鎢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)(wu)極(ji)(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)(hu)焊(han)焊(han)接時(shi)，電極(ji)(ji)和電弧(hu)(hu)區(qu)及熔化金(jin)屬都處于(yu)氬(ya)(ya)氣保(bao)護之中，使之與空氣隔絕。當保(bao)護氣體(ti)采用氦(hai)氣時(shi)又(you)稱(cheng)氦(hai)弧(hu)(hu)焊(han)，有時(shi)保(bao)護氣體(ti)采用按一定比例混(hun)合(he)(he)的(de)混(hun)合(he)(he)氣體(ti)，如：氬(ya)(ya)氣和氦(hai)氣混(hun)合(he)(he)、氬(ya)(ya)氣和氫氣混(hun)合(he)(he)。鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)(hu)焊(han)又(you)可(ke)分為：直流(liu)鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)(hu)焊(han)、交流(liu)鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)(hu)焊(han)和鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)脈沖氬(ya)(ya)弧(hu)(hu)焊(han)等。鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)(hu)焊(han)廣泛(fan)(fan)應用于(yu)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼、鈦合(he)(he)金(jin)、鋁(lv)(lv)合(he)(he)金(jin)、活潑金(jin)屬和難熔金(jin)屬的(de)焊(han)接。所以(yi)，在(zai)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼焊(han)管(guan)、鈦合(he)(he)金(jin)焊(han)管(guan)和鋁(lv)(lv)合(he)(he)金(jin)焊(han)管(guan)生產(chan)中都廣泛(fan)(fan)地應用了(le)鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)(hu)焊(han)。
一、保(bao)護氣體
鎢極氬(ya)弧(hu)焊常用的保(bao)護(hu)氣(qi)體有(you)單一純(chun)氬(ya)氣(qi)和混合氣(qi)體（氬(ya)＋氫氬(ya)＋氦）。有(you)關焊接常用保(bao)護(hu)氣(qi)體，請參(can)考第三章《3.5.5焊接用保(bao)護(hu)氣(qi)體》。
1. 氬氣
氬(ya)氣比(bi)空(kong)氣重(zhong)25%,是(shi)一(yi)種惰(duo)性氣體(ti)，用(yong)做保(bao)護(hu)氣體(ti)，不(bu)與金屬(shu)起化學作(zuo)用(yong)，不(bu)溶解(jie)于金屬(shu)中(zhong)，也(ye)不(bu)易漂浮散(san)失(shi)，有(you)利于保(bao)護(hu)作(zuo)用(yong)。另外，氬(ya)氣的導熱(re)系數(shu)小，而且是(shi)單元子(zi)氣體(ti)，高溫(wen)下不(bu)分解(jie)吸熱(re)，所以在氬(ya)氣中(zhong)燃燒(shao)的電(dian)弧(hu)(hu)熱(re)量損失(shi)較小。氬(ya)氣保(bao)護(hu)焊時(shi)，電(dian)弧(hu)(hu)一(yi)經引燃，燃燒(shao)就很穩定(ding)(ding)。在各類保(bao)護(hu)氣體(ti)中(zhong)，氬(ya)弧(hu)(hu)的穩定(ding)(ding)性最好，即使在低電(dian)弧(hu)(hu)電(dian)壓時(shi)也(ye)十分穩定(ding)(ding)，一(yi)般氬(ya)弧(hu)(hu)焊電(dian)弧(hu)(hu)電(dian)壓僅8V~15V。
2. 氬氣(qi)、氫氣(qi)混(hun)合氣(qi)體
在焊(han)接(jie)保護氣(qi)體(ti)氬氣(qi)（Ar)中加人適量的氫氣(qi)（H2),可提高電弧溫度，增(zeng)加母(mu)材(cai)熱量輸入，從而(er)提高焊(han)接(jie)速(su)度。
3. 氬氣、氦氣混合氣體
在(zai)焊接(jie)保護氣體氬氣（Ar)中加入(ru)適量(liang)的(de)氦（He),也(ye)(ye)可(ke)以提高電弧溫度(du)，增加母材熱(re)量(liang)輸入(ru)，進而也(ye)(ye)能達到提高焊接(jie)速度(du)的(de)目的(de)。
二、電極材(cai)料及(ji)其形狀
鎢(wu)極氬(ya)弧焊用的電(dian)(dian)極為(wei)鎢(wu)或(huo)氧(yang)(yang)化(hua)鎢(wu)，其熔點高達3400℃,鎢(wu)的逸出功為(wei)4.5eV，發(fa)射(she)電(dian)(dian)子(zi)能(neng)(neng)力強；氧(yang)(yang)化(hua)鎢(wu)的發(fa)射(she)電(dian)(dian)子(zi)能(neng)(neng)力更強。氧(yang)(yang)化(hua)鎢(wu)的制造工藝關鍵是氧(yang)(yang)化(hua)物與基體材料(liao)的均勻性，這(zhe)樣可提高電(dian)(dian)極的引(yin)弧性能(neng)(neng)和(he)穩(wen)弧性能(neng)(neng)。目前國內(nei)外常用的鎢(wu)電(dian)(dian)極材料(liao)主要有純鎢(wu)、鈰鎢(wu)和(he)釷鎢(wu)3種。
相同的(de)鎢(wu)(wu)電極直(zhi)徑，采用(yong)不同的(de)極性，其(qi)載流能(neng)力相差很大，純(chun)鎢(wu)(wu)極在純(chun)氬氣中(zhong)焊(han)接的(de)許用(yong)電流范(fan)圍見(jian)表5-1。交流焊(han)時，采用(yong)非對(dui)稱(cheng)波(bo)形(xing)或對(dui)稱(cheng)波(bo)形(xing)，其(qi)載流能(neng)力也有差別。國外(wai)最常(chang)用(yong)的(de)是釷(tu)鎢(wu)(wu)極，國內(nei)普遍采用(yong)鈰鎢(wu)(wu)極，其(qi)引弧(hu)與穩弧(hu)性能(neng)都不亞(ya)于釷(tu)鎢(wu)(wu)極。
實(shi)踐證明，鎢(wu)極(ji)(ji)末端的形狀對焊(han)接(jie)(jie)(jie)許用(yong)電(dian)流(liu)大(da)(da)(da)(da)小(xiao)(xiao)和(he)焊(han)縫(feng)成型有(you)(you)直接(jie)(jie)(jie)影(ying)響(xiang)。一般在(zai)焊(han)接(jie)(jie)(jie)薄(bo)板和(he)焊(han)接(jie)(jie)(jie)電(dian)流(liu)較(jiao)小(xiao)(xiao)時(shi)，可用(yong)小(xiao)(xiao)直徑的鎢(wu)極(ji)(ji)并將其磨成尖(jian)錐(zhui)形（約20°),這樣，電(dian)弧(hu)容(rong)易引燃且(qie)穩(wen)定(ding)。但在(zai)焊(han)接(jie)(jie)(jie)電(dian)流(liu)較(jiao)大(da)(da)(da)(da)時(shi)仍(reng)用(yong)尖(jian)錐(zhui)角，會因電(dian)流(liu)密度(du)過(guo)大(da)(da)(da)(da)，而(er)使尖(jian)錐(zhui)角過(guo)熱熔(rong)化并增加(jia)燒(shao)損；電(dian)弧(hu)斑點(dian)也會擴(kuo)展到鎢(wu)極(ji)(ji)末端的錐(zhui)面上，使弧(hu)柱(zhu)明顯地擴(kuo)散(san)而(er)飄蕩(dang)不穩(wen)，影(ying)響(xiang)焊(han)接(jie)(jie)(jie)電(dian)流(liu)和(he)焊(han)縫(feng)成型（圖(tu)5-4a).因此(ci)，在(zai)大(da)(da)(da)(da)電(dian)流(liu)焊(han)接(jie)(jie)(jie)時(shi)要(yao)求鎢(wu)極(ji)(ji)磨成鈍錐(zhui)角（大(da)(da)(da)(da)于90°)或(huo)帶(dai)有(you)(you)平頂的錐(zhui)形（圖(tu)5-4b),這樣可使電(dian)弧(hu)斑點(dian)穩(wen)定(ding)，弧(hu)柱(zhu)的擴(kuo)散(san)減小(xiao)(xiao)，對焊(han)件加(jia)熱集中，焊(han)縫(feng)成型均勻。
三、鎢極氬弧焊的種類
1. 直流(liu)鎢極(ji)氬(ya)弧(hu)焊
由于(yu)直(zhi)(zhi)流鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)在焊(han)(han)接過(guo)程(cheng)中電弧(hu)(hu)沒有極(ji)(ji)性的變化，所(suo)以(yi)，電弧(hu)(hu)燃燒穩定。一般情況下，直(zhi)(zhi)流鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)都是采用直(zhi)(zhi)流正極(ji)(ji)性，即鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)為陰極(ji)(ji)（負極(ji)(ji)）。鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)熔點高(gao)(gao)，在高(gao)(gao)溫下電子發射(she)能力強，電弧(hu)(hu)燃燒會穩定性更好。直(zhi)(zhi)流鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)采用直(zhi)(zhi)流正極(ji)(ji)性的優點是：
a. 工件為陽極（正極），工件接受電子轟擊(ji)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，焊接效率高，工件的(de)收(shou)縮和變形都(dou)小(xiao)。
b. 鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)接受正離(li)子轟(hong)擊(ji)時(shi)(shi)放出(chu)的(de)(de)能量比較(jiao)(jiao)小(xiao)，并(bing)且(qie)由于鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)在發射(she)電(dian)子時(shi)(shi)需(xu)要付出(chu)大量的(de)(de)逸出(chu)功，鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)產生的(de)(de)熱量比較(jiao)(jiao)小(xiao)，因而(er)不易過熱。所(suo)以，對于同一(yi)焊接電(dian)流，可以采用直徑較(jiao)(jiao)小(xiao)的(de)(de)鎢(wu)(wu)棒(bang)。例如，同樣(yang)通過125A焊接電(dian)流選用Φ1.6mm的(de)(de)鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)就夠了，而(er)直流反(fan)極(ji)(ji)性時(shi)(shi)需(xu)用ф6mm的(de)(de)鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)。
c. 鎢(wu)棒的(de)熱發射(she)力很強，當采用小直(zhi)徑(jing)鎢(wu)棒時，電(dian)流密度(du)大，有利于電(dian)弧穩定(ding)，所以，電(dian)弧穩定(ding)性也比直(zhi)流反極(ji)性好。
總之，直流正(zheng)極性(xing)優點較(jiao)多，焊接中應盡可能(neng)采(cai)用直流正(zheng)極性(xing)。
2. 脈沖鎢極氬弧焊(han)
脈(mo)沖(chong)鎢(wu)極(ji)氬弧焊(han)(han)焊(han)(han)接(jie)(jie)時(shi)，平(ping)均(jun)焊(han)(han)接(jie)(jie)電(dian)流是由脈(mo)沖(chong)電(dian)流、基值電(dian)流、脈(mo)沖(chong)時(shi)間(jian)和基值時(shi)間(jian)4個參數(shu)確定的。正確調節這4個電(dian)參數(shu)，可以(yi)增(zeng)加熔(rong)(rong)深，降低熱影響區(qu)寬(kuan)度，提高焊(han)(han)縫背面成型能力和增(zeng)加熔(rong)(rong)池(chi)的攪拌(ban)作用，是一種極(ji)好的焊(han)(han)接(jie)(jie)方(fang)法。所以(yi)，脈(mo)沖(chong)鎢(wu)極(ji)氬弧焊(han)(han)也廣泛地應(ying)用于不銹鋼焊(han)(han)管領域，特別適用于薄壁焊(han)(han)管的焊(han)(han)接(jie)(jie)。
3. 交(jiao)流鎢極氬(ya)弧焊(han)
交流(liu)鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)(ji)氬弧(hu)焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)接(jie)時，由于(yu)正負(fu)兩半波的電(dian)弧(hu)電(dian)壓及(ji)再引燃電(dian)壓不(bu)同，導致焊(han)(han)(han)接(jie)電(dian)流(liu)不(bu)對稱，從而產生(sheng)直(zhi)(zhi)流(liu)分量(liang)。這(zhe)既影響了焊(han)(han)(han)縫成(cheng)型，又惡化了電(dian)源的工作條件。所以交流(liu)鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)(ji)氬弧(hu)焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)接(jie)電(dian)源中(zhong)要(yao)設置引弧(hu)、穩弧(hu)和消除直(zhi)(zhi)流(liu)分量(liang)的裝(zhuang)置，一般在不(bu)銹鋼焊(han)(han)(han)管(guan)生(sheng)產中(zhong)，不(bu)使用(yong)交流(liu)鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)(ji)氬弧(hu)焊(han)(han)(han)，但(dan)鋁、鋁合金焊(han)(han)(han)接(jie)管(guan)就必須采(cai)用(yong)交流(liu)鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)(ji)氬弧(hu)焊(han)(han)(han)。
