钨极气体保护电弧焊

钨极气体保护电弧焊，是惰性气体焊接组中的一种焊接工艺，它是电弧焊的一部分，又是电弧焊的一部分熔焊。在 TIG 焊接中，电弧在工件和钨电极之间燃烧。与其他电弧工艺不同，由于钨的熔点高，TIG 焊接中使用的电极不会熔化。填充材料以线材或棒材的形式保持在电弧中并因此熔化。

此外，与所有弧焊工艺一样，电弧会熔化基材。 为确保熔体不与周围空气发生反应，使用惰性保护气体，即不与相关材料发生化学反应。 它通常是氩气或氦气。 TIG 焊接可以实现特别高的焊缝质量，但它比相关的金属惰性气体焊接（使用自耗焊丝）要慢一些。

使用 TIG 焊接，您可以使用或不使用额外的材料。与气体熔焊一样，棒状添加剂通常用于手工焊接。 然而，必须不惜一切代价避免与气焊条混淆，因为化学成分彼此不同。

TIG 焊接与其他熔焊工艺相比具有许多优点。任何适用于熔焊的材料都可以与 TIG 脉冲焊和 TIG 交流电焊结合使用。使用 TIG 焊接几乎没有焊接飞溅；焊接烟雾对健康的影响相对较低。

TIG 焊接的一个特殊优势是焊工可以直接控制填充金属的进给速度，并且独立于电流。 这使得该工艺特别适用于焊接打底焊道和错位焊接。

由于热输入相对较低且规模较小，工件的焊接变形低于其他工艺。由于焊缝质量高，TIG 工艺最 好用于质量和外观比焊接速度更重要的地方。例如，这些应用在管道和设备建设、发电厂建设、化学工业或自行车车架建设中。

然而，手工焊接比 MIG 和 MAG 工艺要求更高，因为焊工必须同时协调双手的运动。因此也不可能用一只手握住割炬，另一只手握住工件。

TIG焊接系统由电源和焊枪组成，焊枪通过软管包与电源相连。软管包包含焊接电流管路、保护气体供应、控制管路，对于较大的焊枪，还包括冷却水的入口和出口。

EN ISO 4063:2011-03，“焊接及相关工艺 - 工艺清单和序列号”，区分了 TIG 焊接的 6 个子组。

• 主要群体
  • 14:钨极惰性气体保护焊
• 子组
  • 141：采用实心焊丝或实心焊条填充的钨极惰性气体保护焊； 氩弧焊
  • 142:无填充材料钨极惰性气体保护焊
  • 143:钨极惰性气体保护焊带药芯焊丝或焊条
  • 145：惰性气体和实心焊丝或实心焊条添加剂中含有还原气体的钨极惰性气体保护焊
  • 146：钨极惰性气体保护焊，惰性气体中的还原气体含量和焊丝或焊条添加剂
  • 147：在其他惰性气体中使用活性气体成分的钨极惰性气体保护焊

电弧的引燃方式有接触引燃和高频引燃两种。

• 在历史上的接触点火（刷子或划线点火）中，类似于电极焊接，钨电极会像火柴一样短暂地撞击工件，从而造成短路。 将电极从工件上提起后，电弧在钨电极和工件之间燃烧。该工艺的一个主要缺点是，每次点火都会有一些材料粘附在钨电极上，由于钨的熔化温度较高，这些材料会作为异物留在焊池中。因此，经常使用位于工件上的单独铜板来点火。
• 高频点火几乎完全取代了电刷点火。 乙通过高频点火，电极和工件之间的气体被高压脉冲发生器电离，高压脉冲发生器向钨电极施加高压，点燃电弧。 由于高压脉冲发生器内阻高，不会产生危险电流。
• 接触点火的一种变体是提升电弧点火。电极直接放置在焊接点的工件上。 流过的电流很小，不足以损坏电极。 举起焊炬时，等离子弧点燃，焊机的电子设备将电流增加到焊接安培数。 这种方法的优点是避免了高频点火时可能发生的电磁干扰。

出于成本原因，惰性气体氩 4.6 通常用于焊接（推荐质量 4.8 用于钽和钛），很少使用氦或两种气体的混合物。这里使用相对昂贵的氦气，因为它具有更好的导热性，以增加热输入。对于奥氏体不锈钢，保护气体中的少量氢气可以降低熔体的粘度并提高焊接速度。

保护气体通过软管从瓶中输送到控制单元，然后输送到焊池上的焊枪。由于填充压力可高达 300 巴，因此必须使用减压器将压力降低至正确的工作压力。经验法则是：喷气嘴内径=1.5×熔池宽度。保护气体流量取决于焊缝形状、材料、焊接位置、保护气体和喷嘴直径等；有关这方面的信息可以在制造商的数据表中找到。如果在根部存在允许氧气进入的缝隙，则定位对接焊缝可能会出现问题。

在 TIG 焊接中，区分直流焊接和交流焊接。 使用负极化电极的直流焊接用于焊接所有类型的钢、有色金属及其合金。 相比之下，交流焊主要用于焊接轻金属铝和镁。 在特殊情况下，轻金属也采用直流电和正极焊接。 使用带有非常粗的钨电极和氦气作为保护气体的特殊焊枪。 钨电极的正极对于轻金属是必需的，因为这些通常会在其表面形成具有非常高熔点的硬氧化层（如氧化铝、氧化镁）。 当工件具有负极性时，该氧化层会被破坏，因为负氧离子现在已从工件上移除。

TIG焊的进一步发展是脉动电流焊。 在脉冲 TIG 焊接中，焊接电流在基本电流和脉冲电流之间脉动，频率、基本电流和脉冲电流水平和宽度可变。 脉冲频率、脉冲宽度和脉冲高度可分别设置。 具有可变电流曲线的 TIG 脉冲只能使用特殊的焊接系统（焊接逆变器）进行。 TIG 脉冲焊接过程中可精细调节的热输入可实现良好的间隙桥接、良好的根部焊接和良好的错位焊接。 与管道焊接一样，避免了焊缝开始和结束处的焊缝缺陷。

通过轻金属的脉冲焊接，人们可以实现只有表面熔化，因此薄板 <; 1.0 毫米防止熔化。 拐角捕获比标准恒流焊接更适合角焊缝。 厚度为 0.6 毫米的板材仍然可以对接，因为电弧的稳定性和集中的热输入允许形成一个小的、明确的熔池。

DGUV 信息 209-049（在钨极惰性气体保护焊 (TIG) 中处理含氧化钍的钨电极；以前称为 BGI 746）包含有关在惰性气体保护焊中安全处理含氧化钍的钨极的信息，并描述了必要的保护措施为避免可能的危险而必须采取的措施，通过处理这些电极将其消除或最小化到可接受的水平。 这是必要的，因为钍的放射性水平低，重金属的有害粉尘。