钨极惰性气体保护焊 (TIG/GTAW) 全工艺指南

什么是 TIG 焊 (GTAW)？

钨极惰性气体保护焊，即 TIG 焊，采用不熔化钨极，在惰性气体（氩气/氦气）保护下，利用钨极与工件间电弧热量熔化母材及填充丝形成焊缝。焊缝区与钨极完全隔绝大气氧化。可不加填充丝自熔焊（熔合焊），用氦气称氦弧焊。恒流电源输出电能，经高度电离气体金属蒸汽柱（等离子体）传导形成电弧。

TIG 焊最擅长薄板不锈钢、铝、镁、铜合金等有色金属焊接。操作员对熔池控制力极强，焊缝成形美观、内在质量高、强度优于手工电弧焊和 MIG/MAG 焊。缺点：技术门槛高、焊接速度慢、综合成本高。等离子弧焊 (PAW) 为其变种，电弧更聚焦易自动化。

TIG 焊工作流程

手工 TIG 焊需双手配合：一手持焊枪维持 1.5~3mm 电弧长度（防钨极接触工件），一手送填充丝。起弧用高频发生器（类特斯拉线圈）产生电火花电离气体建立导电通道，非接触起弧保护钨极。起弧后焊枪小圈摆动建立熔池，熔池大小取决钨极直径和电流。焊枪后倾 10°~15°，填充丝送入熔池前端。熟练焊工形成“前推焊枪-送丝-撤丝”节奏，填充丝始终在保护气罩内防氧化。低熔点填充丝（铝）需保持距离电弧避免提前熔化。收弧时逐渐衰减电流，防止弧坑裂纹。

保护气体选择指南

• 纯氩 (Ar)：通用性最强，适用钢、不锈钢、铝、钛等绝大多数金属。
• Ar + 2~5% H₂：微还原性，熔池更洁净无表面氧化，电弧收缩温度高提升焊速。风险：碳钢氢致裂纹、铝合金气孔。
• 氦气/氩氦混合：电弧温度更高，熔深大、焊速快。缺点：气体成本高、起弧难。

TIG 焊机核心部件

1. 电源：恒流特性（外特性陡降），防止电流波动导致熔池失控。分直流 (DC) 焊钢/镍/钛，交流 (AC) 焊铝/镁（利用正半周阴极清理作用破除氧化膜）。
2. 惰性气体供给系统：减压器、流量计、管路，输送氩/氦保护焊区隔绝空气。
3. 焊枪：手工/自动通用结构，手工焊枪带把手，自动焊枪安装机械手。内部铜质导电散热。<200A 风冷，>200A 水冷。钨极夹持端口固定钨极。
4. 钨极：不熔化电极，纯钨/钍钨/铈钨/镧钨/稀土钨。熔点 3422°C，直径 0.5~6.4mm，长度 75~610mm。尖端打磨角度影响电弧稳定性。
5. 保护气体喷嘴：陶瓷/石英喷嘴形成层流保护区，防氮氧气孔、吹孔。
6. 填充焊丝：按母材匹配（碳钢、不锈钢、铝、钛、铜、镍基合金等），直径 0.8~3.2mm，盘装/直条装。

TIG 焊典型应用领域

• 难熔/活性/薄板金属：钛、锆、钽、铍、薄壁不锈钢、铝合金。
• 航空航天：机身蒙皮、发动机薄壁叶片、钛合金结构件、燃料管路。
• 汽车制造：排气歧管、铝合金车身结构件、关键安全部件焊接。
• 维修再制造：铝工具修复、古董车零件、精密模具激光堆焊后精修。
• 艺术创作/管道/食品医药/半导体超洁净管路焊接。

TIG 焊优势

• 关键接头/精密薄壁件优选工艺
• 适用金属范围极广（除锌合金外几乎所有金属）
• 焊缝纯净度高、成形美观、力学性能优
• 全位置焊接（平/立/横/仰）
• 自动/手工均可实现
• 无熔渣，焊后清理少
• 单位接头强度最高的熔焊方法之一

TIG 焊劣势

• 不适合厚板（>6mm 效率极低，需开坡口多层多道）
• 技能要求高，培训周期长
• 强紫外线/红外辐射伤眼伤肤，需全套防护
• 设备/气体/人工综合成本高
• 熔敷速度慢，单位长度工时长

常见问题解答

TIG 焊与 MIG/MAG 区别？

TIG：不熔化钨极、惰性气体保护、手工/自动送丝、熔敷率低、质量高。MIG/MAG：熔化焊丝作电极、主动气体保护、全自动送丝、熔敷率高、飞溅大。

TIG 焊最强吗？

焊缝纯净度、成形、疲劳强度通常优于 MIG/手工电弧焊，但厚板深熔透、高效率场景 MIG/SAW/激光焊更有优势。工艺选择取决于设计要求。

最佳保护气体？

纯氩最通用、性价比高。厚铝件可用 Ar/He 混合提升熔深。

TIG 焊温度？

电弧温度 6000~20000°C，熔池温度约母材熔点以上 200~500°C。

能不用气体 TIG 焊吗？

绝对不能。无气保护钨极瞬间氧化烧损，熔池大气污染产生气孔/夹渣/裂纹，焊枪也会过热烧毁。

钨极打磨要领？

专用金刚石砂轮，顺纵向打磨（纹路平行轴线），尖端角 15°~60°（DC 尖、AC 圆头），防污染。

GTAW 与 SMAW/ GMAW 对比？

SMAW：药皮焊条自产保护气/熔渣。GMAW：熔化焊丝+主动气体。GTAW：不熔化钨极+惰性气体+外加填充丝。

最难焊金属？

铝：高导热、高亲氧、熔点低、热裂倾向大。钛：高温强氧化吸氢。镁：易燃。高强钢：冷裂敏感。

真空焊接是什么？

真空环境下金属原子扩散结合（固相焊），或电子束焊/激光焊在真空室内进行。月球尘埃真空冷焊是自然现象。

氩气瓶价格？

新瓶 40L 约 300~350 元/瓶（含气），因地区波动。

CO₂ 能用于 TIG 吗？

不能。CO₂ 高温分解产生氧化性气氛，破坏钨极和熔池。TIG 严格要求惰性气体。

TIG 焊必须加填充丝吗？

不必须。薄板对接、角焊缝可自熔焊（无填充丝），利用母材熔合成形。