钨极氩弧焊(TIG)
氩弧焊(TIG)..
6
当利用基值电流维持主电弧的电离 通道，并周期地加一同极性高峰值的脉 冲电流，产生脉冲电弧，以熔化金属并 控制熔滴过渡，称为脉冲氩弧焊。脉冲 氩弧焊的焊接电流时脉冲直流或脉冲交 流。脉冲氩弧焊由基本电流维持电弧稳 定燃烧，用可控的脉冲电流加热熔化焊 件。脉冲氩弧焊与一般氩弧焊的主要区 别是采用可控的脉冲电流来熔化工件， 而不是利用稳定的直流或交流。又可分 为使用钨极的脉冲氩弧焊和使用熔化极 的脉冲氩弧焊。脉冲氩弧焊（PulsedTIG）特别适合焊接薄板，且飞溅小。
带脉冲功能的直流TIG焊机（OTC）
1、2 钨极氩弧焊的工艺特点
（1）普通钨极氩弧焊
1:焊接过程稳定，电弧能量参 数可精确控制 2：焊接质量好 优 点 3：适于薄板焊接，全位置焊接 4：焊接过程易于现自动化 5：焊缝区无熔渣，焊工可清楚地 看到熔池和焊缝成形过程 1：抗风能力差
缺 点
2：对工件清理要求较高
项目
直流
交流
正接
电流波形 两极热量近 似比例 熔深特点 阴极（破碎） 清理作用 电弧稳定性 消除直流分 量装置 适用范围 I 焊件70%:钨极 30% 深、窄 无 很稳定 不需要 除铝、镁及其 合金、铝青铜 的几乎所有金 属 I
反接
I
正玹波
I
矩形波
焊件30%；钨 极70% 浅、宽 有 不稳定 不需要 焊接厚度小于 3mm的铝，镁 及其合金
3：成产率低
（1）脉冲钨极氩弧焊
脉冲钨极氩弧焊具有以下几个工艺特点。 1，焊接过程是脉冲式加热，熔池金属高温停留时间短，金属冷凝快，可减少热 敏感材料焊接时的热烈纹倾向，适合热敏材料焊接 2，焊件热输入小，电弧能量集中且挺度搞，便于控制热输入和熔池的大小，对 薄板、超薄板焊接尤为适宜。 3、每个焊点加热时间短，冷却迅速，适合于厚度差别较大和导热性能差别大 的焊件的焊接。 4、高频电弧振荡作用有利于消除气孔、获得细晶粒的显微组织，提高焊接接 头的力学性能。 5、脉冲高频电弧挺度大、指向性强，适合高速焊，焊接速度可达到3m/min。
钨极氩弧焊(TIG焊)焊接工艺参数
钨极氩弧焊(TIG焊)的焊接工艺参数
钨极氩弧焊简称为TIG焊,它使用熔点很高的纯钨或钨合金(钍钨、铈钨)作为不熔化电极的氩气保护焊,故也称不熔化极氩弧焊。
为了确保钨极氩弧焊的质量,必须对焊件与焊丝表面进行清理,去除金属表面的氧化膜、油污等杂质,否则在焊接过程中将会影响电弧的稳定性,产生气孔和未熔合等缺陷.焊接工艺参数如下；
1)钨极直径：
钨极直径主要根据焊件厚度选取.此外,在同等焊接条件下,选用不同的电流种类和极性,钨极电流许用值不同,采用的钨极直径也不同.如钨极直径选择不当,将造成电弧不稳、钨极烧损和焊缝夹钨现象；
2)焊接电流：
当钨极直径选定后,再选择合适的焊接电流.各种直径的钍(铈)钨极许用电流值见表1-001;
3)氩气流量：
氩气流量主要根据钨极直径和喷嘴直径来选取,通常在3~20L/min范围内；
4)焊接速度：
氩气保护层是柔性的,当遇到侧向风力或焊接速度过快时,则氩气气流会产生弯曲而偏离熔池,影响气体保护效果,而且焊接速度会影响焊缝成形,因此应选择合适的焊接速度；
5)工艺因素：
主要指喷嘴形状与直径、喷嘴至焊件的距离、钨极伸出长度、填充焊丝直径等.虽然这些工艺因索变化不大,但对气体保护效果和焊接过程有一定影响,应根据具体情况选择.通常喷嘴直径在5~20mm内选用;喷嘴至焊件的距离不超过15mm;钨极伸出喷嘴长度为3~4mm;填充焊丝直径根据焊件厚度选择。
TIG焊焊接工艺参数：
杨怡平
2011-6-19。
电弧焊基础-第三章TIG焊接
引弧时间：10S
直径1.6mm的钨电极，熔断电流约为200A
La2O3(2%)-W 、 Y2O3(2%)-W 、 CeO2(1%) 电 极 ， 形 状 几 乎 未 发 生 变 化 ， 而 ThO2(2%)-W 、 ZrO2(2%)-W、MgO(2%)-W电 极 ，前端产生了熔化变形且内 部出现气孔
电弧焊基础
第三章 钨极氩弧焊
Gas Tungsten Arc Welding
一. TIG 焊接基本原理、硬件设备、特点
1.1 TIG焊接基本原理
• 钨极氩弧焊是以W或W合金材料做电极，在惰性气体 保护下进行的焊接，又称为TIG(Tungsten Inert Gas) 或GTAW（Gas Tungsten Arc Welding）. 非熔化极
He
– 空气中的含量为0.0005%，比空气轻，保护差 – 导热系数大，电弧温度高 – 价格昂贵（矿物） – He+Ar 厚板、高热导、高熔点金属焊接（双层保护气体）
Ar+He
• Ar+O2：金属流动性好，电弧稳定，低氧焊接不锈钢，高氧焊接碳钢 • Ar+H2: 2-5%，焊缝光滑，防止表面氧化，电弧温度高，效率高，焊接 不锈钢、镍基合金、镍铜合金
• 锆钨极：烧损很少，防止污染夹钨，在交流条件下表现良好，当 焊接时其端部能保持圆球状而且电弧比纯钨电极更稳定，尤其是 在高负载的条件下其优越的表现，更是其它电极不可替代的。锆 钨电极同时还具有良好的抗腐蚀性。锆钨电极适用于镁铝及其合 金的交流焊接。 • 镧钨极（黄绿色）：W+1%LaO2 ，焊接性能优良，且导电性能最接 近2％钍钨电极，没有放射性，电焊工不需改变任何焊接操作程序 就能方便快捷的用这种电极替代钍钨电极，因此镧钨电极在欧洲 和日本成为最受欢迎的2％钍钨电极的替代品。镧钨电极主要用于 直流焊接，但用于交流焊接时也表现良好。 • 钇钨极：W+2%Y2O3，在焊接时，弧束细长，压缩程度大，尤其在中 、大电流熔深最大，目前主要用于军工和航空航天工业。
TIG焊(钨极氩弧焊)的原理、特点及应用
TIG焊（钨极氩弧焊）的原理、特点及应用钨极惰性气体保护焊是利用高熔点钨棒作为一个电极，以工件作为另一个电极，并利用氩气、氦气或氩氦混合气体作为保护介质的一种焊接方法。
我国通常只采用氩气做保护气，因此又称为钨极氩弧焊，简称TIG焊或CGTAW焊。
1、TIG焊的原理用难熔金属纯钨或活化钨（钍钨、铈钨）作为电极，用氩气来保护电极和电弧区及熔化金属的一种电弧焊方法，通常又称为钨极氩弧焊，其原理如下图所示。
▲钨极氩弧焊的工作原理1—钨极2—填充金属3—工件4—焊缝金属5—电弧6—喷嘴7—保护气体氩气属惰性气体，不溶于液态金属。
焊接时电弧在电极与焊件之间燃烧，氩气使金属熔池、熔滴及钨极端头与空气隔绝。
2、TIG焊的特点（1）优点①用难熔金属钝钨或活化钨制作的电极在焊接过程中不熔化。
利用氩气隔绝大气，防止了氧、氮、氢等气体对电弧及熔池的影响，被焊金属及焊丝的元素不易烧损（仅有极少数烧损）。
因此，容易保持恒定的电弧长度，焊接过程稳定，焊接质量好。
②焊接时可不用焊剂，焊缝表面无熔渣，便于观察熔池及焊缝成形，及时发现缺陷，在焊接过程中可采取适当措施来消除缺陷。
③钨极氩弧稳定性好，当焊接电流小于10A时电弧仍能稳定燃烧。
因此特别适合薄板焊接。
由于热源和填充焊丝分别控制，热量调节方便，使焊接热输入更容易控制。
因此，适于各种位置的焊接，也容易实现单面焊双面成形。
④氩气流对电弧有压缩作用，故热量较集中，熔池较小；由于氩气对近缝区的冷却，可使热影响区变窄，焊件变形量减小。
焊接接头组织紧密，综合力学性能较好；在焊接不锈钢时，焊缝的耐蚀性特别是抗晶间腐蚀性能较好。
⑤由于填充焊丝不通过焊接电流，所以不会产生因熔滴过渡造成的电弧电压和电流变化引起的飞溅现象，为获得光滑的焊缝表面提供了良好的条件。
钨极氩弧焊的电弧是明弧，焊接过程参数稳定，便于检测及控制，便于实现机械化和自动化焊接。
（2）缺点①钨极氩弧焊利用气体进行保护，抗侧向风的能力较差。
TIG焊接工艺参数选择方法
钨极 直径 (mm)
0.5 1
1.6 2
2.4 2.5 3.2
4 4.8
5 6.3
8
直流
正接（钨极接正极）
反接（钨极接负极）
纯钨
钍钨、铈钨
纯钨
钍钨、铈钨
5～20
5～20
—
—
10～75
10～75
—
—
40～130
60～150
10～20
10～20
75～180
100～200
15～25
15～25
—
150～250
一、焊接电流（续）
直流正接时，工件接正极，钨极接负极。这时 在钨极上的阴极斑点比较稳定，发射电子的能力 强，电弧稳定，钨极的许用电流大，烧损小，而 且工件上的温度较高，故适于用来焊接熔点较高 或导热性较好的金属，如不锈钢、铜和铜合金等。
交流TIG焊兼有上述两种接法的优点，钨极的 许用电流较大，弥补了直流反接的不足，而且在 工件为负极的半周内有阴极清理作用，故适于焊 接铝、镁和它们的合金。
利用钨极与工件之间产生的电弧作为热源。电弧和熔化金属都处于 惰性气体的保护之中，使其不受周围空气的有害作用。
钨极氩弧焊（ TIG ）概述
它适合于焊接铝及其合金、不锈钢、高温合金、钛 合金及难熔的活泼金属（如钼、铌、锆等）。
用难熔金属作为电极，以氩气等惰性气体保护，焊 接过程中电极不熔化。因此焊接过程稳定，焊缝成形好， 容易得到高质量的焊缝。焊接过程可以用手工进行，也 可以实现自动化。当工件厚度小于3mm时，可经不开坡口 和填或不填加焊丝进行焊接。这种方法容易控制焊缝成 形，因此，它多用来焊接薄件或厚件的打底焊，容易保 证单面焊背面成形。但钨极氩弧焊电极使用电流有限， 焊缝熔深浅，焊接速度低，一般情况下适合于焊接厚度 小于6mm工件。
电弧焊基础(第三章)钨极氩弧焊 TIG
（五）TIG焊的保护气体
He 空气中的含量为0.0005%，比空气轻，保护差 导热系数大，电弧温度高 价格昂贵 He+Ar 厚板、高热导、高熔点金属焊接（双层 保护气体） Ar+He Ar中加入He
提高电弧功率和温度。
（五）TIG焊的保护气体
Ar+O2：金属流动性好，电弧稳定，低氧焊接 不锈钢，高氧焊接碳钢
•
四、 TIG焊接设备 （四）钨极
1、对电极的要求：
电弧引燃容易、可靠； 工作中产生的熔化变形及耗损对电弧特性不构成
大的影响； 电弧的稳定性好，电弧产生在电极前端，焊接过 程中不出现阴极斑点的上爬。
主要材料：W及W合金 其他材料：特殊环境下有锆电极和钽电极，昂贵
2、钨电极材料
W在很广泛的电流范围内充分具备发射电子的能力
Ar+H2: 2-5%，焊缝光滑，防止表面氧化，电 弧温度高，效率高，焊接不锈钢、镍基合金、 镍铜合金 Ar+N2: 可以用来焊接铜合金，2.5%N2可以用 来焊接双相不锈钢，维持相平衡
第二节 TIG焊接过程
焊接过程包括： 焊前准备：惰性气体没有脱氧去氢作用，清理
非常重要。机械的、化学的，去除油、水、锈 提前通气【焊枪（电源联动）、拖罩、背 板】——引弧——电流上升——正常焊接（填 丝）——电流衰减——熄弧——滞后停气 如没有提前通气？ 1. 电弧不能引燃； 2.电弧暴乱，烧坏钨极、喷嘴、点击夹、母材， 还可能导致漏水
三、 TIG焊实例
手Байду номын сангаас焊
第三节 TIG焊焊接方法
一、直流TIG焊接 1、直流反接(DCRP/DCEP/DC+) :母材接负极
钨极惰性气体保护焊（TIG）详解
钨极惰性气体保护焊（TIG）一TIG焊的特点及应用•几个概念：钨极惰性气体保护电弧焊（tungsten inert-gas arc welding）使用纯钨或活化钨（钍钨、铈钨等）作为电极的惰性气体保护电弧焊，简称TIG 焊。
•背景：1930s，航空工业提出有色金属的焊接要求，而MMA和SAW不能很好地解决这个问题，为适应有色金属的焊接，钨极氩弧焊应运而生。
１、TIG焊的原理（如图）２、TIG焊的特点优点：（1）几乎可以焊接所有的金属或合金（2）焊接质量好（焊缝纯净、成形好、热影响区小）（3）适于薄板及打底／全位置焊（4）无飞溅缺点：焊接效率低、成本高；对焊前清理要求严格；需要特殊的引弧措施；紫外线强烈、臭氧浓度高；抗风能力差。
焊接过程动画３、TIG焊的应用材料：多用于有色金属及其合金厚度：多用于薄件（从生产效率考虑，以3mm 以下为宜）二TIG 焊的电流种类和极性１、直流TIG焊正接与反接焊接效果图实际很少采用电极载流能力弱、熔深小、钨极烧损严重、引弧困难有阴极清理作用反接(DCEP)用于大多数的焊接场合（除Al 、Mg 外）没有阴极理作用电极载流能力强、熔深大、钨极烧损少、引弧容易正接(DCEN)应用缺点优点极性钨极电流承载能力及阴极清理作用（阴极雾化作用）的机理反接（左），在电场作用下正离子高速撞击工件（氧化膜），使氧化膜破碎、分解而被清理掉。
正接右图，电子向工件运动，不能击碎氧化膜，没有清理作用。
但此时大量电子从钨极上发射，对钨极产生冷却作用，所以钨极烧损少、电流承载能力大。
大量电子从工件向钨极运动，把大量能量交给钨极，导致其温度升高而烧损。
（电流承载能力只有正接的1/10。
）２、交流TIG焊t应用：用于焊接铝、镁、铝青铜等合金（表面易氧化、氧化膜致密）。
正半周电极烧损降低，负半周获得阴极清理作用／熔深和钨极的电流承载能力介于DCEN 与DCEP 之间（左图）。
DCEN AC三TIG焊设备１、分类及组成组成：电源控制系统引／稳弧装置焊枪供气系统（水冷系统）(自动焊设备还应包括焊接小车和送丝装置)１）焊接电源直流电源、交流电源、交直流电源均采用陡降或垂直下降外特性。
钨极氩弧焊(TIG)
采用可控的电流来加热工件。当每一脉冲电流通过时，工件被加热熔 化形成一个点状熔池，基值电流通过时是熔池冷凝结晶，同时维持电弧燃 烧。因此脉冲氩弧焊的焊接过程是一个断续的加热过程，焊缝由一个一个 点状熔池叠加而成。脉冲电流频率超过5KHz后，电弧具有强烈的电磁收 缩效果，使得高频电弧的挺度大为增加，电弧具有很强的稳定性和指向性， 因此很适合薄板焊接。此外，高频电弧具有很强的穿透力，增加焊缝熔深。 高频电弧也有利于晶粒细化、消除气孔，得到优良的焊接接头。
Q
脉冲
M 变位式
7
真空充气式
8
2010 Edition 1
2.2 钨极氩弧焊设备的组成
手工钨极氩弧焊（TIG）焊机通常由焊接电源、焊接控制系统、焊枪、 水冷系统及供气系统等部分组成。自动TIG焊机比手工TIG焊机多了一个 焊枪移动装置（行走小车或机器人）和焊丝送进机构。
手 工 钨 极 氩 弧 焊 设 备 的 组 成
按填充焊丝的状态：
冷丝焊 热丝焊 双丝或多丝焊
2010 Edition 1
带脉冲功能的直流TIG焊机（OTC）
当利用基值电流维持主电弧的电离
通道，并周期地加一同极性高峰值的脉 冲电流，产生脉冲电弧，以熔化金属并 控制熔滴过渡，称为脉冲氩弧焊。脉冲 氩弧焊的焊接电流时脉冲直流或脉冲交 流。脉冲氩弧焊由基本电流维持电弧稳 定燃烧，用可控的脉冲电流加热熔化焊 件。脉冲氩弧焊与一般氩弧焊的主要区 别是采用可控的脉冲电流来熔化工件， 而不是利用稳定的直流或交流。又可分 为使用钨极的脉冲氩弧焊和使用熔化极 的脉冲氩弧焊。脉冲氩弧焊（PulsedTIG）特别适合焊接薄板，且飞溅小。
很稳定
不需要
除铝、镁及其 合金、铝青铜 的几乎所有金
不锈钢最常用的焊接方法
不锈钢最常用的焊接方法不锈钢是一种耐腐蚀性能好、强度高的金属材料，广泛应用于制造行业。
但是，由于不锈钢的特殊性质，其焊接难度较高。
下面介绍一些不锈钢最常用的焊接方法。
1.TIG（钨极氩弧焊）焊接法：TIG焊接是目前不锈钢焊接中最常用的方法之一、它使用直流或交流电源，通过钨电极引导电弧，在氩气的保护下将不锈钢材料熔化，然后使用填料金属在熔池中填充形成焊缝。
这种焊接方法可以获得高质量的焊缝，焊接过程中热输入较小，可以减少不锈钢的变色、氧化等现象。
但是，TIG焊接速度较慢，对操作技术要求较高。
2.MIG（金属惰性气体保护焊）焊接法：MIG焊接是通过惰性气体（如氩气）的保护，在不锈钢和填充材料之间形成电弧，熔化材料并形成焊缝。
MIG焊接速度快，适合于较厚的不锈钢板材焊接，操作相对简单。
但是，由于气体保护，对焊接环境要求较高，同时也容易在焊接过程中产生气孔等缺陷。
3.电阻焊接法：电阻焊接是将不锈钢放置在两极电极之间，施加电流通过不锈钢产生热量使其熔化，然后加压压实形成焊缝。
电阻焊接速度快，适用于大批量的生产情况，焊接质量稳定。
但是，由于需要施加电流并且需要高温热量，焊接过程中易产生变色、氧化等现象。
4.长条电弧焊接法：长条电弧焊接是通过电极进行焊接的一种方法。
在不锈钢上引起电弧放电，使不锈钢熔化并形成焊缝。
长条电弧焊接适用于较大厚度的不锈钢板料焊接，可以适应较高的焊接速度，但是对操作技术要求较高，电弧稳定性较差。
5.激光焊接法：激光焊接是通过激光束的高能量使不锈钢迅速熔化并形成焊缝的一种方法。
激光焊接速度快，热影响区小，焊接质量高。
但是，激光设备价格昂贵，对操作人员要求较高，且焊接过程中需要严格的安全措施。
总之，不锈钢最常用的焊接方法包括TIG焊接、MIG焊接、电阻焊接、长条电弧焊接和激光焊接。
在选择焊接方法时，需根据具体工件的性质、要求、厚度等因素进行综合考虑，选择适合的焊接方法，以确保焊接质量和效率。
TIG焊接工艺参数选择方法
电流的种类与极性 直流正极性 直流反极性 交流
被焊金属材料 低合金高强钢，不锈钢，耐热钢，铜及其合金。 适用于各种金属的熔化极氩弧焊。 铝、镁及它们的合金。
直流反接时，工件接负极，弧柱氩气电离后形成的大量正离子在电场力 的作用下，高速正离子流将猛烈地冲击熔池和它周围的工件表面，使难熔的 金属氧化物破碎并将它们除去，这种现象叫阴极清理作用。由于阴极清理作 用，在焊接过程能除掉金属表面难熔的氧化膜，可以使焊接铝、镁等活泼金 属变得很容易。然而，直流反接时，阴极斑点在熔池表面活动范围较大;散热 又快，发射电子能力较弱，故电弧稳定性较差。同时，因钨极接正极，它的 发热量大，烧损严重，许用电流太小，因此，在一般情况下TIG焊时，不采用 直流反极性接法，只在熔化极氩弧焊时才采用直流反接。
TIG焊接工艺参数选择 影响 TIG 焊焊接质量的工艺参 数很多。包括焊接电流的种类、极 性和大小，焊接电压，焊接速度， 保护气体的流量，焊接方向，钨极 直径与端部形状，钨极伸出长度， 喷嘴的直径、形状、喷嘴与工件间 距离等。
一、焊接电流
1. 焊接电流种类和极性：通常根据母材的材质按下表选择焊接电流的种类 和极性。
四、焊接速度（续）
4. 焊接速度太快时，会降低保护效果，特别是在自动TIG焊 时，由于焊速太高，可能使熔池裸露在空气中。见下图。
五、钨极直径与端部形状
(1)钨极直径： 手工TIG焊用钨极直径，是一个比较重要的参数， 因为它的大小决定了TIG焊炬的结构尺寸、重量和冷却形式，直接影 响焊工的劳动条件和焊接质量。必须根据焊接电流的种类、极性和大 小选择合适的钨极直径。 若钨极较粗，焊接屯流很小，由于电流密度低，钨极端部温度低， 电弧会在钨极端部不规则地漂移，电弧很不稳定，破坏了保护区，熔 池易被氧化。 当焊接电流超过了相应直径的许用电流时，由于电流密度太高， 钨极端部温度达到或超过了钨极的熔点，会出现端部局部熔化现象， 端部很亮。当电流继续增大时，熔化了的钨极在端部形成一个小尖状 突起，逐渐变大形成熔滴，电弧在熔滴尖端漂移，很不稳定，不仅破 坏了氩气保护区，使熔池被氧化，焊缝成形不好，而且熔化的钨落入 熔池后将产生夹钨缺陷。 同一种直径的钨极，在不同的电源和极性条件下，允许使用的电 流范围不同。相同直径的钨极直流正接时，许用电流最大；直流反接 时，许用电流最小。交流时许用电流介于二者之间。
TIG操作规程
TIG操作规程引言概述：TIG操作规程是指钨极氩弧焊（Tungsten Inert Gas Welding）的操作规范和流程。
TIG焊接是一种常用的金属焊接方法，广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备等领域。
本文将详细介绍TIG操作规程的四个部分，包括设备准备、工件准备、焊接操作和后续处理。
一、设备准备：1.1 选择适当的TIG焊接机：根据焊接材料和焊接厚度选择合适的TIG焊接机。
不同焊接机有不同的功率和特性，确保选用的焊接机能够满足焊接要求。
1.2 准备氩气和气瓶：TIG焊接需要使用惰性气体（通常是氩气）作为保护气体。
确保气瓶中的氩气充足，并检查气瓶和气管的连接是否安全可靠。
1.3 准备其他辅助设备：包括焊接手套、焊接面罩、焊接钳等。
这些设备能够保护焊工的安全，并提供便利的操作环境。
二、工件准备：2.1 清洁工件表面：使用去油剂和刷子清洁工件表面，确保焊接区域没有油脂、灰尘或其他杂质。
这些杂质可能影响焊接质量。
2.2 加工工件边缘：根据焊接要求，对工件的边缘进行加工。
通常包括倒角、切割和修整等步骤，以便于焊接操作的进行。
2.3 定位和固定工件：使用夹具或其他固定装置，确保工件在焊接过程中保持稳定。
这可以避免焊接变形和偏移，提高焊接质量。
三、焊接操作：3.1 选择合适的钨极：根据焊接材料和焊接电流选择合适的钨极。
通常使用纯钨极或钨钴合金钨极，根据需求选择直径和形状。
3.2 设置焊接参数：根据焊接要求和材料厚度，设置合适的焊接电流、焊接速度和氩气流量。
这些参数的选择对焊接质量至关重要。
3.3 进行焊接：将钨极放在焊接位置，点亮氩弧，控制焊接电流和焊接速度，进行焊接操作。
焊接时要保持稳定的手部动作和适当的焊接角度。
四、后续处理：4.1 清洁焊接区域：焊接完成后，使用刷子和去油剂清洁焊接区域，去除焊渣和其他污物。
这可以提高焊接外观和质量。
4.2 进行焊缝检查：使用放大镜或其他检查工具检查焊缝的质量。
确保焊缝的密实性和均匀性，没有裂纹或气孔。
氩弧焊(TIG)
9 1 7 5
6
8
2 4
3
钨极氩弧焊示意
1-喷嘴；2-钨极；3-电弧；4-焊 缝；5-工件（+）；6-熔池；7填充金属；8-惰性气体；9-电极 （-）
钨极氩弧焊分类： 电流形式：
直流氩弧焊 交流氩弧焊 脉冲氩弧焊
按操作方式：
手工氩弧焊 自动氩弧焊
保护气体成分：
氩弧焊 氦弧焊 Ar+He混合气体保护焊
适用范围
无
很稳定
不需要
除铝、镁及其 合金、铝青铜 的几乎所有金
属
有 不稳定 不需要
有（工件为负 半周时）
很不稳定
需要（方波电 源不需要）
有 稳定 不需要
焊接厚度小于 3mm的铝，镁
及其合金
铝、镁及其合 铝、镁及其合金、 金、铝青铜等 铝青铜等
1.3.钨极氩弧焊电流种类及极性
1 .直流钨极氩弧焊
1）直流正接法 被焊工件与焊接电源的正极相连，钨极与焊接电源的负极相连。此方法
10~20 15~25 17~30 20~35 35~50 50~70 65~100
10~20 15~25 17~30 20~35 35~50 50~70 65~100
2~15 15~55 45~90 65~125 80~140 150~190 180~260 240~350 300~450
5、脉冲高频电弧挺度大、指向性强，适合高速焊，焊接速度可达到3m/min。
项目
直流 正接
反接
交流
正玹波
矩形波
电流波形
I
I
I
I
两极热量近 似比例
熔深特点
焊件70%:钨极 30%
深、窄
焊件30%；钨 极70%
手工TIG焊(钨极氩弧焊)的操作要点
手工TIG焊（钨极氩弧焊）的操作要点1、焊枪的握法用右手握焊枪，食指和拇指夹住焊枪前身部位，其余三指触及工件支点，也可用食指或中指作支点。
呼吸要均匀，要稍微用力握住焊枪，保持焊枪的稳定，使焊接电弧稳定。
关键在于焊接过程中钨极与工件或焊丝不能形成短路。
2、引弧（1）高压脉冲发生器或高频振荡器进行非接触引弧，将焊枪倾斜，使喷嘴端部边缘与工件接触，使钨极稍微离开工件，并指向焊缝起焊部位，接通焊枪上的开关，气路开始输送氩气，相隔一定的时间（2～7s）后即可自动引弧，电弧引燃后提起焊枪，调整焊枪与工件间的夹角开始进行焊接。
（2）直接接触引弧，但需要引弧板（纯铜板或石墨板），在引弧板上稍微刮擦引燃电弧后再移到焊缝开始部位进行焊接，避免在始焊端头出现烧穿现象，此法适用于薄板焊接。
引弧前应提前5～10s送气。
3、填丝填丝方式和操作要点见下表。
填丝方式和操作要点填丝时，还必须注意以下几点：（1）必须等坡口两侧熔化后填丝填丝时，焊丝和焊件表面夹角15°左右，敏捷地从熔池前沿点进，随后撤回，如此反复。
（2）填丝要均匀，快慢适当送丝速度应与焊接速度相适应。
坡口间隙大于焊丝直径时，焊丝应随电弧做同步横向摆动。
4、左焊法或右焊法左焊法适用于薄件的焊接，焊枪从右向左移动，电弧指向未焊部分，有预热作用，焊速快、焊缝窄、熔池在高温停留时间短，有利于细化金属结晶。
焊丝位于电弧前方，操作容易掌握。
右焊法适用于厚件的焊接，焊枪从左向右移动，电弧指向已焊部分，有利于氩气保护焊缝表面不受高温氧化。
5、焊接（1）弧长（加填充丝）3～6mm。
钨极伸出喷嘴端部的长度一般为5～8mm。
钨极应尽量垂直焊件或焊件表面保持较大的夹角（70°～85°）。
喷嘴与焊件表面的距离不超过10mm。
（2）厚度大于4mm的薄板立焊时采用向下焊或向上焊均可，板厚4mm以上的焊件一般采用向上立焊。
（3）为使焊缝得到必要的宽度，焊枪除了做直线运动外，还可以做适当的横向摆动，但不宜跳动。
氩弧焊
氩弧焊氩弧焊是用氩气作为保护气体的电弧焊方法。
氩气是一种惰性气体，它既不能与金属起化学反应，也不溶于液态金属。
氩弧焊的优点是保护性能好、焊缝质量高、焊接变形小和适用范围广，且特别适合于焊接铝、镁、钛及其合金，也广泛用于低合金高强钢，不锈钢、耐热钢的焊接。
氩弧焊通常可以分为钨极氩弧焊（TIG焊）、溶化极氩弧焊（MIG 焊）、脉冲氩弧焊三种。
而且，氩弧焊有手工、半自动和自动焊三种操作方式。
一、钨极氩弧焊钨极氩弧焊是采用高熔点的钨棒作为电极，用氩气作为保护气体的气电焊方法。
焊接时钨极本身是不溶化的，只能发射电子产生电弧的作用，为了防止钨极的溶化与烧损，所用的焊接电流受到限制，因此电弧功率较小，溶深也受到影响，只能适用于薄板的焊接。
1.钨极氩弧焊的焊接技术（1）钨极用于钨极氩弧焊的钨极主要有两种。
一种是钍钨极，钍是放射性元素，因此在磨削或使用的时候都应特别注意；另一种是铈钨极，它与钍钨极一样，能改善纯钨极的电子发射能力，由于铈钨极放射性小，因此在我国得到广泛的应用。
此外，还有纯钨极、镧钨极及锆钨极等。
钨极端部应修磨成平底锥形，锥顶直径d为钨极直径的1/3~1/4。
若锥顶过尖，钨极容易烧损；若过平则电弧漂浮不定。
为提高钨极的使用寿命，最好沿平行钨极长度的方向磨削（如削铅笔方法），并且将其表面用砂纸打光。
钨极的形状还与电流种类和大小有关，如图所示。
（2）氩气氩气是一种理想的惰性保护气体。
氩气瓶外表为灰色，容积为40L的氩气瓶可储存6m*m*m的氩气，满瓶压力为15mpa。
纯度为99.9%左右。
（3）焊丝钨极氩弧焊焊接用焊丝应符合有关国家标准。
2.“阴极破碎”作用氩弧焊时，氩气电离后形成大量正离子，并以高速向阴极移动。
当采用直流反接时，焊件是阴极，即氩的正离子流向焊件，它撞在金属熔池表面，能够将高熔点且又致密的氧化膜撞碎，使焊接过程顺利进行，这种现象称为“阴极破碎”作用。
而在直流正接时，没有“阴极破碎”作用，因为撞在焊件表面的是电子，电子的质量比离子的质量小得多。
1-3 钨极氩弧焊(TIG非熔化极气体保护焊)
III 接头设计、提高生产率和 自动化途径
接头形式 0.5mm以下薄板：卷 边板 大于6mm：Y形坡口 或V形坡口 大于12mm：X形坡 口
提高钨极氢弧焊焊接生产率的 几种途径
热丝钨极氢弧焊 窄间隙热丝TIG焊 多电极钨极氩弧焊
GTAW的自适应控制
焊炬高度AVC控制 GTAW熔深自适应控制
II GTAW过程控制参数和焊机 组成特征
直流GTAW (1)直流正接GTAW a.工件为阳极，熔池深，生产率高； b.钨棒不易过热； C.钨棒电子发射能力强，小直径钨棒，电流密度 大，电弧稳. (2)直流反接GTAW a.工件为阴极，钨棒易过热烧损； b.焊缝熔深浅，电弧不稳，很少用； c.“阴极清理作用”，对焊接Al、Mg及其合金十 分重要.
I 钨极氩弧焊的特征
定义：以氩气（或氦气等惰性气体）作 为保护介质，以钨棒为电极与工件之间 产生电弧的气保护电弧焊方法，简称 TIG or GTAW
GTAW (TIG)
GTAW
Tungsten electrode Torch Ceramic shroud Filler
Weld metal Weld pool
（1）
钨棒的材质和形状及GTAW的 保护气体
材质：铈钨棒，引弧稳弧性能好 尺寸和形状：
a不同直径钨棒许用电流范围不同 b钨棒直径应根据板厚、电流大小、种类 和电源极性确定，尽可能选用小直径钨 棒进行焊接 c钨棒端部形状
钨棒的材质和形状及GTAW的 保护气体
保护气体
纯Ar,纯He或Ar＋He混合气体作保护气。 合金钢、Al、Ti及其合金的焊接，要求氩 气纯度在99. 99％以上
钨极氩弧焊的名称解释
钨极氩弧焊的名称解释钨极氩弧焊时常被称为TIG焊，是一种在非消耗性电极和工作物之间产生热量的电弧焊接方式；电极棒、溶池、电弧和工作物临近受热区域都是由气体状态的保护隔绝大气混入，此保护是由气体或混合气体流供应，通常是惰性气体，必须是能提供全保护，因为甚至很微量的空气混入也会污染焊道。
一适用性钨极氩弧焊，以人工或自动操作都适宜，且能用于持续焊接、间续焊接（有时称为‘跳焊’）和点焊，因为其电极棒是非消耗性的，故可不需加入熔填金属而仅熔合母材金属做焊接，然而对于个别的接头，依其需要也许需使用熔填金属。
钨极氩弧焊是一种全姿势位置焊接方式，且特别适于薄板的焊接—经常可薄至0.005英寸。
（一）焊接的金属钨极氩弧焊的特性使其能使用于大多数的金属和合金的焊接，可用钨极氩弧焊焊接的金属包括碳钢、合金钢、不锈钢、耐热合金、难熔金属、铝合金、镁合金、铍合金、铜合金、镍合金、钛合金和锆合金等等。
铅和锌很难用钨极氩弧焊方式焊接，这些金属的低熔点使焊接控制极端的困难，锌在1663F汽化，而此温度仍比电弧温度低很多，且由于锌的挥发而使焊道不良，表面镀铅、锡、锌、镉或铝的钢和其它在较高温度熔化的金属，可用电弧焊接，但需特殊的程序。
在镀层的金属中的焊道由于“交互合金”的结果。
很可能具有低的机械性质为防止在镀层的金属焊接中产生交互合金作用，必须将要焊接的区域的表面镀层移除，焊接后在修补。
（一）母材金属厚度钨极氩弧焊能应用于广泛厚度范围的金属焊接，此方式非常适合于焊接3mm厚以下物件，因为其电弧产生强烈的、集中热量，而产生高焊接速度，使用熔填金属能做多道焊接。
虽然6.25mm以上的厚度的母材金属，通常使用其他焊接方式。
但是，需高品质的厚焊件有使用钨极氩弧焊做多层焊接。
例如在8m直径的火箭发动器，15mm厚的外壳制造中，以钨极氩弧焊使用填充金属做纵向和圆周多道焊接，虽然对此厚的金属而言，此焊接方式较慢，但因为焊道的高品质要求，故而使用TIG焊接。
钨极氩弧焊熔池保护方式
钨极氩弧焊熔池保护方式钨极氩弧焊（TIG焊）是一种常用的焊接方法，其熔池保护方式是通过氩气保护焊接区域，防止氧气和其他杂质进入，以确保焊接质量和强度。
本文将详细介绍钨极氩弧焊熔池保护方式的原理和优势。
钨极氩弧焊是一种非常精细的焊接方法，适用于各种金属材料，尤其是不锈钢、铝和钛等高温材料。
它使用一根钨电极和一个喷氩枪，通过高频电弧将工件和焊丝加热至熔化状态，形成熔池，然后通过喷氩枪喷出氩气，将熔池周围的空气隔离，以保护焊接区域免受氧气和其他污染物的侵害。
熔池保护是钨极氩弧焊的关键步骤之一。
氩气作为一种惰性气体，具有很强的抗化学反应性，能够有效地保护焊接区域，防止氧气和水蒸气的侵入，从而减少氧化和氢化等缺陷的产生。
氩气还能吹除焊接区域的熔渣和飞溅物，保持焊接缝的整洁和质量。
在钨极氩弧焊过程中，喷氩枪是起到熔池保护作用的关键工具。
喷氩枪上有一个氩气喷嘴，通过氩气源将氩气引入喷氩枪，然后通过喷嘴喷射出去。
氩气喷射出去后，会形成一个保护气罩，将焊接区域完全覆盖。
这个氩气保护罩不仅可以保护熔池，还可以将焊接区域冷却，防止过热和烧穿。
钨极氩弧焊的熔池保护方式有许多优势。
首先，氩气保护能够有效地防止氧气和水蒸气的侵入，减少焊接区域的氧化和氢化现象，从而提高焊接质量和强度。
其次，氩气保护还可以吹除焊接过程中产生的熔渣和飞溅物，保持焊接缝的整洁和美观。
此外，钨极氩弧焊还具有热输入小、熔深浅、焊缝形状美观等优点，适用于对焊接质量和外观要求较高的场合。
除了氩气保护，钨极氩弧焊的熔池保护还可以采用其他方法。
例如，在焊接过程中加入适量的保护剂，如氢化钙、氟化钠等，可以在焊接区域形成一层保护膜，防止氧气和其他污染物的侵害。
另外，还可以通过控制焊接电流和电弧的稳定性来保护熔池，以确保焊接质量和稳定性。
钨极氩弧焊的熔池保护方式是通过氩气保护焊接区域，防止氧气和其他杂质进入，以确保焊接质量和强度。
氩气保护能够有效地防止氧化和氢化等缺陷的产生，同时还能吹除焊接区域的熔渣和飞溅物，保持焊接缝的整洁和质量。
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钨极氩弧焊（或称非熔化极惰性气体保护焊）是利用高熔点钨极作为一个电 极，以工件作为另一个电极，并利用氩气（Ar）、氦气（He）或氩、氦混合气体 （Ar+He）作为保护介质的燃烧与工件间的电弧作为热源的电弧方法。我国通常只 采用氩气做保护气体因此又称为钨极氩弧焊，简称TIG（Tungsten Iner-gas Arc Welding）或GTAW（Gas Tungsten Arc Welding ）
钨极是TIG焊枪中的易耗材料。钨具有高熔点（3410℃）和沸点（5900℃）、 高强度（可达850~1100MPa）、热导率小和高温挥发性小、在高温时有强烈的电 子发射能力等特点，是目前最适合的一种非熔化电极材料。常用的电极材料有纯 钨极、铈钨极及釷钨极，一些国家还采用锆钨、镧钨、钇钨作为电极使用，进一 步提高钨极的性能。
第1字位
大类 代表 名称 字母
第2字位
小类 代表 名称 字母
第3字位
附注特 代表
征
字母
第4字位
系列序号
数字 序号
第5字位
基本规 单位 格
自动 焊
Z
直流
焊车式 省略
全位置焊车式
省略 1
手工 焊
S
交流
横臂式 J
机床式
2 3
TIG 焊机
W
点焊
旋转焊头式 D 交直流 E
4
台式
5
额定焊 接电流
A
机械手式
6
其他
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电子带 走热量
电弧非 常稳定
钨极温度低 可通电流大
不能清理 氧化膜
可清理 氧化膜
钨极温度高 可通电流小
正离子撞 击氧化膜
电弧稳定 性不好
焊缝窄 而深
直流正接法
一般金属均采 用直流正接法
直流反接法
焊缝浅 而宽
一般不推荐采用，焊接铝、镁 及合金可采用交流电源焊接
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（1）脉冲钨极氩弧焊
脉冲钨极氩弧焊具有以下几个工艺特点。 1，焊接过程是脉冲式加热，熔池金属高温停留时间短，金属冷凝快，可减少热 敏感材料焊接时的热烈纹倾向，适合热敏材料焊接 2，焊件热输入小，电弧能量集中且挺度搞，便于控制热输入和熔池的大小，对 薄板、超薄板焊接尤为适宜。 3、每个焊点加热时间短，冷却迅速，适合于厚度差别较大和导热性能差别大 的焊件的焊接。 4、高频电弧振荡作用有利于消除气孔、获得细晶粒的显微组织，提高焊接接 头的力学性能。 5、脉冲高频电弧挺度大、指向性强，适合高速焊，焊接速度可达到3m/min。
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1.4 钨极氩弧焊的应用范围
(1) 适合的材料 氩气的保护效果好，不溶于液态金属，也不与金属发生化学反应。钨极 氩弧焊可用于几乎所有的金属和合金的焊接。但由于其成本较高，生产中 通常用于焊接易氧化的有色金属及其合金（Al、Mg、Ti等），及不锈钢、 高温合金、难熔的活性金属（如Mo、Nb、Zr）等。对于低熔点和易蒸发的 金属（如Pd、Sn、Zn），焊接困难，一般不采用。对于已经镀锡、锌、铝 等低熔点金属的碳钢，焊前须去除镀层，否则熔入焊缝金属中生成的中间 合金会降低接头性能。钨极氩弧焊一般适合焊接3mm以下的板材。 （2) 适合的接头位置与产品结构 常规的对接、搭接、T形接头和角接等接头处在任何位置，只要结构上 具有可到大性均能焊接。钨极氩弧焊特别适用于对焊接接头质量要求较高 的场合。对于某些厚壁重要构件，如压力容器、管道、汽轮机转子等。手 工钨极氩弧焊适合用于结构形状复杂的焊件和难以接近的部位或间断的短 焊缝，自动钨极氩弧焊适于较长焊缝，包括纵缝、环缝和曲线焊缝。
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非接触式引弧（高频引弧）
接触式引弧步骤
(3) 焊枪、行走小车及送丝机
钨极氩弧焊（TIG）焊炬又称TIG焊枪，
其主要作用是夹持钨极、传导焊接电流和
冷
输送并喷出保护气体。根据冷却方式可分
却
为水冷式，有专门的冷却设备；气冷式，
装
冷却作用主要有保护气体的流动来完成。
置
焊枪的结构
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(1) 焊接电源
无论是直流或交流TIG焊，都要求使用具有陡降外特性或垂降特性的 弧焊电源。TIG焊的电源有直流、交流和脉冲电源三种。直流电源有旋转 式焊发电机、磁放大器式弧焊整流器、可控硅弧焊整流器、晶体管电源、 逆变电源等几种。交流电源有正炫波电源及方波交流电源。目前使用最广 泛的是晶闸管式弧焊电源和逆变电源。
3.脉冲钨极氩弧焊
采用可控的电流来加热工件。当每一脉冲电流通过时，工件被加热熔 化形成一个点状熔池，基值电流通过时是熔池冷凝结晶，同时维持电弧燃 烧。因此脉冲氩弧焊的焊接过程是一个断续的加热过程，焊缝由一个一个 点状熔池叠加而成。脉冲电流频率超过5KHz后，电弧具有强烈的电磁收 缩效果，使得高频电弧的挺度大为增加，电弧具有很强的稳定性和指向性， 因此很适合薄板焊接。此外，高频电弧具有很强的穿透力，增加焊缝熔深。 高频电弧也有利于晶粒细化、消除气孔，得到优良的焊接接头。
被焊工件与焊接电源的正极相连，钨极与焊接电源的负极相连。此方法 焊接时钨极烧损极少，但不能去除金属表面的氧化膜。除铝、镁合金外， 一般都采用此方式。 采用直流正接有如下优点：
a、工件作为阳极，接受电子轰击放出的全部动能和逸出功，电弧比较集 中，阳极加热面积比较小，因此获得窄而深的焊缝。
b、钨极的热电子发射能力强，所以正接时电弧非常稳定 c、钨极发射电极的同时，具有很强的冷却作用，钨极不易过热，所以采 用正接法钨极容许通过的电流比反接时大很多。 2）直流反接法 工件与焊接电源的负极相连，钨极接到焊接电源的正极。此时工件表面 的氧化膜会自动地破碎被清除，即阴极清理作用。但同时，所以所容许的 焊接电流很小。这种方法生产率低，电弧稳定性不好，一般不推荐采用。
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1、2 钨极氩弧焊的工艺特点
（1）普通钨极氩弧焊
1:焊接过程稳定，电弧能量参 数可精确控制
2：焊接质量好
优
3：适于薄板焊接，全位置焊接 缺
点
点
4：焊接过程易于现自动化
5：焊缝区无熔渣，焊工可清楚地 看到熔池和焊缝成形过程
1：抗风能力差 2：对工件清理要求较高 3：成产率低
Q
脉冲
M 变位式
7
真空充气式
8
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2.2 钨极氩弧焊设备的组成
手工钨极氩弧焊（TIG）焊机通常由焊接电源、焊接控制系统、焊枪、 水冷系统及供气系统等部分组成。自动TIG焊机比手工TIG焊机多了一个 焊枪移动装置（行走小车或机器人）和焊丝送进机构。
手 工 钨 极 氩 弧 焊 设 备 的 组 成
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9 1 7 5
6
8
2 4
3
钨极氩弧焊示意
1-喷嘴；2-钨极；3-电弧；4-焊 缝；5-工件（+）；6-熔池；7填充金属；8-惰性气体；9-电极 （-）
钨极氩弧焊分类：
电流形式：
直流氩弧焊 交流氩弧焊 脉冲氩弧焊
按操作方式：
手工氩弧焊 自动氩弧焊
保护气体成分：
氩弧焊 氦弧焊 Ar+He混合气体保护焊
(2) 控制箱及引弧装置
1、控制箱中主要安装焊接时序控制电路，主要任务是控制提前送气、滞后断 气、引弧、电源通断、电流衰减、冷却水流通断等。对于自动TIG焊机，还要 控制焊枪移动装置及送丝机构送丝。 2、引弧装置：a、接触引弧，引弧时首先使钨极与工件接触，此时短路电流较 小；钨极回抽后立即（几微秒内）将电流切换为焊接电流。此方法仅适合直流 正接的直流氩弧焊机 b、非接触引弧，大电流TIG焊机一般不采用接触引弧， 因为接触引弧时，强大的短路电流不但使钨极熔化烧损，而且还极易使液态钨 进入熔池中，造成焊缝夹钨，影响焊缝力学性能。非接触引弧有两种：高频振 荡器引弧和高压脉冲引弧。
2.交流钨极氩弧焊
交流电流的极性在周期性的变换，相当于在每个周期里半波为直流正 接，半波为直流反接。正接时钨极可以发射足够的电子而又不至于过热， 有利于焊接电弧的稳定。反接的半波周期工件表面生成的氧化膜很容易地 被清理掉而获得表面光亮美观、形成良好的焊缝。兼顾了阴极清理作用和 钨极烧损少、电弧稳定性好的效果。对活性强的铝、镁、铝青铜等金属及 其合金一般都采用交流氩弧焊。
第二章 钨极氩弧焊设备
2.1.钨极氩弧焊设备的分类及型号
(1) 钨极氩弧焊设备的分类
按操作方式：
手工TIG焊机 自动TIG焊机
按电源类型：
直流TIG焊机 交流TIG焊机 脉冲TIG焊机 交直流两用TIG焊机
按引弧方式：
接触式TIG焊机 非接触式TIG焊机
2010 Edition 1
2010 Edition 1
按填充焊丝的状态：
冷丝焊 热丝焊 双丝或多丝焊
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带脉冲功能的直流TIG焊机（OTC）
当利用基值电流维持主电弧的电离
通道，并周期地加一同极性高峰值的脉 冲电流，产生脉冲电弧，以熔化金属并 控制熔滴过渡，称为脉冲氩弧焊。脉冲 氩弧焊的焊接电流时脉冲直流或脉冲交 流。脉冲氩弧焊由基本电流维持电弧稳 定燃烧，用可控的脉冲电流加热熔化焊 件。脉冲氩弧焊与一般氩弧焊的主要区 别是采用可控的脉冲电流来熔化工件， 而不是利用稳定的直流或交流。又可分 为使用钨极的脉冲氩弧焊和使用熔化极 的脉冲氩弧焊。脉冲氩弧焊（PulsedTIG）特别适合焊接薄板，且飞溅小。
喷嘴的材料有陶瓷、紫铜和石英等。高温陶瓷既绝缘又耐热，应用广泛，但 焊接电流一般不能超过350A。紫铜喷嘴使用电流可达500A，但需用绝缘套将 喷嘴和导电部分隔离。石英喷嘴焊接时可见度好，但价格较贵。目前较普遍应 用的是Al2O3陶瓷喷嘴，它的特点是喷嘴烧红后也不易裂、使用寿命长。