電漿電弧銲與氬銲及惰氣金屬線銲的比較

電漿電弧銲接與 TIG 銲接相同都使用鎢棒作電極，且遮蔽氣體也使用 氬氣，所以是屬於惰性氣體電弧銲接法的一種。與TIG 銲接不同之處(如圖 2-3 所示)，在於鎢電極與遮護罩之間設有銅製的水冷噴嘴(也稱為 Insert tip)，噴嘴與電極間產生先導電弧，氬氣流動於此電弧中(此時氬氣稱為作動 氣體或先導氣體)而產生電漿氣。電漿氣通過水冷噴嘴的尖端小孔(口徑 0.8

～5.0mm，依電流值而異)，由於熱收束效果而形成高能量密度的電弧束並 到達母材。

此外，水冷噴嘴與遮護罩之間通入氬氣作遮蔽氣體，加上遮蔽氣體中 通常混有數％的氫氣，可使水冷噴嘴噴出的電漿氣再一次加以熱收束。(電 漿切割時並不使用遮蔽氣體，僅使用電漿氣體。)

(a)TIG 銲接原理 (b)MIG 銲接原理

惰氣金屬線銲接（MIG）則與 TIG 銲接非常類似，只是把鎢棒電極更 換為消耗式的熔填金屬，其餘構造則大致相同。

在電漿銲接中電漿弧柱由於經過水冷噴嘴充分收束，所以與 TIG 電弧 柱比較起來(如圖 2-4 所示)，弧徑較細，弧寬也較窄，因此熱集中度高、熔 滲深度深，而且不管是銲接或切割，銲接寬度與熱影響區的寬度均較窄，

母材變形也極小。

圖2-4 TIG 電弧與 PAW 電弧的弧寬比較[5]

圖 2-5 為 TIG 電弧與電漿弧柱的溫度分佈比較，如圖所示兩者有很大 之差異。部分文獻顯示，TIG 電弧的能量密度約 15 KW/cm²，電漿電弧為 50～100 KW/cm²。

圖2-5 TIG 電弧與電漿弧柱的溫度分佈比較[5]

另外，電漿銲接的電流範圍、銲接機構與 TIG 電弧來比較時。電漿銲 接於小電流銲接時為確保電弧的穩定性，通常採用先導電弧與電漿噴流主 電弧重疊的方式。而 TIG 銲接之實用最小電流為 10A，即使使用短電弧銲 接也無法以1A 以下電流來銲接，然而電漿電弧電流可低至 20 mA，因此也 有可能對箔類等極薄板銲接。

電漿電弧銲接與TIG 的應用上比較其優點為：

1.銲接速度較快，電漿電弧的熱量較氬銲機為高。

2.銲接金屬較為乾淨。

3.銲接過程對於參數的變化較不敏感。

4.貫穿深度較深。也就是銲道深度與寬度之比值較大。

5.對同樣的銲接僅須較少的電流，所以熱輸入較少。

6.鎢棒在噴嘴內受到保護，污染較少所以壽命較長。

7.射出的電弧能維持直線方向和細小的直徑，所以較氬銲能擁有較長的 電弧及允許較大的熔池可視度，對手動銲機很有幫助，且極間電壓受電流 的變化極小，因此很適合於手工操作。

相對的，電漿電弧銲接與TIG 相比也有限制與缺點:

1.具有較高的設備成本，為一般氬銲機的 2～5 倍。

2.具有較大且重的銲槍。

3.鎢電極必須精確的固定在銲嘴的中心。