TIG溶接(TIG溶接、タングステン不活性ガス溶接)は、高精度溶接プロセスの代表として、航空宇宙、原子力産業、医療機器、精密製造など、幅広い業界で使用されています。しかし、その滑らかで美しい溶接の裏には、見落とされがちな技術的な詳細や誤解が数多く隠されています。今日は、専門家の視点から、皆さんが知らないかもしれないこれらの点を深く掘り下げていきます。
1.TIG溶接は、あらゆる溶接方法の中でも「最も制御可能な入熱」のプロセスの一つです。
TIG溶接熱源として非溶融極アルゴンアークを使用し、安定したDCまたはAC出力により、非常に低い熱入力の正確な制御を実現できます。特に次の用途に適しています。
- 薄肉部品(0.3mmのステンレス鋼など)
- 熱伝導材(チタン、ニッケル、マグネシウム合金)
- 精密接合(計測機器用マイクロチューブなど) 精密接合(計測機器用マイクロチューブなど) TIG溶接について知らないかもしれないこと
MIG 溶接や手動アーク溶接と比較すると、TIG 溶接は熱影響部が小さく、溶接構造が緻密で、変形をより制御しやすいという特徴があります。
2.表面が美しい≠内部の信頼性、同じ重要な裏側の溶接
多くの溶接工は「背中の保護TIGを学ぶときは「
特にステンレス鋼、チタン合金などの金属の溶接では、酸化に対して極めて敏感であるため、裏面にアルゴンを充填しないと、内部酸化層、脱炭層、粒界腐食点が非常に生成されやすく、腐食速度が上昇し、耐用年数が大幅に減少します。
解決:
- チューブ内のアルゴン保護(バックガス)
- 特殊なガス遮断リング、ガスガイドセラミックを使用
- 流量と交換時間を制御します(容量の 2 倍以上)。
3.アルゴンガスの純度は溶接の品質を直接決定します。「99.9%で十分」と考えないでください。
通常の構造溶接では、工業用アルゴンガス(純度99.99%以上)で十分です。ただし、以下の場合には適していません。
- 航空宇宙部品
- 高真空チャンバー
- 医療用クリーンシステム
微量の不純物(酸素、水分、水素など)であっても、溶接部内にスラグ、ピンホール、多孔性、さらには微小亀裂が生じる可能性があります。
推奨事項:
- ハイエンドの製造には、純度99.995%以上のアルゴン(5N)が適しています。
- 湿度/露点アラーム付きのガス供給システムを使用します。
4.タングステン電極の色の違いは単なる「ブランドの違い」ではなく、溶接性能の違いです。
タングステン電極の色 | 材料 | 特徴 | アプリケーションの提案 |
グリーン(WP) | 純タングステン | アーク分散、始動の弱さ | ACアルミニウム溶接専用 |
赤(WT20) | 2%トリウムの溶接 | アークの集中、長寿命 | 炭素鋼およびステンレス鋼の直流溶接(わずかに放射能があることに注意) |
グレー(WZr) | ジルコニウム含有 | 汚染に対する耐性が優れている | チタン合金の溶接に推奨 |
パープル(WX) | 希土類合金 | 汎用性が高く、安定したアーク | 最新の溶接機に推奨 |
タングステン電極の選択を誤ると、アークの安定性に影響するだけでなく、溶融池のタングステン電極の汚染や介在物の生成にもつながります。
5.鏡面溶接の「美しさ」は、微細冶金組織の結果である
TIG 溶接は、滑らかな溶接と鱗のような均一性で知られていますが、こうした「外見」の裏には、スパッタが非常に少なく、溶融池の動的挙動が安定しているという利点があります。
適切なパラメータ制御により、溶接部の粒径は細かくなり、組織は均質になり、機械的特性(特に疲労寿命)は他の手動溶接方法に比べて大幅に向上します。
高品質の TIG 溶接の微視的特性は次のとおりです。
- 等軸結晶または微細柱状結晶の微細構造
- 顕著なスラグ、多孔性、ひび割れがない
- 延性破壊パターンを伴う破壊
6.TIG溶接は「遅い作業」ではなく「幅広い用途」
TIG は遅くてコストが高いとよく考えられますが、実際の利点は次のとおりです。
- 非常に高い溶接品質の制御性(特に業界のゼロ欠陥要件において)
- さまざまな金属(鋼、銅、アルミニウム、ニッケル、チタンなど)に使用できます。
- オービタル自動 TIG 溶接、ロボット TIG 溶接など、自動化が容易です。
自動化システムでは、TIG は毎分数十センチメートルの溶接速度に達することができ、高い一貫性が求められる大量生産に特に適しています。
7.ガス保護の後、オプションではありませんが、溶接の寿命を決定する鍵となります
TIG溶接のアークがオフになった瞬間、溶融池はまだ高温状態にあります。すぐにトーチから離れると、空気中の酸素と窒素が結晶に浸透しやすくなり、多孔性や酸化層が形成され、溶接が早期に失敗することになります。
専門家のアドバイス:
- ガス遅延時間≥3秒後にアークをオフにします(材料に応じて6秒まで遅延できます)
- ガスが完全に流れるまでトーチの姿勢を変えない
- 溶接機の「ガス保護」機能を使用してパラメータを設定します
8.TIG溶接は独立したプロセスではなく、「システムエンジニアリング」
優れた TIG 溶接結果が得られます。これには、次のような多数のシステムが含まれます。
- 電源システム(安定性、電流応答)
- ガス保護システム(圧力、純度、流量)
- プロセスパラメータ(電流、電圧、極性、波形)
- 操作スキル(トーチ角度、ワイヤ送りモード、ガン速度)
- 補助制御(フットペダル、アークスタート制御モード、自動化制御など)つまり、TIG は「溶接機を操作する」のではなく、**溶接エコシステム** を制御します。
結論
TIG溶接の「難しさ」は、機器自体にあるのではなく、細部へのこだわりと専門性への要求の厳しさにあります。しかし、まさにこうした細部へのこだわりがあるからこそ、TIG溶接は最も要求の厳しい産業においてもその地位を確立できるのです。
背後にある科学を理解し、必要な仕様を実装できれば、単に金属を溶接するだけでなく、高品質の工業規格を作成することができます。
投稿日時: 2025年4月18日