Tig（Tungsten Inert Gas）溶接は、その精度と高-品質の溶接を生成する能力で有名であり、航空宇宙、医療機器の製造、自動車工学などの産業で好ましい方法となっています。その成功の背後にある重要な要因は、大気汚染から溶接プール、タングステン電極、および熱ゾーン（HAZ）を保護するシールドガスです。しかし、TIG溶接にはどのガスが使用されますか？答えは、ベースメタル、溶接の品質要件、およびアプリケーション-に依存しますが、特定のガスと混合物は産業基準になりました。
TIG溶接におけるシールドガスの役割
特定のガスに潜る前に、シールドガスがTIG溶接で交渉可能ではない理由を理解することが不可欠です。溶接中に金属が融点に加熱されると、非常に反応性が高くなり、酸素、窒素、および空気中の水素と容易に組み合わされます。この反応は、多孔性（小さなガス気泡）、酸化物包含物、溶接部の脆性などの欠陥を引き起こす可能性があります。シールドガスはこれらの大気ガスを置き、アークと溶接プールの周りに保護障壁を作り出します。また、アークを安定させ、電極寿命を改善し、融合中に滑らかな金属の流れを保証します。適切なシールドがなければ、最も熟練したティグ溶接機でさえ、強力で清潔な溶接を生産するのに苦労するでしょう。
TIG溶接用の一次ガス
いくつかのガスを使用できますが、以下が最も一般的で、それぞれが特定の材料とニーズに合わせて調整されています。
1。純粋なアルゴン（AR）
Pure Argonは、アプリケーションの80％以上で使用されるTig溶接の主力です。不活性ガスとして、それは金属と反応せず、幅広い材料に汎用性があります。
- アルミニウムおよびアルミニウム合金：安定したアークを生成し、アルミニウムの丈夫な酸化物層（al₂o₃）を分解するアルゴンの能力は、不可欠です。溶接プールがスムーズに流れることを保証し、関節を弱める酸化物の包含を防ぎます。
- ステンレス鋼：純粋なアルゴンは、ステンレス鋼を効果的に守り、窒素吸収を回避することで耐食性を維持します（粒間腐食を引き起こす可能性があります）。
- 銅と真鍮：銅は非常に導電性ですが、Argonのアーク-安定化特性は、熱入力を維持し、適切な融合を確保します。
利点：普遍的な互換性、優れたアーク安定性、一貫したシールド。 AC（交互の電流、アルミニウムに使用）とDC（直接電流、鋼および銅に使用）TIG溶接の両方で機能します。
制限：より深い貫通を必要とする高-熱アプリケーションではあまり効果的ではありません（たとえば、厚い鋼）。また、一部の地域の混合ガスよりも高価です。
2。Argon-ヘリウム混合物（ar - he）
ヘリウム（HE）は多くの場合、熱入力を強化するためにアルゴンと混合され、これらの混合物は熱伝導率が高い厚い材料または金属（銅、アルミニウム、マグネシウムなど）に最適です。一般的な比率には、75％AR/25％HE、50％AR/50％HE、および25％AR/75％HE -が含まれ、ヘリウム含有量が高くなります。
- 厚いアルミニウムまたは銅：ヘリウムの熱伝導率が高い（アルゴンと比較）はアーク温度を上げ、移動速度を上げることなくより深い浸透を可能にします。これは、厚さ1/4インチまたは大きな銅成分を超えるアルミニウムプレートを溶接するために重要です。
- high -速度溶接：追加の熱により、溶接機がより速く動作するようになり、高-生産設定でコールドラップ（不完全融合）のリスクが低下します。
利点：より深い浸透、より速い移動速度、厚い材料のより良い融合。
制限：ヘリウムは高価で、運用コストが増加しています。また、より熱く、安定性の低いアークを生成し、制御するためにより多くのスキルが必要です。ヘリウム比が高いと、正確なパラメーター設定と組み合わされていない場合、スパッタが発生する可能性があります。
3。Argon-水素混合物（AR -H₂）
オーステナイトステンレス鋼（例えば、304、316）およびニッケル合金のために、水素（H₂）を少量（通常2〜5％）でアルゴンに追加します。アークの安定性を改善し、熱入力を増加させ、「濡れ」{-溶融金属が基本材料をスムーズに流れる能力を強化します。
- ステンレス鋼溶接：水素は、溶接表面上の酸化物の形成を減らすのに役立ち、より明るく洗練された溶接を耐えられたより明るくきれいな溶接をもたらします。また、浸透を増加させ、厚いステンレス鋼のセクションに役立ちます。
- ニッケル合金：混合物は、ニッケル-ベースの材料のカーボンピックアップを防ぎ、機械的特性を保存します。
利点：クリーナー溶接、濡れの改善、ステンレス鋼のより良い浸透。
制限：過剰（5％以上）で使用する場合、または塩基金属が油または水分で汚染されている場合、水素は気孔率を引き起こす可能性があります。これらの金属と反応する可能性があるため、アルミニウムや銅には適していません。
4。その他の特殊な混合物
ニッチアプリケーションでは、特殊なブレンドが使用されます。
- Argon -二酸化炭素（ar -co₂）：TIG溶接ではまれですが、コストが優先事項である場合、低い-炭素鋼に使用される場合があります。ただし、CO₂は酸化物の形成を引き起こす可能性があり、高-品質の溶接には適していません。
- Helium - Argon -水素：極端な純度と酸化抵抗が重要なチタンとジルコニウムの溶接に使用されます。これらの混合物は、航空宇宙-グレード成分の汚染を防ぎます。
適切なティグシールドガスを選択する方法
シールドガスの選択は、3つの重要な要因に依存します。
- ベースメタル：
- アルミニウム/銅：純粋なアルゴン（薄材料）またはアルゴン-ヘリウム（厚い材料）。
- ステンレス鋼：純粋なアルゴン（薄）またはアルゴン-水素（厚い、-品質）。
- 炭素鋼：純粋なアルゴンまたはアルゴンは1〜2％CO₂（コスト削減用）。
- チタン/ニッケル合金：高-純度アルゴンまたはヘリウム-アルゴン混合物。
- 溶接品質要件：
重要なアプリケーション（例、航空宇宙、医療）は、欠陥を避けるために純粋なアルゴンまたはアルゴン-水素（ステンレス鋼用）を要求します。
一般的な製造では、速度にArgon -ヘリウムまたはArgon -co₂をコストで使用する場合があります。
- コストと可用性：
Pure Argonは広く入手可能で適度な価格であるため、ほとんどのアプリケーションではデフォルトです。ヘリウムと水素の混合物はより高価ですが、厚い材料または高-品質の溶接で正当化されます。
ガスの使用をシールドするためのベストプラクティス
TIGシールドガスの有効性を最大化するには：
- 流量：1時間あたり15〜25立方フィート（CFH）の流量を維持します。低すぎて、シールドは不十分です。高すぎると、ガスの乱流が大気中の空気を引き込む可能性があります。
- ガス純度：高{-純度ガス（アルゴンの99.99％）を使用して、汚染を避けます。低-純度ガスは、酸素または窒素を導入し、欠陥を引き起こす可能性があります。
- ホースとノズルのメンテナンス：ホースに漏れがないことを確認し、ノズルがきれいになっていることを確認します（デブリはガスの流れを破壊する可能性があります）。直径3/8–1/2インチのノズルは、ほとんどのTIG溶接に最適なカバレッジを提供します。
結論
シールドガスは、ティグ溶接の名もないヒーローであり、溶接の品質、強度、外観に直接影響します。純粋なアルゴンは依然として最も汎用性の高い選択ですが、アルゴン{-ヘリウムとアルゴン-水素混合物は、厚いまたは高-パフォーマンス材料の特殊なニーズを提供します。ガスをベースメタルとアプリケーションに一致させることにより、溶接機は、デリケートな医療機器であろうと重い-デューティ航空宇宙コンポーネントであろうと、欠陥-無料の耐久性溶接-を確保できます。 Tig溶接が進化し続けるにつれて、ガス技術の進歩（例えば、Ultra -純粋なブレンド）は、その精度と信頼性をさらに高めます。
