钨极惰性气体焊接TIG

20世纪40年代，钨极惰性气体焊接（TIG焊）成功地实现了对镁、铝的连接。用惰性保护气体代替熔渣来保护焊接熔池的过程很可能会代替气体和手工电弧焊。在高质量焊接和结构应用中，TIG焊在对铝的验收方面扮演着重要的角色。

过程特点
　　在惰性气体氩气或氦气作用下，TIG焊电弧在尖头的钨电极和工件之间形成。钨电极产生的小强度电弧是用于高质量和精密焊接的理想电弧。虽然熔化电极上的金属被熔敷掉了，但由于焊接过程中不损耗电极，焊机不必去平衡电弧产生的线能量。当需要添加填充金属时，必须单独将它加入焊接熔池。

电源
　　TIG焊必须使用垂降特性的交/直流电源。当电极短路时，垂降特性电源对避免在工件表面产生过高的电流起到了重要作用。该现象会在起弧时发生，偶尔也会在焊接中发生。与MIG焊相同，如果TIG焊使用了平特性电源，与工件表面相连的电源将损坏电极导电嘴或将电极熔接到工件表面。使用直流电时，由于近1/3的电弧热分布在阴极（负极），2/3在阳极（正极），所以电极总是负极性的以防过热和熔化。但是，当阴极连接到工件上时，另一个与直流电极正极相连的电源能将工件表面的氧化物污垢清洁干净。因此当焊接材料，如铝的表面有难以清除的氧化物薄膜时，就可以使用交流电。

 
起弧
　　通过刮划表面，形成短路来引弧。只有中断短路后，主焊接电流才会流通。但是，这可能会造成电极黏附在工件表面的风险，并产生夹钨现象。在很低的电流强度下，通过在短路处使用“提弧”技术可将这种风险减到最小。TIG焊最常见的引弧方法是使用HF（高频）引弧。高频由可持续几微秒的几千伏高压电火花组成。高频电火花将导致电极损坏，工件缝隙被电离。一旦形成了电子/电离子云，电流就可能从电源处流通。
　　注意：当高频引起反常地高电磁放射（EM）时，焊工应该意识到，它的使用可能会产生干扰，特别是干扰电子设备。电磁放射像无线电波一样能在空中传播，也能通过电缆传输，所以使用时必须小心，以免干扰到焊接点附近的控制系统和仪器。
　　高频对形成稳定的交流电弧起着重要的作用；交流电作用下，电极极性大约每50秒会出现一次反向，每次极性改变时电弧熄灭，并确保在极性转变时再次引弧。高频电火花穿过电极/工件使电弧在每个半周期开始时都保持一致。

电极
　　直流焊采用的电极通常是含1%～4%钍的钨电极，用于改善电弧的点火情况。随着环境意识的加强，添加氧化镧和氧化铈的钨电极应用越来越广，他们在引弧和电极的低消耗上都起到了很好的作用。根据焊接电流的程度来选择合适的电极直径和导电嘴角度是很重要的。通常，电流越低选用的电极直径和导电嘴角度也越小。由于交流焊时，会在很高的温度下使用电极，使用加有锆的钨电极能减少电极被熔蚀。值得注意的是，由于电极会产生许多热量，尖头导电嘴很难保养，而且电极末端会出现球形或“球状物”的断面。

保护气体
　　根据需要焊接的材料来选择保护气体。以下标准也许会对您有所帮助：
　　氩气——最常用的保护气体，能用于大部分材料的焊接，包括钢、不锈钢、铝和钛。
　　氩气加2%～5%的氢气——在氩气中加入氢气会稍微地减少气体量，并在工件表面无氧化的情况下，辅助生成清洁的焊缝。由于弧温更高，压缩更大，所以它能保证更快的焊接速度。缺点是会导致碳钢和铝合金焊缝金属的密集气孔中出现氢致裂纹的风险。
　　氦气和氦/氩混合气体——在氩气中加入氦气将提高弧温。这带来了更快的焊接速度和更深的焊缝熔深。缺点是使用氦气或氦/氩混合气体成本高，起弧困难。

应用
　　TIG焊适用于所有工业部门的生产，特别适合用于高质量焊接。手工焊时，相对较小的电弧是用于薄板材或控制熔深（在管道焊缝的根部焊道处）的理想电弧。由于熔敷速度很慢（使用单独的焊条），MMA焊或MIG焊也许更适用于焊接较厚的材料和厚壁管道焊缝中的填充焊道。
　　TIG焊也广泛应用于自动生产或附带填充焊丝的机械系统。但在化工厂或锅炉制造中，一些系统也可用于管道的轨道焊接。操作这些系统不需要技巧，但操作员还是必须接受训练。由于焊工对电弧和焊接熔池的行为控制较少，所以必须注意焊接准备（是机器的而不是手工的准备）、接头的配备和焊接参数的控制。

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