TIG溶接 配管｜仕組み・裏波・全姿勢施工と選ばれる理由

TIG溶接の仕組みと特徴

TIG溶接（Tungsten Inert Gas溶接）はタングステン電極と不活性ガスを用いた溶接方法です。溶接時にアルゴンガスやヘリウムガスといった不活性ガスを溶接部に吹き付けて空気中の酸素や窒素を遮断し溶接部の酸化を防ぎながら溶接を進めます。タングステンは金属の中でも最高の融点を持ち（約3,422℃）溶接中にも溶けずに安定したアーク（電弧）を維持できるため精密な溶接作業に適しています。

溶接時には溶接棒（フィラーワイヤー）を手で送りながらアークの熱で母材と溶接棒を溶かし合わせて接合します。この手作業送りは溶接士の技量に大きく左右される要因であると同時に細やかな制御を可能にする利点でもあります。TIG溶接は薄板から厚板まで幅広い板厚に対応でき、次のような多種多様な金属の溶接が可能です。

• ステンレス
• アルミニウム
• チタン
• 銅合金
• ニッケル合金

溶接電流を細かく制御できるパルス溶接機能を使えば入熱を抑えながら安定した溶接が行え薄肉配管溶接にも適しています。

他の溶接方法との違い

溶接方法にはTIG溶接のほかにMIG溶接（MAG溶接）、被覆アーク溶接、半自動溶接などがあり各々に得意分野があります。それぞれの特徴は次のとおりです。

溶け込みの深さや幅を細かくコントロールできるため高い品質と気密性が求められる配管溶接には最適な工法といえます。一方シールドガスが風に流されやすいため屋外施工にはガス流量調整や防風対策が必要です。また溶接速度が他より遅いため大量溶接を短時間で行う用途には不向きです。

配管溶接でTIG溶接が選ばれる理由

配管工事においてTIG溶接が広く採用されている理由は配管特有の要求を満たすのに最も適した溶接方法だからです。主な理由は次の3点です。

1. 配管の内面にスパッタが入りにくい点。MIG溶接などではスパッタが配管内部に飛散して付着し流体の流れを阻害したり腐食の起点になったりしますが、TIG溶接ではスパッタがほとんど発生しないため内面を清浄に保てます。
2. 全姿勢溶接が可能な点。配管は水平だけでなく垂直や天井方向（上向き）にも施工する必要があり溶接士はさまざまな姿勢で作業を行います。TIG溶接は溶融池（溶けた金属のプール）のコントロール性が良いためどの姿勢でも安定した品質を確保できます。
3. 裏波溶接ができる点。配管の突合せ溶接では管の内側にも溶接ビードが均一に形成される「裏波溶接」が求められることがあり、TIG溶接はこの裏波溶接に最適です。食品工場やクリーンルームでは配管内面の平滑さが衛生管理上重要であり裏波の品質は欠かせません。

このようにTIG溶接は配管工事に求められる「内面品質」「全姿勢対応」「気密性」のすべてを高いレベルで満たせる溶接方法なのです。

TIG溶接の品質管理と検査

プラントや工場の配管溶接ではさまざまな検査で溶接部の品質を確認します。

• 目視検査は最も基本的な検査で、溶接ビードの外観（均一性、アンダーカット、オーバーラップなどの欠陥有無）を確認します。
• 放射線透過試験（RT検査）はX線やγ線を溶接部に照射してフィルムに透過像を撮影し内部の欠陥（ブローホール、割れ、溶込み不良など）を検出します。
• 超音波探傷試験（UT検査）は超音波で溶接内部の欠陥を検出する方法で、RT検査と並んで高い信頼性を持ちます。
• 耐圧試験は高圧配管で溶接完了後に配管全体に水圧または気圧をかけて漏洩がないことを確認するもので必須です。

これらの検査は溶接作業の品質を客観的に保証するもので人命に関わるプラント配管では省略できません。TIG溶接はこうした厳格な検査基準をクリアしやすい溶接方法であることも配管溶接で選ばれる理由です。検査で不合格となった溶接部は補修溶接を行い再度検査に合格するまで次工程に進めないという厳しい管理が行われています。近年は記録のデジタル化も進みデータ保管と追跡がより効率的になっています。なお実際に溶接を担う技術者がどのような溶接資格を持っているかも施工品質を見極めるうえで参考になるポイントです。

森工業の溶接技術

森工業では豊富な経験を持つ熟練の溶接技術者がTIG溶接をはじめとする各種溶接に対応しています。JIS溶接技能者の有資格者が在籍しており、ステンレス管や炭素鋼管など各種材質の配管溶接を高い品質で施工いたします。プラント・工場の定修工事やスポットの配管溶接工事にも柔軟に対応しておりますので配管溶接に関するご相談はお気軽にお問い合わせください。