鎢(wu)極(ji)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)(ji)(ji)(ji)氬(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)焊(han)(han)接時(shi)(shi)，電極(ji)(ji)(ji)(ji)和(he)電弧(hu)(hu)(hu)區及熔化(hua)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)都(dou)處于氬(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)氣(qi)(qi)保護之(zhi)中，使之(zhi)與空(kong)氣(qi)(qi)隔絕(jue)。當保護氣(qi)(qi)體采(cai)用(yong)氦(hai)(hai)氣(qi)(qi)時(shi)(shi)又稱氦(hai)(hai)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)，有時(shi)(shi)保護氣(qi)(qi)體采(cai)用(yong)按一定(ding)比例混(hun)(hun)合(he)(he)(he)的(de)混(hun)(hun)合(he)(he)(he)氣(qi)(qi)體，如：氬(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)氣(qi)(qi)和(he)氦(hai)(hai)氣(qi)(qi)混(hun)(hun)合(he)(he)(he)、氬(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)氣(qi)(qi)和(he)氫氣(qi)(qi)混(hun)(hun)合(he)(he)(he)。鎢極(ji)(ji)(ji)(ji)氬(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)又可(ke)分為：直流鎢極(ji)(ji)(ji)(ji)氬(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)、交流鎢極(ji)(ji)(ji)(ji)氬(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)和(he)鎢極(ji)(ji)(ji)(ji)脈沖氬(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)等。鎢極(ji)(ji)(ji)(ji)氬(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)廣泛應用(yong)于不(bu)銹鋼、鈦(tai)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)、鋁合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)、活潑金(jin)(jin)(jin)屬(shu)和(he)難熔金(jin)(jin)(jin)屬(shu)的(de)焊(han)(han)接。所以，在不(bu)銹鋼焊(han)(han)管、鈦(tai)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)焊(han)(han)管和(he)鋁合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)焊(han)(han)管生產中都(dou)廣泛地應用(yong)了(le)鎢極(ji)(ji)(ji)(ji)氬(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)。

一、保(bao)護氣體

鎢極氬(ya)弧焊常用(yong)的保護氣體有單一純氬(ya)氣和混(hun)合氣體（氬(ya)＋氫氬(ya)＋氦）。有關(guan)焊接(jie)常用(yong)保護氣體，請(qing)參考(kao)第三章《3.5.5焊接(jie)用(yong)保護氣體》。

 1. 氬氣

  氬氣(qi)(qi)比空氣(qi)(qi)重25%,是一(yi)種惰性氣(qi)(qi)體(ti)，用(yong)(yong)做保護(hu)(hu)(hu)氣(qi)(qi)體(ti)，不(bu)與金(jin)屬起化學作用(yong)(yong)，不(bu)溶解于金(jin)屬中，也(ye)(ye)不(bu)易(yi)漂(piao)浮散失，有利于保護(hu)(hu)(hu)作用(yong)(yong)。另外(wai)，氬氣(qi)(qi)的(de)(de)導熱(re)(re)系數小，而且是單元子(zi)氣(qi)(qi)體(ti)，高溫下不(bu)分解吸熱(re)(re)，所以(yi)在(zai)氬氣(qi)(qi)中燃(ran)燒的(de)(de)電(dian)(dian)弧(hu)(hu)熱(re)(re)量損(sun)失較小。氬氣(qi)(qi)保護(hu)(hu)(hu)焊時，電(dian)(dian)弧(hu)(hu)一(yi)經引(yin)燃(ran)，燃(ran)燒就很穩(wen)(wen)(wen)定。在(zai)各類(lei)保護(hu)(hu)(hu)氣(qi)(qi)體(ti)中，氬弧(hu)(hu)的(de)(de)穩(wen)(wen)(wen)定性最(zui)好，即(ji)使在(zai)低電(dian)(dian)弧(hu)(hu)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)時也(ye)(ye)十分穩(wen)(wen)(wen)定，一(yi)般氬弧(hu)(hu)焊電(dian)(dian)弧(hu)(hu)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)僅8V~15V。

 2. 氬(ya)氣(qi)、氫(qing)氣(qi)混(hun)合氣(qi)體

 在焊接保護氣(qi)體氬氣(qi)（Ar)中加人(ren)適量(liang)的氫氣(qi)（H2),可提高電弧(hu)溫度，增加母材(cai)熱(re)量(liang)輸(shu)入(ru)，從而提高焊接速度。

3. 氬氣、氦氣混合(he)氣體

 在焊(han)接保護氣體氬氣（Ar)中(zhong)加(jia)入(ru)適量的氦（He),也(ye)可以(yi)提(ti)(ti)高電弧溫度，增加(jia)母材熱(re)量輸(shu)入(ru)，進而(er)也(ye)能達到(dao)提(ti)(ti)高焊(han)接速度的目的。

二(er)、電極材料及(ji)其形狀

 鎢(wu)(wu)(wu)(wu)極氬弧(hu)焊用的(de)(de)電極為(wei)鎢(wu)(wu)(wu)(wu)或(huo)氧化鎢(wu)(wu)(wu)(wu)，其熔(rong)點高達3400℃,鎢(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)逸出(chu)功為(wei)4.5eV，發射(she)電子(zi)能力強(qiang)；氧化鎢(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)發射(she)電子(zi)能力更強(qiang)。氧化鎢(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)制造工藝關(guan)鍵是氧化物與基體材料的(de)(de)均勻性(xing)，這(zhe)樣可提高電極的(de)(de)引弧(hu)性(xing)能和穩弧(hu)性(xing)能。目前(qian)國內外常用的(de)(de)鎢(wu)(wu)(wu)(wu)電極材料主要(yao)有純鎢(wu)(wu)(wu)(wu)、鈰鎢(wu)(wu)(wu)(wu)和釷鎢(wu)(wu)(wu)(wu)3種。

 相同(tong)的(de)(de)鎢(wu)電(dian)極直(zhi)徑，采用(yong)不(bu)同(tong)的(de)(de)極性(xing)，其載(zai)流能(neng)力(li)(li)相差很大，純(chun)鎢(wu)極在純(chun)氬氣中焊接的(de)(de)許用(yong)電(dian)流范圍見表5-1。交流焊時，采用(yong)非對(dui)(dui)稱波(bo)形(xing)或對(dui)(dui)稱波(bo)形(xing)，其載(zai)流能(neng)力(li)(li)也有差別(bie)。國外(wai)最常用(yong)的(de)(de)是釷(tu)鎢(wu)極，國內普遍采用(yong)鈰鎢(wu)極，其引弧(hu)與穩弧(hu)性(xing)能(neng)都不(bu)亞于釷(tu)鎢(wu)極。

  實踐證明(ming)(ming)，鎢(wu)極末端的形(xing)狀對焊(han)(han)接(jie)許用(yong)電(dian)流大(da)小和(he)焊(han)(han)縫成型有(you)(you)直接(jie)影響(xiang)。一般在(zai)(zai)焊(han)(han)接(jie)薄板和(he)焊(han)(han)接(jie)電(dian)流較小時，可用(yong)小直徑的鎢(wu)極并(bing)將其(qi)磨成尖錐形(xing)（約20°),這(zhe)樣，電(dian)弧(hu)容易引燃且(qie)穩(wen)定(ding)。但在(zai)(zai)焊(han)(han)接(jie)電(dian)流較大(da)時仍用(yong)尖錐角，會(hui)因(yin)(yin)電(dian)流密度過(guo)大(da)，而使尖錐角過(guo)熱熔化并(bing)增加(jia)燒(shao)損(sun)；電(dian)弧(hu)斑(ban)(ban)點也(ye)會(hui)擴展到鎢(wu)極末端的錐面上，使弧(hu)柱(zhu)明(ming)(ming)顯地(di)擴散而飄蕩不(bu)穩(wen)，影響(xiang)焊(han)(han)接(jie)電(dian)流和(he)焊(han)(han)縫成型（圖5-4a).因(yin)(yin)此(ci)，在(zai)(zai)大(da)電(dian)流焊(han)(han)接(jie)時要求(qiu)鎢(wu)極磨成鈍錐角（大(da)于90°)或帶有(you)(you)平(ping)頂的錐形(xing)（圖5-4b),這(zhe)樣可使電(dian)弧(hu)斑(ban)(ban)點穩(wen)定(ding)，弧(hu)柱(zhu)的擴散減小，對焊(han)(han)件(jian)加(jia)熱集中，焊(han)(han)縫成型均勻。

三、鎢極(ji)氬弧(hu)焊的種類

1. 直流鎢極氬弧焊

 由于直(zhi)流(liu)鎢(wu)極氬(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)在焊(han)(han)接過程中電(dian)弧(hu)(hu)沒有極性的變化，所以，電(dian)弧(hu)(hu)燃燒穩定。一(yi)般情(qing)況下，直(zhi)流(liu)鎢(wu)極氬(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)都(dou)是(shi)采(cai)用直(zhi)流(liu)正極性，即(ji)鎢(wu)極為陰極（負極）。鎢(wu)極熔點(dian)高，在高溫下電(dian)子發(fa)射能力強，電(dian)弧(hu)(hu)燃燒會穩定性更好。直(zhi)流(liu)鎢(wu)極氬(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)采(cai)用直(zhi)流(liu)正極性的優點(dian)是(shi)：

  a. 工件為陽(yang)極（正極），工件接受電子轟(hong)擊放出的(de)全部動(dong)能和位能（逸出功），會產生大量的(de)熱。因此，熔池深而窄，焊(han)接效率高，工件的(de)收縮和變形都小。

  b. 鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)(ji)接受正離子轟擊時放出的(de)(de)(de)能(neng)量(liang)比較小(xiao)(xiao)，并且由于鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)(ji)在發射電子時需要付出大量(liang)的(de)(de)(de)逸出功，鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)(ji)產生的(de)(de)(de)熱量(liang)比較小(xiao)(xiao)，因而(er)不易過熱。所(suo)以，對于同(tong)一焊接電流(liu)，可以采用(yong)(yong)直徑較小(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)鎢(wu)(wu)棒。例如，同(tong)樣通(tong)過125A焊接電流(liu)選用(yong)(yong)Φ1.6mm的(de)(de)(de)鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)(ji)就(jiu)夠了(le)，而(er)直流(liu)反極(ji)(ji)(ji)性時需用(yong)(yong)ф6mm的(de)(de)(de)鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)(ji)。

  c. 鎢棒的(de)熱發射力很強，當采用小直徑鎢棒時(shi)，電流密度大，有利(li)于電弧(hu)穩定，所以，電弧(hu)穩定性也(ye)比直流反極性好。

總(zong)之，直(zhi)流正極(ji)性優點(dian)較多，焊接中應盡可能采用(yong)直(zhi)流正極(ji)性。

 2. 脈(mo)沖鎢極氬弧焊

 脈(mo)沖(chong)鎢極氬弧(hu)焊焊接(jie)時(shi)，平均焊接(jie)電(dian)流(liu)是由脈(mo)沖(chong)電(dian)流(liu)、基值電(dian)流(liu)、脈(mo)沖(chong)時(shi)間和基值時(shi)間4個(ge)參數確定的。正(zheng)確調(diao)節這4個(ge)電(dian)參數，可以增(zeng)加(jia)熔深(shen)，降低熱(re)影響(xiang)區寬度(du)，提高焊縫背面成型能力和增(zeng)加(jia)熔池的攪(jiao)拌作用(yong)，是一種極好的焊接(jie)方法。所以，脈(mo)沖(chong)鎢極氬弧(hu)焊也廣泛(fan)地應用(yong)于(yu)不銹鋼焊管(guan)領域，特別適(shi)用(yong)于(yu)薄壁焊管(guan)的焊接(jie)。

3. 交流鎢極(ji)氬弧焊

 交流(liu)鎢(wu)(wu)極氬(ya)弧焊(han)(han)焊(han)(han)接(jie)時，由于(yu)正(zheng)負兩半(ban)波的電(dian)弧電(dian)壓及再引(yin)燃(ran)電(dian)壓不同(tong)，導致焊(han)(han)接(jie)電(dian)流(liu)不對稱，從而產生直流(liu)分量。這(zhe)既影響了焊(han)(han)縫成型，又惡化(hua)了電(dian)源(yuan)的工作條件。所以交流(liu)鎢(wu)(wu)極氬(ya)弧焊(han)(han)焊(han)(han)接(jie)電(dian)源(yuan)中要設置引(yin)弧、穩(wen)弧和消除直流(liu)分量的裝置，一(yi)般在不銹鋼焊(han)(han)管生產中，不使用交流(liu)鎢(wu)(wu)極氬(ya)弧焊(han)(han)，但鋁、鋁合金焊(han)(han)接(jie)管就必須采(cai)用交流(liu)鎢(wu)(wu)極氬(ya)弧焊(han)(han)。