基本介紹
工作原理：,分類：,交流正弦波TIG焊,交流矩形波TIG焊,焊接技巧,
工作原理：
當工件為負極時，表面生成的氧化膜逸出功小．易發射電子，所以陰極斑點總是優先在氧化膜處形成。工件為冷陰極材料時，陰極區有很高的電壓降，因此陰極斑點能量密度相當高，遠遠高於陽極。正離子在陰極電場作用下高速撞擊氧化膜，使得氧化膜破碎、分解而被清理掉，接著陰極斑點又在鄰近氧化膜上發射電子，繼而又被清理，陰極斑點始終在金屬表面的氧化膜上遊動，被清理的氧化膜面積也不斷地擴大，直到不在氬氣所能保護的範圍內。清理作用的強弱與陰極區的能量密度和正離子質量有關，能量密度越高，離子質量越大，清理效果越好。正接時，工件轉為陽極不存在清除氧化膜的功能。
使用直流正接法時沒有陰極清理作用，無法焊接那些容易被氧化的鋁、鎂及其合金。雖然直流反接法具有陰極清理作用能夠焊接鋁、鎂及其合金，直流反接時的焊縫熔深深、縫寬大，但增加焊接電流，又受到鎢極易燒損的限制、故這類金屬多採用交流TIG焊，主要的原因是利用交流正半周期鎢極發射電子有利於電弧的穩定，而交流負半周期有工件表面的陰極清理作用焊縫清理後周圍的白邊，就是清理作用把母材表面氧化膜去除的痕跡。發生的範圍是在惰性氣體充分包圍的地方，如混入空氣就不發生這種作用。當惰性氣體流量不足或保護欠佳時，其作用範圍就會減少。
交流電流的極性是在周期性地變換，相當於在每個周期里半波為直流正接，半彼為直流反接。正接的半波期間鎢極可以發射足夠的電子而又不致於過熱，有利子電弧的穩定。反接的半波期間工件表面生成的氧化膜很容易被清理掉而獲得表面光亮美觀、成形良好的焊縫。這樣，同時兼顧了陰極清理作用和鎢極燒損少、電弧穩定性好的效果，對於活潑性強的鋁、鎂、鋁青銅等金屬及其合金一般都選用交流氬弧焊。
分類：
交流正弦波TIG焊
鋁合金交流正弦鎢極氬弧焊的典型電流、電壓波形如（圖1）所示，可以看出：電弧電壓波形與正弦波相差很大。電弧是非線性電阻。當電弧重新引燃的瞬時，電流很小而電弧電壓數值較高，得到如（圖1）所示的電弧電壓波形。電源電壓波形是正弦波形，電弧電流也是正弦波形。交流鎢極氬弧焊的電弧主要有以下兩個特點。其一是由於電弧每秒有100次過零，電弧每秒熄滅100次。當焊接電流較小時．在每個半波中焊接電流按正弦波變化由從小到大而後又逐漸減小為零，則電弧空間溫度下降，電弧空間的電離度也隨之降低，使電弧的穩定性變差。在每個半波都要重新引然電弧，在鎢極為負的半波較高溫度的鎢極發射電子的能力很強，因此當電極極性由鋁板為負變成鎢極為負時，電弧的再引燃電壓Urip較小，電弧電流過零，電弧的再引燃電壓Urip小於瞬時電源電壓值，則電弧可以可靠地再引燃。而當交流電流由鎢極為負變成工件為負的瞬間因電流減小，電弧空間及電極的溫度下降．同時鋁板的熔點很低，發射電子的能力很差，則電弧再引燃電壓數值很高。一般情況下此時的再引燃Urip很高．要大於該瞬時電源電壓數值。此時如不採取特殊的穩弧措施，電弧就要熄滅，因此交流鎢極氬弧焊的第一個問題是焊接過程中的穩弧問題。為保證交流電弧穩定燃燒，在交流鎢極氬弧焊時，當焊接電流由鎢極為負變為鋁板為負的瞬間，必須加以高壓重新引燃電弧，否則電弧就要熄滅，只有採取穩弧措施，電弧才能穩定燃燒。交流鎢極氬弧焊時，鋁板與鎢極發射電子能力的差異，造成兩半波電弧電壓數值也有一定的差別，鎢極為負半波電弧電壓的數值也較低 不僅兩半波電弧電壓波形有很大的差別，同時其正、負半波電流波形也有很大的差異。當鎢極為負半波時，因鎢極發射電子能力強，有較大的電流，而鋁為負半波時電流較小。又因鎢極為負半波的電弧電壓低，在較低電壓數值時，還可以維持電弧燃燒，而鋁為負半波必須用較高的電壓數值維持電弧燃燒，因此鎢極為負半波比鋁為負半波電弧引燃時間長，再加上鎢極為負半波時電流的幅值高，導致正負半彼電流不對稱，在交流焊接迴路中存在一個由工件流向鎢極的直流分量, 即圖1所示的Idc這種現象稱為電弧的“整流作用。電極和工件的熔點、沸點，導熱性相差越大（如鎢和鋁、鎂），上述不對稱情況就越嚴重，直流分量就越大。直流分量的存在削弱了陰極清理作用．使焊接過程困難，另外，直流分量磁通將使得焊接變壓器鐵心飽和而發熱，降低功率輸出甚至燒毀變壓器。為此要降低或消除直流分量，可在焊接迴路中串接無極性的電容器組，容量按300-400uF/A計量。
交流矩形波TIG焊
採用交流矩形電流波形一方面能有效改善交流電弧的穩定性，另一方面能合理分配鎢極和工件之同的熱量，在滿足陰極清理的條件下，能最大限度地減少鎢極燒損，並獲得滿意的熔深。交流矩形波形過流後電流增長快，電弧重燃容易，有兩種交流矩形電流波形，如圖示，其中占空比β對鋁、鎂合金的焊接有重要影響。
當β增大時，陰極清理作用加強，但工件得到的熱量減少，熔池淺而寬。鎢極燒損加大；反之，β減小時，陰極清理作用稍有減弱．熔深增加，且鎢極燒損顯著下降。一般β在10%－50%範圍內調整。
另外，在工件為負時的電流值對陰極清理作用影響很大。當增大Tn半波的電流值時可進一步減少Tn的時間，在滿足工件表面去除氧化膜的同時．使交流TIG電弧的穩定性大大提高，並將鎢極燒損減少到最小程度。這種焊接電流波形稱為變極性交流矩形波TIG焊。
通過實驗發現，在工件為負半波時其電流數值對陰極清理作用影響更大。如果增大Tn.半波的電流值（圖2b）．可進一步減少Tn時間，滿足工件表面去除氧化膜的要求，而使交流氬弧的穩定性大大提高，鎢極的燒損減小到最小程度。圖3顯示了Tn期間其電流大小和時間長短對陰極清理作用的影響。矩形波交流氬弧焊的優點是：
1）由於矩形波過零後電流增長快，再引燃容易，和一般正弦波相比，大大提高了穩弧性能。
2）可根據焊接條件選擇最小而必要的β，使其既能滿足清理氧化膜的需要．又能獲得最大的熔深和最小的鎢極損耗。
焊接技巧
1.對氣體的控制：要求氣體先來後走，氬氣是較易被擊穿的惰性氣體，先在工件與電極針間充滿氬氣，有利於起弧；焊接完成後，保持送氣，有助於防止工件迅速冷卻防止氧化，保證了良好的焊接效果。
2.電流的手開關控制：要求按下手開關時，電流較氣延遲，手開關斷開（焊接結束後），根據要求延時供氣電流先斷。
3.高壓的產生與控制：氬弧焊機採用高壓起弧的方式，則要求起弧時有高壓，起弧後高壓消失。
4.干擾的防護：氬弧焊的起弧高壓中伴有高頻，其對整機電路產生嚴重的干擾，要求電路有很好的防干擾能力。
