传统钨极氩弧焊可得到高质量的焊缝且焊接过程宜于实现自动化，因而有很好的应用前景。但其单道焊熔深浅，焊接生产效率低，大大限制了TIG焊的应用。A-TIG焊技术正是针对传统TIG焊的这种缺点发展起来的，焊前将活性剂粉末用丙酮调成糊状，均匀涂敷于待焊工件表面，然后进行TIG焊接。研究证明，A-TIG焊能使焊缝熔深大大增加。T91钢目前广泛用于电站管件中，焊接5mm厚的T91钢管时，需要开坡口进行多层多道焊，工艺繁琐复杂。本研究以T91钢为母材研制一种能够显著增加T91钢TIG焊焊缝熔深的活性剂，使5mm厚的钢管一次焊透，避免坡口的制备，且使焊接接头力学性能达到要求。本文在单一组分活性剂试验的基础上，研究了多种化合物组分时A-TIG焊焊缝的熔深及焊缝表面成形，并在此基础上，通过试验确定T91钢活性剂的基本成分，利用正交试验方法确定活性剂中各成分的最佳含量。论文研究了焊接电流、焊接速度、钨极尖端至工件距离、活性剂涂敷厚度等工艺参数对焊缝熔深、熔宽、焊缝表面成形的影响，以及活性焊剂对T91钢焊缝显微组织的影响。并通过拉伸试验、弯曲试验测试，研究了T91钢A-TIG焊接头的力学性能。使用高速摄像系统和示波器采集电弧形态以及电弧电压数据，研究活性剂对TIG焊电弧形态和电弧电压的影响，探寻了活性剂增加焊缝熔深的作用机制。通过正交试验确定了以SiO₂、MnO₂、Cr₂O₃、TiO₂、NaCl为基本成分的TF-5活性剂，作为焊接T91钢的TIG焊用活性剂，其质量分数分别为45％、20％、8％、15％和12％。使用该活性剂焊接T91钢，焊缝熔深显著增加。在合适的焊接工艺参数下，可将5mm厚的T91钢不开坡口一次焊透，大大提高焊接生产效率。且活性剂未对焊缝显微组织产生明显影响。焊缝硬度稍高于母材。对A-TIG焊接头进行拉伸和弯曲试验，拉伸试样的断口均位于母材处，面弯、背弯试样拉伸面焊缝位置处未出现任何裂纹，结果表明A-TIG焊接头具有良好的力学性能。焊接过程中，利用高速摄像系统观察电弧形态，发现用SiO₂作为活性剂时出现严重的拖弧现象，而且随着焊接电流的减小，拖弧现象越来越严重，最终使焊缝变得不连续，通过试验还发现使用SiO₂时电弧电压明显升高。用MnO₂、TiO₂、CaF₂等化合物作为活性剂时，电弧形态未发生显著变化，电弧电压稍有降低。综合本文对活性剂的研究，认为使用TF-5活性剂进行TIG焊时，焊缝熔深和焊缝横截面积显著增加，是电弧收缩以及熔池液态金属表面张力梯度发生改变等综合作用的结果。