钨极氩弧焊是钨极惰性气体保护焊(TIG焊)中最常用的一种。它是氩气保护下，利用钨电极与焊件之间产生的电弧热熔化母材和填充金属的一种方法，如图1。焊接时，氩气从焊枪喷嘴中连续喷出，在电弧周围形成气体保护层隔绝空气，对钨极、熔池及母材热影响区进行保护。钨极氩弧焊以操作方式的不同可分为手工焊、半自动焊和自动焊，其中手工焊应用最广泛。在焊接薄板和打底焊道时，有时可以不填丝。

图1  钨极氩弧焊示意图

1-焊枪;2-保护气;3-钨极;4-电弧;5-液态焊缝金属;6-固态焊缝金属;7-填充丝

钨极氩弧焊能清晰地观察到焊接熔池和熔透情况，焊接过程不发生飞溅，焊缝成形美观，焊缝无渣壳，不需要清理。在焊接电流很小的情况下，电弧仍可稳定燃烧，因此钨极氩弧焊特别适合焊接薄件。在要求保证焊透及背面有一定成形要求的情况下，常用钨极氩弧焊单层焊或多层焊第一层打底焊，背面用氩气保护，可实现单面焊双面成型。钨极氩弧焊可进行全位置焊接，特别适合各个空间结构的装配和连接焊缝的焊接。由于钨极氩弧焊效率低，不适宜厚板的焊接，钨极氩弧焊接头的热影响区较宽、冷却速度较慢，焊缝及热影响区冷却过程中敏化温度区问停留时间较长，接头的耐腐蚀能力有所下降。

在钨极氩弧焊的工艺基础上，开发的钨极脉冲氩弧焊是通过控制电流周期性脉冲变化来控制焊接过程。其原理是以一个较小基值电流来维特一个电弧，在此基础上，周期性地加一个高峰脉冲电流产生脉冲电弧，以熔化金属并控制熔滴过渡。钨极脉冲氩弧焊的优点在于它可以精确地控制焊接热输入，克服了因熔敷金属表面张力不足支持熔池而造成焊缝的下塌，保证连续焊接，可以实现单面焊双面成形，保证焊缝质量，特别适合薄板的焊接;其次它的焊缝成形美观、质量稳定，它对各种焊接位置有较强的适应性，适用于全位置的焊接。根据脉冲频率不同，可分为低频和高频脉冲钨极氩弧焊。

图2  钨极脉冲氩弧焊电流波形

I_p-直流脉冲电流;i_p-交流脉冲电流幅值;I_b-直流基值电流;

I_b-交流基值电流幅值;t_p-脉冲电流持续时间;t_b-基值电流持续时间

钨极氩弧焊设备由焊接电源、引弧及稳弧装置、焊枪、供气系统、水冷系统和焊接程序控制装置等部分组成。焊接电源必须是降特性。现在一般有专用氩弧焊机把焊接电源、水冷系统和焊接程序控制装置等合并在一起，满足钨极氩弧焊焊接工艺要求。它一般具有提前送气、延迟停气、自动接通和切断保护气以及引弧、稳弧等功能，另外焊接结束前电流还能自动衰减，以防止弧坑开裂。氩弧焊机又分为直流和交流氩弧焊机，不锈钢焊接一般采用直流氩弧捍机。供气系统包括氩气瓶、减压器和流量计，焊枪根据适用的焊接电流大小分为水冷式和气冷式两类。目前使用的钨极有纯钨极、钍钨极和铈钨极，其中最常用的是铈钨极。钨极直径的选择根据工件的厚度和填充焊丝的直径等。钨极的端部要磨成一定形状，通常磨成带有平顶的锥形。

由于氩弧焊主要用于薄板焊接或封底焊，在保证焊透的情况下焊接薄板常常不用开坡口。在一定厚度如≥2mm时，可根据情况开V形、U形坡口。氩气的纯度一般要求大于99.7％。氩气的流量要合适，过小保护不佳，流量过大可能要造成气体紊乱，也造成保护不好。焊接电流要根据工件厚度、接头的形式、焊接位置来选择同时必须考虑钨极的直径。焊接极性采用工件接正极(即直流正接)，手工氩弧焊常见焊接参数见表1。钨极氩弧焊的引弧方法有非接触和接触式引弧两种，非接触式有变频引弧和高压脉冲引弧，接触式有擦划引弧和提升引弧。不锈焊材时主要采用非接触式方法引弧。

表1  用手工操作钨极氩弧焊焊接奥氏体型不锈钢时的焊接参数

为了克服钨极氩弧焊效率低的特点，一种热丝TIG焊丝在逐步被应用，其原理是在填充焊丝加入到熔池前，通过加热电源使填充焊丝加热到一定的温度，从而提高效率达到100％。