liu)選用Φ1.6mm的鎢極(ji)就(jiu)夠了，而直流(liu)反極(ji)性時需(xu)(xu)用ф6mm的鎢極(ji)。
c. 鎢棒(bang)的熱發(fa)射力很(hen)強(qiang)，當采用小直徑鎢棒(bang)時(shi)，電(dian)流密度(du)大，有利于電(dian)弧(hu)穩定，所以，電(dian)弧(hu)穩定性也比(bi)直流反極性好。
總之，直流(liu)正(zheng)極性優點較多，焊(han)接中應盡可能采用直流(liu)正(zheng)極性。
2. 脈沖鎢極氬弧(hu)焊
脈(mo)沖鎢極氬弧焊焊接(jie)時，平均焊接(jie)電(dian)流是由脈(mo)沖電(dian)流、基值電(dian)流、脈(mo)沖時間和(he)基值時間4個參(can)數確(que)定的(de)。正確(que)調(diao)節這4個電(dian)參(can)數，可以增加熔深，降低熱(re)影(ying)響區寬度，提高(gao)焊縫背面成型能力和(he)增加熔池的(de)攪(jiao)拌作(zuo)用(yong)(yong)，是一(yi)種極好的(de)焊接(jie)方(fang)法。所(suo)以，脈(mo)沖鎢極氬弧焊也廣泛(fan)地應用(yong)(yong)于(yu)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)焊管(guan)領域，特別適用(yong)(yong)于(yu)薄壁(bi)焊管(guan)的(de)焊接(jie)。
3. 交流鎢(wu)極氬弧(hu)焊
交流(liu)鎢(wu)(wu)極氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)焊(han)(han)接(jie)時，由于正(zheng)負兩半波的(de)電(dian)(dian)(dian)弧(hu)電(dian)(dian)(dian)壓及(ji)再引燃電(dian)(dian)(dian)壓不(bu)同(tong)，導(dao)致(zhi)焊(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)(dian)流(liu)不(bu)對稱，從而產生直(zhi)(zhi)流(liu)分量。這既影(ying)響了焊(han)(han)縫成型，又(you)惡(e)化了電(dian)(dian)(dian)源(yuan)的(de)工作條件。所以交流(liu)鎢(wu)(wu)極氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)焊(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)中(zhong)要設置引弧(hu)、穩弧(hu)和消除(chu)直(zhi)(zhi)流(liu)分量的(de)裝置，一般在(zai)不(bu)銹鋼焊(han)(han)管(guan)(guan)生產中(zhong)，不(bu)使用交流(liu)鎢(wu)(wu)極氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)，但(dan)鋁、鋁合(he)金(jin)焊(han)(han)接(jie)管(guan)(guan)就(jiu)必須采用交流(liu)鎢(wu)(wu)極氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)。
