不活性シールドガス

物理化学的作用機構

アルゴンとヘリウムは希ガスである。液体金属と化学結合を形成しない。溶接時、ガスはノズルから流出し、アークと溶融池の周囲にシールドガスベルを形成する。このベルは周囲の空気から酸素、窒素、水蒸気を追い出す。アルゴンは空気より重く、溶融池のすぐ上に密に留まる。ヘリウムは軽く、より速く上昇するが、アークにより多くの熱を供給する。この保護がなければ、高温の金属表面は直ちに酸化し、有害ガスを吸収する。

金属学的関連性と溶接時のリスク

保護が欠如しているか、ガス流量が不適切な場合、溶融池は空気と反応する。酸素は酸化物とスラグを形成し、窒素は気孔と脆化を引き起こし、水素は低温割れまたは水素割れにつながる。特に高合金鋼、アルミニウム、チタンでは、空気との接触は即座に品質低下を招く。ガス流量が高すぎても、シールド層が乱れ、空気を吸い込む。その結果、気孔、酸化色、割れ、または強度不足が生じる。

現場実務と作業指示

ガス流量を正確に設定せよ：TIG溶接では8–12 l/min、アルミニウムのMIG溶接では12–18 l/min、ノズルサイズと風速に応じて。プリフロー時間1～2秒、ポストフロー時間5～10秒を使用し、溶融池が凝固するまで保護されるようにせよ。トーチを垂直に保ち、ノズル距離を一定にせよ（TIGでは5–10 mm）。ホースと接続部の漏れを点検せよ。強風下では風防なしで作業するな。アルミニウムとチタンには、純度少なくとも99.996 %のアルゴンを使用せよ。