钨极惰性气体保护焊（TIG or GTAW）

前言

钨极惰性气体保护焊TIG（Tungsten Inert Gas Arc Welding）是使用纯坞或活化坞作为非熔化电极，采用惰性气体作为保护气体的电弧焊方法。
TIG焊接原理如下图：

钨极氩弧焊分类

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基于5mm厚的钛合金平板，分别采用:

• 常规钨极氩弧焊（Conventional Gas Tungsten Arc Welding）工艺。C-GTAW
• 超高频脉冲钨极氩弧焊（Ultra high frequency plused GTAW）工艺。

TIG焊的优点

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• 实现高品质焊接，得到优良的焊缝。由于电弧在惰性气氛中极为稳定，保护气对电弧及熔池的保护很可靠，有效的排除氧气，氮气，氢气等对焊接金属的侵害。
• 焊接过程坞电极不熔化，故易于保持恒定的电弧长度，不变的焊接电源，稳定的焊接过程，使焊缝精美，平滑，美观，均匀。
• 焊接电流使用范围为5-500A，小电流10A也能焊接，适合薄板焊接
• 在焊板焊接时无需填充焊丝。在厚板焊接时，由于填充焊丝不通过焊接电源，所以不会因为熔滴过渡引起电弧电压和电流的变化而产生飞溅现象，为获得平滑的焊缝表面提供了良好的条件
• 钨极氩弧焊时的电弧是各种电弧焊方法中最为稳定的。电弧呈典型的钟罩形形态，焊接熔池可见性好，焊接操作十分容易进行，比较普遍。
• 可焊接各种金属
• 可靠性好，核电站和航空航天等

TIG焊的缺点

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• 效率低于其他方法，功率密度受到限制，致使焊缝熔深浅，熔敷速度小，焊接速度不高和生产率低
• 氩气没有脱氧和去氢作用，需要除锈，除油，去水等
• 钨极可能少量熔化蒸发，变为杂质，影响焊接质量
• 生产效率低，惰性气体价格高，成本高于焊条电弧焊，埋弧焊和CO2气体保护焊。

TIG焊接设备介绍

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如图

• 焊接电源
  TIG焊的焊接电源分为直流电源，和交流电源。焊接时选用哪种电源应该根据被焊材料来选择。应用在不同的材料时，不同的电源有不同的效果。

引弧和稳弧装置

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为了避免钨极对焊缝的污染，TIG焊时宜采用非接触式引弧，对于普通的交流TIG焊，引弧后还需要采用稳弧措施，这是因为焊接电流在正，负半周交替时要过零点，电弧空间发生消电离过程，而且，当电弧由焊件接正转向接负的瞬间，需要重新引燃电弧的电压很高，而焊接电源往往不能提供这样的高的电压，因此，就需要有能使电弧重新引燃的稳弧装置。目前，应用最多的是高频高压式和高频脉冲式引弧和稳弧装置。
高频振荡器

• 直流TIG焊接时，使用高频振荡器引弧效果好，引燃后可以通过控制电路实现自动关闭。
• 交流TIG焊一般也只用于在焊接时开始引弧。
• 如果引弧后还希望利用其在焊接过程中稳弧，则用于稳弧时理想的波形应该和正弦函数接近，但高频电压的输出和交流电弧过零点的时间不易保证一致，故稳弧不够可靠；加之高频振荡器对电源和控制器电路的正常工作有干扰，甚至损坏器件，对人体健康也不利，因此在稳弧方面也已很少采用。

高压脉冲引弧

• 高压脉冲发生器引弧和稳弧可以克服高频振荡器的上述不足。高压脉冲引弧方式是在钨极与工件之间加一高压脉冲，加强阴极发射电子及两极间气体介质电离而实现引弧。在交流TIG焊时，既可以用来引弧又可用它来稳弧。

自动TIG设备

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焊枪结构示意图

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