1.概述

焊接化学活性金属和难熔金属时，常规的保护介质有时不能满足使用要求，必须采用更为有效的［含氧、氮、氢和水蒸气（极少）］保护介质，这样的保护介质实质上就是工程真空。空心阴极电弧焊（Hollow Cathode Vacuum Arc Welding，简称HCVAW）具有较高的工艺能力，在1x10^-2～10Pa的工程真空环境中相对容易实施。

研究结果表明，在一定电流和弧长下，HCVAW焊缝比GTAW焊缝有更大的熔深。相关研究认为，焊接效率的提高是由于空心阴极真空电弧有收缩的电弧形态，并且在低气压状态下电弧弧柱散热少、电弧能量集中所致，同时产生的热影响区也较小。另外，在真空保护状态下，熔池金属对母材有良好的润湿性。

HCVAW的工作状态是：将空心阴极焊枪置于真空室内，空心阴极内部通以惰性气体，气体经过空心阴极到达电弧中，真空泵不断地将真空室内的气体抽走，从而维持真空度在一定数值。在动态真空环境中，电弧在空心阴极和阳极工件之问燃烧，如图5-42所示。将空心阴极作为焊枪电极的真空焊接，具有设备简单、适应性强的特点，既利用了真空保护的优点，又能和常规电弧焊设备相通用，有着良好的工艺条件。

图5-42 空心阴极真空电弧焊接设备

2.HCVAW电弧放电现象(www.daowen.com)

HCVAW的引弧方法主要有三种：接触引弧、非接触加热引弧和高频引弧。在空心阴极电弧放电中，接触引弧可能损坏阴极，而且会有电极碎粒落入焊缝中。利用高频振荡器在真空低压情况下产生放电却比较困难，因为在真空中需要有更高的电压，引弧可靠性不高。加热引弧有高频加热和电阻加热等办法，比如以高频方法加热钽阴极，待钽阴极被加热到白热状态时再在空载电压作用下转换为电弧。

表5-29 焊接参数

图5-43 HCvAW和TIG焊熔深对比

a）TIG b）HCVAW