TIG溶接（GTAW）解説：技術、メリット、産業用途

プロフェッショナル溶接士は多様な溶接技術を駆使します。TIG溶接プロセスは最も信頼性が高く精密な手法の一つと見なされることが多々あります。TIG溶接は自動車、航空宇宙、石油化学産業などで広く使用されています。

本記事では、弊社産業メカニクスプロフェッショナルがTIG溶接プロセスを深く検証し、その利点・欠点、鋼とアルミニウムをTIG法で溶接成功させるヒントを紹介します。

TIG溶接プロセス

TIG（タングステン不活性ガス）溶接、別名GTAW（ガスタングステンアーク溶接）は、電気アークで接合対象金属部品を加熱・溶融させ、不活性ガスで溶融金属を酸化から保護する融合溶接技術です。この溶接技術は特に微細で精密な溶接、アルミニウム、マグネシウム、チタンなどの反応性金属に適しています。

TIG溶接はTIG溶接機を使用し、溶接トーチ、非消耗性タングステン、不活性シールドガス、必要に応じた充填材で構成されます。タングステン電極が電気アークを生成し、シールドガスが溶融金属の酸化を防止。充填材は溶接を強化し、溶接金属タイプによって異なります。

この産業溶接タイプはいくつかのステップで実行されます。まず溶接士が部品を清掃・研磨し不純物を除去。次に溶接トーチを溶接位置に配置し電気アークをオンにし、電流、電圧、溶接速度、シールドガス流量を調整して所望の溶接品質を達成します。

TIG溶接は主に0.3〜6mmの厚み溶接に使用されます。より厚い材料では、被覆電極法やMIG/MAGプロセスと組み合わせるのが一般的です。

ガスなしでTIG溶接を実行することはできません。溶接トーチには非溶融タングステン電極が装備され、これがMMA溶接電極との違いです。酸化を避けるため、溶接士はガスを用いて不活性雰囲気を作る必要があります。

TIG溶接は、特に反応性金属への微細で精密な溶接において、他溶接技術と差別化する多くの利点を持ちます。最も顕著な利点を示します。

TIG溶接プロセスは高品質溶接を生み出すことで広く認識されています。TIG溶接はクリーン、精密、強力、プロフェッショナルな外観。品質が最重要視される航空宇宙と原子力産業でよく使用されます。

TIG溶接の最大の利点の一つは、電流、電圧、ガス流量を精密に制御できること。これにより溶接士・アセンブラーは熱を非常に精密に調整でき、薄肉材料を焼き切ったり歪ませたりせずに溶接可能。TIGトーチはアークと被溶接材表面の一定距離を維持し、飛散を防ぎ一貫した溶接品質を確保します。

TIG溶接はアルミニウム、マグネシウム、チタンなどの反応性金属に広く使用され、これらは他技術では溶接困難です。TIG溶接で使用される不活性シールドガスが溶融金属を酸化から保護し、これら金属の化学的特性を変えることなく溶接可能にします。

TIG溶接は小さな部品組立からメカニカルグラインディングまで幅広い用途に使用可能。ステンレス鋼、アルミニウム、銅、チタン、真鍮など多くの異なる金属に使用できます。

多くの利点がある一方で、このプロフェッショナル技術には欠点も存在します。

TIG溶接は、熱と電気アークを精密に制御する必要があるため、他溶接タイプと比較して比較的遅いプロセスです。高品質溶接達成により多くの時間を要します。

設備と消耗品のコストが高いため、TIG溶接は一般的に高価です。この技術は習得により長く複雑なトレーニングを要求します。

この溶接技術は薄肉金属と精密溶接に適しており、より多くの熱と時間を要する厚肉材料溶接には不向きです。

プロセスは類似していますが、TIG溶接での鋼とアルミニウムには重要な違いがあります。

融解温度： アルミニウムは鋼より低い融解温度を持ちます。そのためアルミニウムTIG溶接では、金属を過度に溶かしたり酸化させたりしないよう、より低く精密な熱源が必要。溶接士は溶接欠陥回避のため温度を慎重に管理する必要があります。
表面準備： アルミニウムTIG溶接は鋼TIG溶接より厳格な表面準備を必要とします。アルミニウムは表面に天然酸化層を持ち、最適な付着確保のため溶接前に除去必須。溶接士はブラッシングや化学ピックリングなどでアルミニウム表面を清掃する必要があります。
シールドガス： アルミニウムTIG溶接には鋼TIG溶接とは異なるシールドガスが必要。アルミニウムには通常純アルゴン、鋼にはアルゴンまたはアルゴン・ヘリウム混合を使用。