氩弧焊是氩气保护焊的简称。氩气是惰性气体，在高温下不和金属起化学反应，也不溶于金属，可以使电弧区的熔池、焊缝和电极不受空气的有害影响，是一种理想的保护气体。氩气的电离势高，引弧较困难，但一旦引燃就很稳定。

氩弧焊分为钨极氩弧焊（非熔化极TIG）和熔化极氩弧焊（MIG）两种，如图3.23所示。

图3.23　氩弧焊示意图

1-送丝轮；2-焊丝；3-导电嘴；4-喷嘴；5-进气管；6-氩气流；7-电弧；8-工件；9-钨极；10-填充金属丝

1.钨极氩弧焊（TIG）工作原理

钨极在氩气的保护下与工件之间产生电弧实施焊接。

钨极氩弧焊的电极常用的有钍钨极和铈钨极两种。因为纯钨极发射电子的能力较差，长时间焊接会出现钨极熔化现象，但在钨极中加入一定量的氧化钍（2%）或一定量的氧化铈（2%）就可以大大提高电子发射的能力，焊接时电极不熔化，只起导电和与工件产生电弧的作用，钍钨极和铈钨极的标志颜色不同，钍钨极为红色，铈钨极为灰色。钨（W）是金属中熔点最高的金属（3410℃）。

2.氩弧焊的特点

1）氩气是惰性气体，不与金属起化学反应，焊接过程被焊金属和焊丝中合金不易烧损。另外，氩气不溶于金属，故氩气不会形成气孔，所以氩弧焊可以焊接出漂亮、美观、优质的焊缝。

2）理论上氩弧焊可以在所有的工业金属中使用。

3）由于电弧受氩气流的压缩和冷却作用，电弧集中热影响区小，在焊接薄板时比气焊变形小。

4）焊缝中无熔渣、无飞溅，因为是明弧焊接，所以操作者可以清楚地看到焊接过程。

5）钨极氩弧焊适于各种形状的全位置焊接。

6）易于实现机械化、半机械化，焊接生产效率较高。

7）抗风干扰能力差，且氩气价格较贵，故焊接成本较高。(www.daowen.com)

8）钨极氩弧焊因钨极本身的尺寸限制，决定了焊接电流不能很大，所以适合在δ＜4 mm的薄板上焊接。熔化极氩弧焊电弧在焊丝和工件之间产生，焊丝不断送进并熔化过渡到熔池，焊丝作为电极，不但与工件产生电弧，而且起到填充金属的作用，这样就可以使焊接电流大大增加。所以MIG适用厚板的焊接。如图3.24所示，显示了TIG设备的连接系统。在焊接电流200 A以下时可以使用空冷焊炬，如200 A以上时则加接水路系统，使用水冷焊炬。

图3.24　手工钨极氩弧焊设备系统图

3.钨极氩弧焊（TIG）对电源的要求

1）电源必须具有陡降的外特性

TIG焊时由于电流密度小，电弧受压缩小，所以电弧静特性一般为水平且微微上升，采用陡降外特性电源才能使电弧稳定燃烧。另一方面采用TIG焊接薄板时难免引起弧长变化，从而引起电流的变化。若弧长变化时电流值波动大，将影响焊接质量，所以采用陡降外特性电源，防止弧长变化时电流变化过大。TIG焊时难免钨极和工件短路，采用陡降外特性电源可防止短路电流过大引起电源过载。基于上述三点，TIG须采用陡降外特性电源。电弧静特性是指在弧长一定时电弧两端电流与电压的关系。坐标中电源陡降外特性曲线和电弧静特性曲线有两个交点，电弧稳定燃烧就在两交点之间。这一点和手弧焊是相同的。

2）须有高频振荡器（高频发生器）

TIG引弧时电极不与工件接触，为此需要几千伏的高压高频。此高频的作用是使工件与钨极之间产生火花放电，也就是疏导焊接电流使其畅通。氩弧焊的高频振荡器其输出电压为2000～3000 V，频率为150～260 k Hz。

4.钨极氩弧焊（TIG）工艺

1）氩气（Ar）的选择。氩气是一种惰性气体，无色无味，重量是空气的1.4倍。氩气是制取氧气的副产品。焊接要求氩气纯度高达99.9%。

2）电极的选择。非熔化极的氩弧焊对电极的要求，一是耐高温，二是有较高的电子发射能力。纯钨（W）耐高温，但电子发射能力不够强，所以应采用加钍（Th）或加铈（Ce）的钨极。钨极的直径为0.5～4.8 mm不等。钨极的直径决定了通过电流的大小，如1.0 mm的钨极允许通过的电流为15～80 A（交，直流电源）。直径2.4 mm的钨极允许通过的电流交流为140～235 A，直流为150～250 A。在电流允许的情况下应选择细直径的钨极以提高电流的密度。

3）钨极端部形状。钨极端部形状是一个重要参数。使用直流电源钨极前端应磨成锥角（30°～90°），交流磨成圆角。绝大多数情况下，TIG应使用直流电源正接，交流只限在铝合金、镁合金上使用。

4）钨极伸出长度。钨极从焊炬喷嘴中伸出，一般为5～6 mm，角焊时为7～8 mm。焊接时，在不影响加入焊丝的情况下，钨极至工件的距离尽量短一些，一般是工件厚度的1～1.5倍（3 mm左右），最大不能超过6 mm。

5）气体流量。当焊接电流在100 A以下时，气体流量为6～7 L/min，200 A以下时气体流量为8～9 L/min。

6）滞后停气。熄弧后，继续送出保护气体。焊接电流100 A左右时送出保护气体，时间为7s，防止钨极和焊缝表面氧化，滞后停气可在焊机上调整。