前回は、マグ溶接について紹介しました。今回は、TIG 溶接とステンレス鋼の溶接を解説します。
第5回「TIG溶接とステンレス鋼の溶接」を解説していきます。
第5回もくじ
1. TIG 溶接の原理
TIG（Tungsten Inert Gas）溶接は、高い融点（約3,400℃）を持つタングステンを電極に用いる溶接法です。電極の先端からアークを発生し、材料（母材）を溶かします。また、母材の溶融池が空気と反応することを防ぐシールドガスとして、アルゴンガス Ar やヘリウムガス He などの不活性ガス（Inert Gas）を使用します。必要に応じて、溶融池の横から溶加棒を加え、溶接を行います（図1）。
TIG 溶接のメリット、デメリットをまとめました。
TIG 溶接のメリット
・電極が溶けないため、母材そのものの溶融状態を観察しやすい
・薄板溶接、裏波溶接（表面から溶接して裏側にビードを作る溶接法）、全姿勢溶接が行いやすい
・スラグ清掃やスパッタ除去の必要がなく、安定した品質の溶接金属が得られる
・炭素鋼、低合金鋼、ステンレス鋼などの鉄系金属や、ニッケル合金、銅合金、アルミニウム合金、チタン合金、マグネシウム合金などの非鉄系金属の溶接も可能
TIG 溶接のデメリット
・溶接速度が遅い
・アルゴンガスArやヘリウムガスHeなど高価なシールドガスが必要
2. TIG 溶接機の構成
図2 に、TIG 溶接機の構成を示します。ここでは、ガス流量調整器、溶接トーチ、タングステン電極について解説します。
・ガス流量調整器
ガス流量調整器は、地面に対して垂直に取り付け、流量計でガス流量を測定します。溶接に適したガス流量は、溶接電流とノズル径によって決まります。
・溶接トーチ
図3 に、TIG 溶接トーチの構成を示します。電極径に合わせて、コレットとコレットボディを準備します。
・タングステン電極の種類
表1 に、タングステン電極の規格（JIS Z 3233-2001イナートガスアーク溶接並びにプラズマ切断及び溶接用タングステン電極 表1 を基に著者作成）を示します。酸化物を含んだタングステン電極は、酸化物が陰極点（電子の放出部）になり安定したアークを発生します。一方、酸化物を含まない純タングステン電極は、先端の温度が上昇してからアークが発生するため、アークの始動性が悪く、先端部が溶融しアークが不安定になります。トリエーテッド（トリア入り）タングステン電極（トリア：ThO₂を含むタングステン電極）のトリウムTh は放射性物質であるため、グラインダ加工などで先端を研磨するときは、防じんマスクなどを着用して慎重に行う必要があります。
タングステン電極の先端形状は、使用電流によって異なります（図4）。同じ溶接電流でも、先端形状を鋭くとがらせた方が、溶込みは浅くなります。そのため、薄板を溶接する場合は、先端をとがらせるか、電極径を細くします。
3. ステンレス鋼の溶接
全9回で下記の内容を解説しています。
- 第1回 アーク溶接と溶接棒の種類
- 第2回 溶接継手の種類と強度計算
- 第3回 溶接記号の種類と書き方
- 第4回 マグ溶接とは
- 第5回 TIG溶接とステンレス鋼の溶接
- 第6回 アルミニウム合金のTIG溶接
- 第7回 溶接の資格認証制度
- 第8回 溶接作業の安全対策
- 第9回 すみ肉溶接の実技
