一、焊接工艺参数选择
手工钨极氩弧焊的工艺参数有钨极直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、电源种类及极性、氩气流量、喷嘴直径、喷嘴与焊件间的距离、钨极伸出长度等。
1．钨极直径与焊接电流
通常根据焊件的材质和厚度来选择焊接电流。钨极直径应根据焊接电流的大小来确定。如果钨极粗而焊接电流小，钨极端部温度不够，电弧会在钨极端部不规则地飘移，电弧不稳定;如果焊接电流超过钨极相应直径的许用电流，钨极端部温度会达到或超过钨极材料的熔点，会出现钨极端部熔化的现象，甚至产生夹钨缺陷。只有钨极直径与焊接电流选择匹配时，电弧才能稳定燃烧，如图4－76所示。
图4－76 焊接电流和相应的电弧特征
不同材料手工钨极氩弧焊的钨极直径和焊接电流的选择见表4－10。
表4－10 不同材料手工钨极氩弧焊的钨极直径和焊接电流
2．电弧电压
手工钨极氩弧焊时的电弧电压主要由弧长决定。若电弧长度增加，则容易产生未焊透的缺陷，并使氩气保护效果变差，因此，应在电弧不产生短路的情况下，尽量控制电弧的长度，一般弧长近似等于钨极直径。
3．焊接速度
手工钨极氩弧焊的焊接速度通常由焊工根据熔池的大小、形状和焊件熔合情况随时调节。过快的焊接速度会破坏气体保护氛围，如图4－77所示，焊缝容易产生未焊透、气孔等缺陷。焊接速度太慢时，焊缝容易烧穿和咬边。
图4－77 焊接速度对保护效果的影响
4．电源种类和极性
采用直流正接时，工件接正极，温度较高，适用于焊厚工件及散热快的金属，钨棒接负极，温度低，可提高许用电流，同时钨极烧损小。
直流反接时，钨极接正极烧损大，所以，TIG焊很少采用，但此时具有阴极破碎作用。
采用交流钨极氩弧焊时，在焊件为负，钨极为正的半周波里，阴极有去除氧化膜的破碎作用，即阴极破碎作用。在焊接铝、镁及其合金时，其表面有一层致密的高熔点氧化膜，若不及时去除，将会造成未熔合、夹渣、焊缝表面形成皱皮及内部气孔等缺陷。利用钨极在正半波时正离子向熔池表面高速运动，可将金属表面的氧化膜撞碎，避免产生焊接缺陷，所以，通常用交流钨极氩弧焊来焊接氧化性强的铝、镁及其合金。
电源种类和极性可根据焊件材质进行选择，见表4－11。在不同的电源种类和极性时，钨极许用电流有很大差别，见表4－12。
表4－11 不同材料电源种类与极性选择表
注:“△”表示最佳;“○”表示适用;“×”表示最差。
表4－12 不同电源极性和不同直径钨极使用电流范围
续表
5．氩气流量
随着焊接速度和弧长的增加，气体流量相应增加;喷嘴直径，钨极伸出长度增加时，气体流量也应相应增加。若气体流量过小，则易产生气孔和焊缝被氧化等缺陷;若气体流量过大，则会产生不规则紊流，反而使空气卷入焊接区，降低保护效果。另外，还会影响电弧稳定燃烧。氩气流量可按下式计算:
Q=(0.8～1.2)D
式中Q——氩气流量(L/min);
D——喷嘴直径(mm)。
6．电弧电压
电弧电压由弧长决定。弧长增加，焊缝宽度增加，熔深减少，气体保护效果随之变差，甚至产生焊接缺陷，因此，应尽量采用短弧焊。
7．喷嘴直径
增大喷嘴直径的同时，应增加气体流量，此时保护区大，保护效果好。但喷嘴过大时，不仅使氩气的消耗增加，而且会影响焊炬的可达性，或妨碍焊工视线，不便于观察操作。因此，喷嘴直径一般取8～20mm为宜。
8．喷嘴至焊件的距离
这里指的是喷嘴端面和工件间的距离，这个距离越小，保护效果越好。所以，喷嘴至焊件间的距离应尽可能小些，但过小将使操作、观察不便。因此，通常取喷嘴至焊件间的距离为5～15mm。
9．钨极伸出长度
手工钨极氩弧焊时，为了防止电弧热量烧坏喷嘴，钨极端部应凸出喷嘴以外，其伸出长度一般为3～4mm。伸出长度过大时，气体保护效果会受到一定的影响。
10．气体保护效果的判断
气体保护效果的好坏，常用焊点试验法来判断，具体方法是:在铝板上点焊，电弧引燃后焊枪固定不动，待燃烧5～10s后断开电源。这时铝板上焊点周围因受到阴极破碎作用而出现银白色区域，如图4－78所示。这就是气体有效保护区域，称为去氧化膜区，其直径越大，说明保护效果越好。另外，在生产实际中也可以通过直接观察焊缝表面色泽和是否存在气孔来判定气体保护效果的好坏，见表4－13。
图4－78 氩气保护效果判断
1－钨极 2－焊枪 3－焊件 4－氩气流
11．焊接规范参数对焊接质量影响
手工钨极氩弧焊时，不同的焊接规范参数对焊接质量有很大影响，如图4－79所示。
图4－79 焊接规范参数对焊接质量影响
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