一種以非熔化鎢電極進(jìn)行焊接的電弧焊接法鎢極氣體保護(hù)電弧焊01發(fā)展安全操作應(yīng)用目錄030204基本信息鎢極氣體保護(hù)電弧焊（英語：Gastungstenarcwelding，簡(jiǎn)稱GTAW焊），或稱鎢極惰性氣體保護(hù)焊（英語：tungsteninertgaswelding，簡(jiǎn)稱TIG焊），是一種以非熔化鎢電極進(jìn)行焊接的電弧焊接法。進(jìn)行GTAW焊時(shí)，焊接區(qū)以遮護(hù)氣體阻絕大氣污染（普遍使用氬等惰性氣體），并通常搭配使用焊料（填充金屬），但有些自熔焊縫可省略此步驟。焊接時(shí)，由傳導(dǎo)通過高度離子化的氣體（即等離子）和金屬蒸氣的電弧，作為恒流焊接電源，提供能量。GTAW焊常用于焊接不銹鋼和鋁、鎂、銅合金等非鐵金屬的薄板。相較于手工電弧焊和氣體保護(hù)金屬極電弧焊，它更易于控制焊接處，提高焊接品質(zhì)。然而，GTAW焊較為復(fù)雜、難以精通，而且焊接速度明顯比其他焊接法緩慢。另一種類似于GTAW焊的焊接法：等離子弧焊，使用些微不同的焊炬，制造出更集中的焊接電弧，因此常被使用于自動(dòng)化工藝發(fā)展發(fā)展在HumphryDavy發(fā)現(xiàn)1800年的短脈沖電弧和瓦西里彼得羅夫在1802年發(fā)現(xiàn)的連續(xù)電弧之后，弧焊發(fā)展緩慢。CLCoffin的想法是在1890年在惰性氣體環(huán)境中焊接，但即使在20世紀(jì)初期，焊接有色金屬材料如鋁和鎂仍然很困難，因?yàn)檫@些金屬與空氣迅速反應(yīng)并導(dǎo)致多孔，渣滓-填充焊縫。使用焊劑覆蓋電極的工藝不能令人滿意地保護(hù)焊接區(qū)域免受污染。為了解決這個(gè)問題，在20世紀(jì)30年代初使用了瓶裝惰性氣體。幾年后，航空工業(yè)中出現(xiàn)了一種用于焊接鎂的直流氣體保護(hù)焊接工藝。諾斯羅普飛機(jī)公司的拉塞爾·梅雷迪思于1941年完善了這一過程。Meredith將過程命名為Heliarc，因?yàn)樗褂面u電極電弧和氦氣作為保護(hù)氣體，但它通常被稱為鎢惰性氣體保護(hù)焊（TIG）。美國(guó)焊接學(xué)會(huì)的官方術(shù)語是氣體保護(hù)鎢極電弧焊（GTAW）。林德空氣產(chǎn)品公司開發(fā)了各種風(fēng)冷和水冷割炬，用于改善屏蔽的氣體透鏡，以及其他增加了工藝使用的附件。最初，電極快速過熱，盡管鎢的熔化溫度很高，但鎢顆粒仍會(huì)轉(zhuǎn)移到焊縫上。為了解決這個(gè)問題，電極的極性從正變?yōu)樨?fù)，但這種變化使其不適合焊接許多有色金屬材料。最后，交流電單元的發(fā)展使得穩(wěn)定電弧成為可能，并產(chǎn)生高質(zhì)量的鋁和鎂焊接。在接下來的幾十年中，發(fā)展仍在繼林德開發(fā)了水冷式割炬，有助于防止高電流焊接時(shí)過熱。在20世紀(jì)50年代，隨著這一過程不斷普及，一些用戶轉(zhuǎn)向使用二氧化碳作為更昂貴的焊接氣氛的替代品，這種焊接氣氛由氬氣和氦氣組成，但這證明不適合焊接鋁和鎂，因?yàn)樗档土撕附淤|(zhì)量，因此今天很少與GTAW一起使用。使用含有氧化合物（如二氧化碳）的任何保護(hù)氣體會(huì)迅速污染鎢電極，使其不適合TIG工藝。操作操作由于焊工需要協(xié)調(diào)，手工鎢極氬弧焊是一種相對(duì)困難的焊接方法。與焊炬焊接類似，GTAW通常需要兩只手，因?yàn)榇蠖鄶?shù)應(yīng)用要求焊工用一只手手動(dòng)將填充金屬送入焊接區(qū)域，同時(shí)操縱另一只焊槍。保持短弧長(zhǎng)，同時(shí)防止電極和工件之間的接觸也很重要。為了敲擊焊接電弧，高頻發(fā)生器（類似于特斯拉線圈）提供電火花。該火花是焊接電流通過保護(hù)氣體的導(dǎo)電路徑，允許電弧在電極和工件分離時(shí)啟動(dòng)，通常間隔約1.5-3毫米（0.06-0.12英寸）。一旦電弧被擊中，焊工就會(huì)將焊炬移動(dòng)一個(gè)小圓圈以形成焊接池，焊接池的大小取決于電極的大小和電流量。在保持電極與工件之間保持恒定分離的同時(shí)，操作者稍微向后移動(dòng)割炬并將其向后傾斜約10-15度。根據(jù)需要，手動(dòng)將填充金屬添加到焊接熔池的前端。焊工經(jīng)常開發(fā)一種在向前移動(dòng)焊槍（推進(jìn)焊池）和添加填充金屬之間快速交替的技術(shù)。每次電極前進(jìn)時(shí)，填料棒都從焊池中排出，但它始終保持在氣體保護(hù)罩內(nèi)，以防止其表面氧化和焊接污染。由具有低熔化溫度的金屬（例如鋁）組成的填充棒要求操作者在保持在氣體罩內(nèi)部的同時(shí)與電弧保持一定距離。如果保持太靠近電弧，則填充棒在與焊接熔池接觸之前可能會(huì)熔化。隨著焊縫接近完成，電弧電流通常逐漸減小，以使焊接坑凝固并防止焊縫末端形成火山口裂縫。安全安全焊工穿著防護(hù)服，包括輕薄皮手套和帶高領(lǐng)的保護(hù)性長(zhǎng)袖襯衫，以避免暴露在強(qiáng)紫外線下。由于GTAW中沒有煙霧，電弧燈不會(huì)被粘焊或屏蔽金屬電弧焊中的煙霧和顆粒物質(zhì)覆蓋，因此更加明亮，使操作者受到強(qiáng)烈的紫外線照射。焊接電弧具有與太陽光不同的紫外光波長(zhǎng)范圍和強(qiáng)度，但焊機(jī)非?？拷庠?，光強(qiáng)非常強(qiáng)。潛在的弧光損傷包括對(duì)眼睛或弧眼的意外閃光和類似強(qiáng)烈曬傷的皮膚損傷。操作員佩戴不透明頭盔，配以深色眼鏡和完整的頭部和頸部覆蓋，以防止紫外線照射?，F(xiàn)代頭盔通常具有液晶型面板，該面板在暴露于撞擊弧的明亮光線時(shí)自我變暗。透明的焊接窗簾由聚氯乙烯塑料薄膜制成，通常用于保護(hù)附近的工人和旁觀者免受電弧的紫外線照射。焊工也經(jīng)常暴露于危險(xiǎn)氣體和顆粒物質(zhì)。雖然該過程不會(huì)產(chǎn)生煙霧，但GTAW中的電弧亮度可以分解周圍的空氣，形成臭氧和一氧化氮。臭氧和一氧化氮與肺組織和水分發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生硝酸和臭氧燃燒。臭氧和一氧化氮含量適中，但必須監(jiān)測(cè)暴露持續(xù)時(shí)間，反復(fù)接觸，煙氣抽取的質(zhì)量和數(shù)量，以及房間內(nèi)的空氣變化。不安全工作的焊工可以收縮肺氣腫和肺水腫，這可能導(dǎo)致早逝。同樣，來自電弧的熱量會(huì)導(dǎo)致清潔和脫脂材料形成有毒煙霧。使用這些試劑的清潔操作不應(yīng)在焊接現(xiàn)場(chǎng)附近進(jìn)行，并且需要適當(dāng)?shù)耐L(fēng)來保護(hù)焊工。應(yīng)用應(yīng)用雖然航空航天工業(yè)是鎢極氣體保護(hù)焊的主要用戶之一，但該工藝還用于其他許多領(lǐng)域。許多行業(yè)使用GTAW焊接薄工件，尤其是有色金屬。它廣泛用于制造航天器，并且還經(jīng)常用于焊接小直徑薄壁管，例如自行車工業(yè)中使用的那些。此外，GTAW通常用于為各種尺寸的管道進(jìn)行根部或首次焊接

。在維護(hù)和修理工作中，該過程通常用于修復(fù)工具和模具，尤其是鋁和鎂制成的部件。由于焊縫金屬不像大多數(shù)開放式電弧焊接工藝那樣直接通過電弧傳輸，因此焊接工程師可以使用各種各樣的焊接填充金屬。實(shí)際上，沒有其他焊接工藝允許在如此多的產(chǎn)品配置中焊接如此多的合金。填充金屬合金，例如元素鋁和鉻，