TIG溶接 — 溶接プロセス

TIGは不活性ガスを意味する — そして、他のすべての溶接法が比較される基準となる溶接法だ。では、が溶けないとワークの間で燃える。不活性ガス — 通常は — がと電極を大気から守る。

決定的なポイント：電極は溶けない。と入熱を、として手で溶融池に送り込む溶加材とは完全に独立してコントロールできる。これが他のどの溶接法にもないコントロール性をもたらす — だからTIGはルート層、薄板、高品質ビードのための王道だ。

極性と接続：どこに何をつなぐ？

TIGには鉄則がある：アースはプラス極、トーチはマイナス極（直流、電極マイナス = DC−）。最近のインバータは対称的なソケットを持っている — どちらも同じに見えるのは、元々被覆アーク用に設計されているからだ。本体のTIG記号が摩耗している場合は、ガス接続部を見ればいい：それは常にマイナス極のすぐ隣にある。

さらに：アースクランプはできるだけ開先の近くに！溶接電流は電磁場を発生させる。アースを何メートルも離してしまうと、電流は巨大な回り道を強いられる — その結果が磁気吹き（アークブロー）：が踊り、途切れ、横に飛び散る。

電極径と電流値

経験則：タングステン電極の径（mm）× 100 がおおよその最大電流値。 つまり1.6 mm電極は約160 Aまで、2.4 mm電極は約240 Aまで耐える。細すぎると電極が球状に溶け落ち、ビードにタングステン巻き込みを残す。高電流では小さな標準トーチでは足りない — より大きなトーチか水冷トーチケーブルが必要だ。さもないとトーチが手の中で焼け落ちる。

タングステン電極：色がドーピングを教える

電極には酸化物がドープされており、始動性を改善し、耐電流性を高める。電極先端の色が種類を示す（ISO 6848による）：

• 赤（2 % トリウム）とオレンジ（4 % トリウム）： 優れた寿命、非常に安定した、高い耐電流性 — かつてはDCの標準だった。しかし：トリウムは放射性で有毒。 研削粉を吸ってはいけない。放射線と廃棄の問題から、これらは退潮にある。

• グレー（2 % セリウム）： 現代のオールラウンダー — 非放射性、低電流でも良好な始動性、ACとDCの両方に。トリウムの古典的な代替品。

• 青（2 % ランタン）と金（1.5 % ランタン）： 非放射性、非常に良好な始動性と高い耐性 — これも通常のトリウム代替品。

• 白（ジルコニウム）： アルミのAC用 — 非常に安定した球状の電極先端。

• 緑（純）： アルミのAC用の古典だが、耐電流性は低い。

覚えておけ：ほとんどの現場では、グレー（セリウム）と青（ランタン）が赤とオレンジのトリウム電極をとっくに置き換えている — 同じ性能で放射性なし。まだトリウムを研削している人は、必ず集塵か呼吸保護が必要だ。

電極の突出し：ガスシールドの盾

電極がガスノズルからどれだけ突き出るかがガスシールドを決める。経験則：突出しはガスノズルの内径とほぼ同じ — 標準的な用途では5〜8 mm。突き出しすぎると電極が気流の中に入り、シールドガスベルが破れ、電極がすぐに酸素を吸う — 多孔質で酸化した使えないビードが結果だ。

裏当ての罠

銅とアルミは電気を非常によく通す — しかし熱も同じだ。これらの材料の裏当ては溶接熱とを瞬時に部材から奪う：溶込み不良、ひずみ、割れ。ニッケル板か編組ニッケルマットの方が良い — 電気は通すが熱伝導は悪いので、プロセス熱が部材に残る。

電流の種類が材料を決める

• 直流、電極マイナス（DC−）： 鋼とステンレス用。熱の大部分がワークに入り、溶込みは深く狭い。

• 交流（AC）： アルミとマグネシウム用。プラス半波が粘り強いを破壊し（「陰極クリーニング」）、マイナス半波が溶込みを与える。

用途はきれいで気密が必要なあらゆる場所：ステンレス配管、アルミ構造物、航空機のチタン、薄板、そして高品質な接合の。

最新の機械：周波数、特性、パルス

電流の種類は半分の真実にすぎない。最新のインバータは、同じを全く別のツールに変える多数の調整つまみを提供する。それを知っている者は機械から2倍を引き出し — 無視する者はF1マシンを2速で走らせる。

AC周波数：を絞る

では、電流は毎秒何度もプラスとマイナスの間で切り替わる。古典的な50 Hzが標準だ。最新の機械では周波数を上げられる — 100、200、しばしば数百Hzまで。何が起きる？は細く硬くなり、絞られる。溶込みは深く狭くなり、は狭い開先でも踊らずにきれいに軌道を保つ。アルミでは：広い溶融池が減り、ビード横の熱が減り、焼け色が減る — の陰極クリーニングは完全に保ちながら。

特性：矩形、正弦、三角？

一部の機械では、各半波で電流がどう流れるか — 波形 — も指定できる。

• 矩形（+/−）： 電流は即座に最大値に跳ね上がり、そこに留まり、反対側に切り替わる時だけ再び最大値に跳ねる。アグレッシブ、硬い溶込み、を破る最大の力。厚いアルミ用。

• 正弦（古典的）： 電流はゆっくり上がりゆっくり下がる — プラス半波でもマイナス半波でも。穏やか、静かな、薄板と繊細な部材に最適。

• 三角（+/−）： 速い立ち上がり、速い立ち下がり — 両半波で。矩形と正弦の中間。

高性能機はこれらの特性を組み合わせることさえできる — こうして交流溶接を各用途にピンポイントで設定できる。

直流：リニアかパルスか？

には2つの基本モードがある。リニアは一定電流で燃える。は2つの値の間で振動する：材料を溶かす高いパルス電流と、溶融池を冷やしつつを生かし続ける低いベース電流。

周波数 — 毎秒何回パルスするか — は多くの機械で1 Hzから2,500 Hz以上まで設定可能。1〜2 Hzでは機械はミシンのように動く：一滴、休止、一滴。ビードが鱗一つ一つできていくのが見える。2,500〜3,000 Hzまで上げると、超甲高いピー音と連続的に安定しただけが残る — 低入熱できれいで滑らかなビード。

TTP：単発ショット

一部の機械はTTP（単発ショット）も提供する。がどれだけ燃えるかを設定する — すると自動で切れる。短くピンポイントなショット、部材への熱はほとんどない。仮付け、薄板、そしてを大きくする隙を与えたくないあらゆる場所に最適。機械によっては単発ショットをタッチ始動と組み合わせられる — 電極を点を打ちたい正確な場所でタッチする。最大の精度。

アップとダウン：フットペダルなしで溶接

誰もがフットペダルを持っているわけではない。トーチのハンドスイッチでアップ時間とダウン時間を設定できる。スイッチを押すと、電流はゆっくりまたは速く設定最大値まで上がる — は穏やかに始まり、細い電極先端が保護される。離すと、電流は実際の停止まで制御されて下がる。は急に消えず、終端クレーターを埋める — ビード端の割れ始まりがない。