深熔（锁孔）氩弧焊又称K-TIG（KeyholeTIG），是澳大利亚联邦科学与工业研究组织的物理学家JarvisLaurie于年开发的焊接新技术。K-TIG是在传统氩弧焊基础上，采用大电流配合高效冷却焊枪实现大熔深的一种焊接方法。传统氩弧焊要完成厚板的焊接必须要开坡口，实施多层多道焊。与传统氩弧焊相比，K-TIG热源能量密度高、电弧集中，在相同电流和热输入的情况下，电弧穿透力更强，能量更集中，因此能量更容易通过锁孔传导到工件内部。焊接中厚板不需要开坡口，无需填丝，一次焊透，单面焊双面成型，成型美观。
传统氩弧焊与K-TIG对比
传统的氩弧焊使用相对较小的电弧电流（80A-A）。由于电弧电流小导致电弧压力较低，焊接模式为传导性，熔深相对较浅，该过程如下图所示。
传统氩弧焊（左侧为侧视图，右侧为正视图）
对于传统氩弧焊，电弧只能熔化近表面母材，产生有限的熔池凹陷，形成宽而浅的熔池，如下图所示。需要采用多层多道次焊接才能完成厚度超过3mm的板材焊接。
传统氩弧焊熔池
锁孔氩弧焊（K-TIG）利用大电流（-A）产生的高电弧力推开熔池形成锁孔，从而实现穿透工件的目的。电弧等离子体可以从锁孔出口释放，以避免熔池中产生震荡。锁孔内部，重力、等离子体压力和表面张力实现动态平衡维持稳定的动态锁孔，锁孔的形成如下图所示。
锁孔氩弧焊（左侧为侧视图，右侧为正视图）
通过设定合适的焊接参数，后方熔池在表面张力、重力和电弧电磁力之间实现稳定平衡。锁孔内部和后方熔池的形貌如下图所示。
锁孔氩弧焊熔池
随着电弧压力的增加，锁孔将逐渐被打开、形成并在运动中达到稳定状态。由于锁孔内部和后方熔池都需要满足三力平衡条件，因此，必须在电流、材料特性和焊接速度之间获得良好的匹配，才能获得稳定的锁孔。
锁孔的形成
影响锁孔打开和稳定性的因素:
（1）材料兼容性和厚度
目前K-TIG主要适用于碳钢、不锈钢、镍基合金、钛合金、锆合金等材料焊接。材料太薄，容易直接焊穿，材料太厚，焊缝容易塌陷。材料不开坡口一次可焊厚度如下表：
（2）焊接工艺参数
焊接电流电流过大，焊缝容易塌陷，电流过小，锁孔无法打开。
焊接速度速度太慢，焊缝易塌陷，速度太快，锁孔不稳定。
送丝速度送丝太快，会使锁孔不稳定。送丝太慢，则沉积速率不能满足焊缝一次成型要求。
（3）是否填丝
不填焊丝钨极尖端可以更接近材料。
填加焊丝适当调整弧隙间距，监控焊丝进给速度。
是否填丝，取决于对焊接接头成形的要求和实际装配情况。
（4）电极轮廓
锁孔氩弧焊接系统比传统氩弧焊接具有更高的能量密度。电极尖端角度、电弧长度和材料特性共同决定了锁孔工艺的效果。
对于几乎所有材料，K-TIG建议将钨极磨尖至45°，当钨极尖端角度大于45°，可以通过扩展电弧来提高较厚的材料焊接稳定性，当钨极尖端角度小于45°，可以通过聚焦电弧焊接较薄的材料。
钨极轮廓和电弧形态
（5）装配情况
焊接过程中，均匀一致的装配能产生最好、最稳定的焊接效果。一般来说,要保持锁孔的稳定性，要求对中误差不超过1.5-2mm，间隙和错边量误差不超过材料板厚的10%-30%，具体比例取决于材料厚度。装配情况与材料厚度相关，一般来说，材料越薄，要求装配误差越小，反之装配误差可以容忍更大。
由于K-TIG具有原理和结构简单、焊接工艺参数少、操作容易、对工件装配适应性好、单面焊双面成型等优点，被广泛用于金属中厚板焊接中。
为了适应更多的材料，澳大利亚K-TIG公司正与美国航天SPACEX公司合作开发中厚板铝合金的焊接工艺，目前已完成了实验室可焊性验证。
为了满足低温环境焊接接头的性能要求，研究人员已提出并逐渐改进了一些新的K-TIG焊接工艺。例如高低频双脉冲电流焊接和快频脉冲电流焊接等。通过上述技术达到进一步压缩电弧的目的，提高电弧能量密度进而减少热输入量，改善焊接接头低温韧性。
相信在不久的将来，将会有更多更新的K-TIG焊接新工艺涌现出来。
