什麼是鎢極氣體保護電弧焊接(TIG、氬焊)?
氬焊(鎢極氣體保護電弧銲接)是一種以鎢極和母材產生電弧的焊接方式，英文簡稱為GTAW(= Gas tungsten arc welding)；也是俗稱TIG焊接。而其保護氣體普遍使用「氬氣」，所以也稱作是鎢極惰性氣體保護焊。而氬焊最常用於不鏽鋼、鋁、鎂、銅合金等材質的薄板焊接。相較電焊(遮護金屬電弧銲接SMAW)及CO2焊接(氣體保護金屬電弧焊接GMAW)，氬焊由於更容易控制，焊接品質相對較好，但其本身十分吃重於施作者的技術與經驗。
TIG氬焊的工作原理
焊接時以鎢棒為電極並以氬氣做為保護氣體，產生電弧後再以手工技術熔入銲縫上。因為電弧受氬氣流的壓縮和冷卻作用，電弧熱量集中且溫度高，所形成的熱影響區小，所以產生的應力與變形小。而是否送料則取決工件本身，送料一般則使用手工送料(一手控制焊槍；一手推進填料)。
TIG氬焊的優、缺點
TIG氬焊的優點
- 形成的焊道美觀，且焊接時無焊渣、飛濺
- 材質選用多且適用全位置焊接
- 適合針對較小的工件焊接施作
TIG氬焊的缺點
- 操作者技術要求較高
- 焊接效率較差
TIG/GTAW 氬焊機選用指南
在評估氬焊機最首要的就是評估適用的電壓、功率及便攜性。市面上最主流的機型分為手提變頻式、與電離子切割複合式及傳統式的氬焊機
各式氬焊機基本資料：
| 機種 | 型號 | 輸出電流 | 輸入電壓 | 使用率 | 外型尺寸 | 重量 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 變頻式 | TIG-200 | 200A | 110/240V | 40% | 418*185*238 | 10KG |
| 多功能 | T200&P50 | 200A | 110/220V | 45% | 175*187*303 | 14.5KG |
| 變頻式 | DC-260IV | 250A | 220/440V | 60% | 485*218*335 | 16KG |
TIG/GTAW銲材選用指南
因為氬焊的應用除了在碳鋼、不鏽鋼之外，業界也多以氬焊的方式焊接「鋁、鋁合金」的工件母材，所以本章節會以三個部分來依序介紹：
碳鋼GTAW/TIG銲條
碳鋼銲條主要仍以七萬磅(ER70-)&八萬磅(ER80-)的分類為主，目前台灣市場的氬焊條以國產的「廣泰銲材」市佔率高。
針對還不懂規範的朋友們可以先參考這篇文章：銲材怎麼選？分類法一次學會！
不鏽鋼GTAW/TIG銲條
308系列的氬焊條最常用於304、304L的母材銲接(304也是市場上最常見到的不鏽鋼類型)；309系列則主要用於304不鏽鋼與碳鋼異材質之間的銲皆使用；316系列與308不同在於它本身具耐腐蝕的特性，所以它適用於化學容器、316材質的焊接，而其成本也相對較高。
| 品牌 | 型號 | 適用規範 | 線徑 | 商品說明 | 零售管道 |
|---|---|---|---|---|---|
| 廣泰 | KTS-308L | ER308L | 1.6-4.0 | 點我看更多 | 蝦皮購買 |
| 廣泰 | KTS-309L | ER309L | 1.6-4.0 | 點我看更多 | 待更新 |
| 廣泰 | KTS-316L | ER316L | 1.6-4.0 | 點我看更多 | 待更新 |
| 廣泰 | KTS-310 | ER310 | 1.6-4.0 | 待更新 | 待更新 |
| 廣泰 | KTS-410 | ER410 | 1.6-4.0 | 待更新 | 待更新 |
| 廣泰 | KTS-630 | ER630 | 1.6-4.0 | 待更新 | 待更新 |
鋁及鋁合金GTAW/TIG銲條
鋁銲條最常見的有三種：1系列(1100)用於有良好成形性質、高抗蝕性的工件上，例如化工產品、食品儲存容器、印刷板等；4系列(4043)是最常見的鋁合金銲條，廣泛應用在6系列的鋁合金母材銲接，如：鋁合金車架的修補。而5系列(5356)則常用於建築用的卡車、船舶製造、公車板金等。
| 品牌 | 型號 | 適用規範 | 線徑 | 商品說明 | 零售管道 |
|---|---|---|---|---|---|
| Weldcote | 1100(純鋁) | AWS A5.10 ER1100 | 1.6-4.0 | 待更新 | 待更新 |
| Weldcote | 4043(鋁矽) | AWS A5.10 ER4043 | 1.6-4.0 | 待更新 | 待更新 |
| Weldcote | 5356(鋁鎂) | AWS A5.10 ER5356 | 1.6-4.0 | 待更新 | 待更新 |
※補充資料：鋁合金焊條選用對照表 (facebook:明昌龍)
氬焊用鎢棒的選用指南
氬焊使用的鎢棒可以分為：純鎢、釷鎢、鑭鎢等多種合金形式，而其不同的化學反應造就了不同的焊接條件：
純鎢（綠）
為鎢含量99.5%之電極，AWS規範代號為EWP(色標為綠色)。因純鎢電極於交流(AC)施銲時之電弧穩定性高，故適用於鋁合金與鎂合金銲接。純鎢電極於直流正接(DCEN)施銲作業時，因高溫耗損率大、承載電流能力低、電弧引燃性差，僅適用於交流施銲作業。
釷鎢（紅）
鎢棒電極添加二氧化釷(ThO2)可提高電極釋放熱電子能力而容易引燃電弧。AWS規範代號分別為EWTh-1(色標為黃色)與EWTh-2(色標為紅色)。相較純鎢電極，釷鎢電極具有高溫耗損率小、承載電流能力高、電弧引燃性、穩定性佳。
鈰鎢（灰）
鈰鎢電極含有 1.8%-2.2% 的氧化鈰，電子逸出功為 2.4eV, 在低電流條件下有良好的起弧和穩弧性能。維弧電流較小。因此，鈰鎢電極經常用於管道、不銹鋼製品和細小精密部件的焊接，在低電流直流條件下或鎢電極直徑要求 2.0 以下的焊接一般首選鈰鎢電極。
鑭鎢（藍）
鎢棒電極添加三氧化二鑭(La2O3) 可改善高電流時之電極容易耗損缺失外，亦可提高承載(直流)電流能力。AWS規範代號分別為EWLa-1.5(色標為金色)及EWLa-2(色標為藍色)。相較釷鎢電極，鑭鎢電極具有高溫耗損率小、承載電流能力高及電弧穩定性佳等特性。同時適用於直流正接與交流施銲作業。
鋯鎢（白）
鎢棒電極添加二氧化鋯(ZrO2)除了可改善高電流時之電極容易耗損缺失外，亦可提高承載(交流)電流能力。鋯鎢電極具有高溫耗損率小、承載電流能力高、電弧引燃性佳等特性。極適用於高電流、交流施銲作業。
鎢棒的使用注意事項
根據焊接電流（AC／DC）的不同，鎢棒尖端的加工形狀也有所差異。（一般TIG焊接最常使用直流電，而此種焊接方式最適合將鎢棒研磨成長錐型的方式焊接）。除此之外，如果鎢棒受到熔池或焊條的汙染，便需截斷汙染部位，將鎢棒重新磨尖。而一般在鎢棒的研磨上會使用專屬的研磨機加工。
應配合鎢棒直徑大小選用適當的銅束及銅束座，其直徑約在鎢棒直徑的3倍內，否則將會影響焊接的操作性。
