鎢(wu)極氬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(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)焊(han)(han)接(jie)時(shi)(shi)，電極(ji)和(he)電弧(hu)(hu)區及熔化(hua)金屬(shu)都處于(yu)(yu)氬(ya)(ya)氣(qi)保(bao)護(hu)之(zhi)中，使之(zhi)與空氣(qi)隔絕(jue)。當保(bao)護(hu)氣(qi)體(ti)采(cai)用氦(hai)氣(qi)時(shi)(shi)又稱氦(hai)弧(hu)(hu)焊(han)(han)，有時(shi)(shi)保(bao)護(hu)氣(qi)體(ti)采(cai)用按一定比例混合(he)(he)的混合(he)(he)氣(qi)體(ti)，如(ru)：氬(ya)(ya)氣(qi)和(he)氦(hai)氣(qi)混合(he)(he)、氬(ya)(ya)氣(qi)和(he)氫氣(qi)混合(he)(he)。鎢(wu)極(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)又可分為：直流鎢(wu)極(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)、交流鎢(wu)極(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)和(he)鎢(wu)極(ji)脈沖氬(ya)(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)等。鎢(wu)極(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)廣泛應用于(yu)(yu)不(bu)銹鋼、鈦合(he)(he)金、鋁(lv)合(he)(he)金、活(huo)潑金屬(shu)和(he)難熔金屬(shu)的焊(han)(han)接(jie)。所以，在不(bu)銹鋼焊(han)(han)管(guan)、鈦合(he)(he)金焊(han)(han)管(guan)和(he)鋁(lv)合(he)(he)金焊(han)(han)管(guan)生(sheng)產中都廣泛地應用了鎢(wu)極(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)。
一、保(bao)護(hu)氣體
鎢極氬(ya)弧焊常用的保護(hu)氣體有(you)單一純氬(ya)氣和混合氣體（氬(ya)＋氫氬(ya)＋氦）。有(you)關焊接常用保護(hu)氣體，請參考第三章《3.5.5焊接用保護(hu)氣體》。
1. 氬(ya)氣
氬(ya)(ya)氣比空氣重25%,是(shi)一種惰性氣體(ti)(ti)，用(yong)做(zuo)保(bao)護(hu)氣體(ti)(ti)，不(bu)與金屬起化學作(zuo)用(yong)，不(bu)溶解(jie)于金屬中，也不(bu)易漂浮散失(shi)，有利于保(bao)護(hu)作(zuo)用(yong)。另外，氬(ya)(ya)氣的(de)導熱(re)系數小，而且是(shi)單元(yuan)子氣體(ti)(ti)，高溫下不(bu)分(fen)解(jie)吸(xi)熱(re)，所以在(zai)(zai)氬(ya)(ya)氣中燃(ran)(ran)燒的(de)電(dian)(dian)(dian)弧(hu)熱(re)量損(sun)失(shi)較小。氬(ya)(ya)氣保(bao)護(hu)焊(han)時(shi)，電(dian)(dian)(dian)弧(hu)一經引燃(ran)(ran)，燃(ran)(ran)燒就(jiu)很穩(wen)定(ding)。在(zai)(zai)各(ge)類保(bao)護(hu)氣體(ti)(ti)中，氬(ya)(ya)弧(hu)的(de)穩(wen)定(ding)性最(zui)好，即使在(zai)(zai)低(di)電(dian)(dian)(dian)弧(hu)電(dian)(dian)(dian)壓時(shi)也十分(fen)穩(wen)定(ding)，一般氬(ya)(ya)弧(hu)焊(han)電(dian)(dian)(dian)弧(hu)電(dian)(dian)(dian)壓僅(jin)8V~15V。
2. 氬氣、氫氣混(hun)合氣體
在(zai)焊接保護氣(qi)體氬(ya)氣(qi)（Ar)中加(jia)人適(shi)量的(de)氫(qing)氣(qi)（H2),可提高電弧溫(wen)度，增加(jia)母材熱量輸入(ru)，從(cong)而提高焊接速度。
3. 氬氣(qi)、氦(hai)氣(qi)混合氣(qi)體
在焊接保護氣體氬氣（Ar)中(zhong)加入適(shi)量(liang)的氦（He),也可以提高(gao)電弧溫度，增加母(mu)材熱量(liang)輸入，進(jin)而也能(neng)達(da)到提高(gao)焊接速度的目的。
二、電極材料及其形狀(zhuang)
鎢(wu)(wu)(wu)(wu)極(ji)氬弧焊用的電(dian)(dian)極(ji)為(wei)鎢(wu)(wu)(wu)(wu)或氧(yang)化(hua)鎢(wu)(wu)(wu)(wu)，其(qi)熔(rong)點高達3400℃,鎢(wu)(wu)(wu)(wu)的逸出功為(wei)4.5eV，發射電(dian)(dian)子能力強(qiang)；氧(yang)化(hua)鎢(wu)(wu)(wu)(wu)的發射電(dian)(dian)子能力更強(qiang)。氧(yang)化(hua)鎢(wu)(wu)(wu)(wu)的制造工藝關鍵是氧(yang)化(hua)物與(yu)基體材料的均勻性，這樣可提高電(dian)(dian)極(ji)的引弧性能和(he)穩(wen)弧性能。目前國內外常用的鎢(wu)(wu)(wu)(wu)電(dian)(dian)極(ji)材料主要有純鎢(wu)(wu)(wu)(wu)、鈰鎢(wu)(wu)(wu)(wu)和(he)釷鎢(wu)(wu)(wu)(wu)3種。
相(xiang)同的(de)鎢(wu)電極(ji)(ji)(ji)(ji)直徑(jing)，采用不(bu)同的(de)極(ji)(ji)(ji)(ji)性，其載流(liu)能(neng)(neng)力(li)相(xiang)差很大，純鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)(ji)在純氬氣中焊接的(de)許用電流(liu)范(fan)圍見表5-1。交流(liu)焊時，采用非對稱波形或對稱波形，其載流(liu)能(neng)(neng)力(li)也有差別(bie)。國(guo)外最常用的(de)是釷鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)(ji)，國(guo)內(nei)普遍采用鈰鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)(ji)，其引弧與穩弧性能(neng)(neng)都不(bu)亞(ya)于釷鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)(ji)。
實踐證(zheng)明，鎢(wu)極末端的形狀對焊(han)接(jie)許用電(dian)(dian)流大(da)小和(he)焊(han)縫成(cheng)型有直接(jie)影響。一般在(zai)(zai)焊(han)接(jie)薄板和(he)焊(han)接(jie)電(dian)(dian)流較小時，可用小直徑的鎢(wu)極并將其(qi)磨(mo)成(cheng)尖(jian)錐(zhui)形（約20°),這樣，電(dian)(dian)弧(hu)容易引燃(ran)且穩定(ding)。但在(zai)(zai)焊(han)接(jie)電(dian)(dian)流較大(da)時仍用尖(jian)錐(zhui)角，會(hui)因電(dian)(dian)流密度(du)過(guo)大(da)，而(er)使尖(jian)錐(zhui)角過(guo)熱熔(rong)化并增加燒(shao)損；電(dian)(dian)弧(hu)斑(ban)點也會(hui)擴(kuo)(kuo)展到(dao)鎢(wu)極末端的錐(zhui)面上，使弧(hu)柱明顯地(di)擴(kuo)(kuo)散而(er)飄蕩不穩，影響焊(han)接(jie)電(dian)(dian)流和(he)焊(han)縫成(cheng)型（圖5-4a).因此，在(zai)(zai)大(da)電(dian)(dian)流焊(han)接(jie)時要(yao)求(qiu)鎢(wu)極磨(mo)成(cheng)鈍錐(zhui)角（大(da)于90°)或帶有平頂的錐(zhui)形（圖5-4b),這樣可使電(dian)(dian)弧(hu)斑(ban)點穩定(ding)，弧(hu)柱的擴(kuo)(kuo)散減小，對焊(han)件加熱集中，焊(han)縫成(cheng)型均勻。
三、鎢極氬弧焊的(de)種(zhong)類
1. 直流鎢(wu)極氬弧焊
由于直(zhi)(zhi)流(liu)鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)氬弧焊在(zai)焊接過程(cheng)中電(dian)(dian)弧沒有極(ji)(ji)性(xing)的變(bian)化，所以，電(dian)(dian)弧燃燒(shao)穩(wen)定。一般情況下，直(zhi)(zhi)流(liu)鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)氬弧焊都(dou)是采用直(zhi)(zhi)流(liu)正極(ji)(ji)性(xing)，即(ji)鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)為陰極(ji)(ji)（負極(ji)(ji)）。鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)熔點高，在(zai)高溫下電(dian)(dian)子發(fa)射能力強，電(dian)(dian)弧燃燒(shao)會穩(wen)定性(xing)更好。直(zhi)(zhi)流(liu)鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)氬弧焊采用直(zhi)(zhi)流(liu)正極(ji)(ji)性(xing)的優點是：
a. 工件為陽極（正極），工件接受電子轟(hong)擊放出的(de)(de)全部動能和(he)(he)位(wei)能（逸(yi)出功），會產生大量的(de)(de)熱。因此(ci)，熔池深而窄(zhai)，焊接效率高，工件的(de)(de)收縮和(he)(he)變形都小。
b. 鎢極(ji)接受(shou)正離(li)子轟擊時放出(chu)的(de)(de)能量(liang)(liang)比較小，并且(qie)由于(yu)鎢極(ji)在發射電(dian)子時需要(yao)付出(chu)大量(liang)(liang)的(de)(de)逸(yi)出(chu)功，鎢極(ji)產(chan)生的(de)(de)熱(re)量(liang)(liang)比較小，因而不易過熱(re)。所以，對于(yu)同一焊接電(dian)流，可以采用(yong)直(zhi)徑較小的(de)(de)鎢棒。例如，同樣(yang)通(tong)過125A焊接電(dian)流選用(yong)Φ1.6mm的(de)(de)鎢極(ji)就夠了，而直(zhi)流反極(ji)性(xing)時需用(yong)ф6mm的(de)(de)鎢極(ji)。
c. 鎢棒的(de)熱發射力很強(qiang)，當(dang)采用小直徑(jing)鎢棒時(shi)，電流(liu)密(mi)度大，有利于電弧穩定，所以，電弧穩定性也比直流(liu)反(fan)極性好。
總(zong)之，直流正極性(xing)優點較多(duo)，焊接中應盡(jin)可(ke)能采用直流正極性(xing)。
2. 脈沖鎢極氬弧焊(han)
脈沖(chong)鎢(wu)極氬弧焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)時(shi)(shi)(shi)，平均焊(han)(han)(han)(han)接(jie)電流是由脈沖(chong)電流、基(ji)值電流、脈沖(chong)時(shi)(shi)(shi)間和(he)基(ji)值時(shi)(shi)(shi)間4個(ge)參(can)(can)數確(que)定的。正(zheng)確(que)調節這4個(ge)電參(can)(can)數，可(ke)以(yi)增加(jia)熔深，降(jiang)低熱影響(xiang)區寬(kuan)度(du)，提高焊(han)(han)(han)(han)縫背面成型能力和(he)增加(jia)熔池的攪拌(ban)作用，是一種極好的焊(han)(han)(han)(han)接(jie)方法(fa)。所以(yi)，脈沖(chong)鎢(wu)極氬弧焊(han)(han)(han)(han)也廣泛(fan)地應用于(yu)不銹鋼(gang)焊(han)(han)(han)(han)管(guan)領(ling)域(yu)，特別適(shi)用于(yu)薄壁焊(han)(han)(han)(han)管(guan)的焊(han)(han)(han)(han)接(jie)。
3. 交流鎢極氬(ya)弧焊(han)
交(jiao)流(liu)鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)氬弧(hu)焊(han)焊(han)接(jie)時，由于正負兩(liang)半波的(de)電(dian)(dian)弧(hu)電(dian)(dian)壓及再引燃電(dian)(dian)壓不同，導致焊(han)接(jie)電(dian)(dian)流(liu)不對稱，從而產生直流(liu)分(fen)量。這既影響了焊(han)縫成型，又(you)惡化了電(dian)(dian)源(yuan)的(de)工作(zuo)條件(jian)。所以交(jiao)流(liu)鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)氬弧(hu)焊(han)焊(han)接(jie)電(dian)(dian)源(yuan)中要(yao)設置(zhi)引弧(hu)、穩弧(hu)和消除直流(liu)分(fen)量的(de)裝置(zhi)，一般在不銹(xiu)鋼(gang)焊(han)管(guan)生產中，不使用交(jiao)流(liu)鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)氬弧(hu)焊(han)，但鋁(lv)、鋁(lv)合金焊(han)接(jie)管(guan)就必(bi)須采用交(jiao)流(liu)鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)氬弧(hu)焊(han)。
