鎢極惰性氣體保護電弧焊(tungsten inert gas welding,TIG),從屬于GTAW中的非熔化極惰性氣體保護焊,焊接時鎢極只起導電作用,不作填充金屬(不熔化),如圖4-30所示。根據(jù)保護氣體的不同,分為鎢極氬弧焊和鎢極氦弧焊。焊接時,惰性氣體氬氣或氦氣(Ar或He)通過焊槍或其他裝置加入焊接區(qū)(或待焊區(qū)),鎢極與被焊工件之間通電產(chǎn)生電弧,電弧在惰性氣體的氣氛中燃燒。氬氣或氦氣(Ar或He)在焊接過程中與鎢極、焊件、填充焊絲不發(fā)生任何化學、冶金作用、惰性氣體保護焊的顯著特點是電弧燃燒穩(wěn)定,能有效地隔絕周圍空氣,使熔池、填充絲不被氧化和氮化,因而能獲得高質(zhì)量焊縫,且能進行全位置焊接。但鎢極所通過的電流密度受到限制,若通過電流密度太大,鎢極會燒損,使焊縫金屬產(chǎn)生夾鎢缺欠。由于鎢極氬弧焊電弧能量密度低,也不能獲得較大的熔深和較高的生產(chǎn)率。采用鎢極氦弧焊時,使用與鎢極氬弧焊同樣的電流密度,鎢極氦弧焊的電弧電壓較高,電弧熱功率高。氦氣作為熱能的載體,它的熱傳導能比氬氣約大9倍。這樣,就有大量的熱能輸送到焊接熔池中去,從而獲得較大的熔深和得到較高的生產(chǎn)率。但是氦氣來源較為困難,價格比氬氣高20~30倍、同時氦氣的密度比氬氣小,要達到同樣的保護效果,氦氣的消耗量高出很多,所以氨弧焊成本很高。焊接薄的和中等厚度的奧氏體型不銹鋼板一般極少采用,只有在焊接關(guān)鍵焊件時才使用氦弧焊。
鎢極氬弧焊時,母材金屬加熱特點(主要指能量密度和熱功率大?。┙橛跉夂负秃笚l電弧焊之間,在很小的焊接電流(≤10A)下,電弧仍可穩(wěn)定燃燒,特別適于焊接薄件或超薄件奧氏體型不銹鋼的焊接構(gòu)件。鎢極氬弧焊時能清晰地觀察到焊接熔池和熔透情況、因此,在要求保證焊透及要求背面成形的情況下,單面焊采用內(nèi)壁(或背面)通氬氣的鎢極氬弧打底焊的方法,在國內(nèi)外已得到普遍應用。鎢極氬弧焊采用的填充絲為裸焊絲,在施焊過程中,不會產(chǎn)生飛濺、焊縫成形美觀,焊縫上不存在渣殼,焊后不需清理。
鎢極氬弧焊電弧的熱功率低,焊接速度相對其他電弧焊而言比較小,由于奧氏體不銹鋼管導熱能力較差,如鎢極氬弧焊的焊接速度很慢時、會導致焊接接頭冷卻速度緩慢,在400~800℃的危險溫度區(qū)間停留時間較長,會影響焊接接頭耐腐蝕能力(包括晶間腐蝕和均勻腐蝕)。