チタン及びチタン合金溶接用棒及びワイヤ

チタン及びチタン合金溶接用棒及びワイヤ
溶接上の注意
チタン及びチタン合金
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チタンは、大気中の酸素、窒素、水素などのガスと極めて反応し易く、
また高温では種々の酸化物、油脂、水分、塵埃および金属（鉄等）そ
の他の化学物質と容易に反応してもろい化合物を作り、溶接部がぜい
化すると同時にブローホールを発生して耐食性を劣化させたり、継手
効率を低下させたりします。
これらの現象を防止するためには、溶接の際に溶接部を大気より完全
に遮断し、且つ前処理を充分に行なって不純物を完全に除去する必要
があります。
溶融溶接法として現在一般に実用化されている不活性ガスアーク溶接
（アルゴンガスアーク溶接）法について注意する点を主眼として述べます。
（a）開先の加工法と前処理
開先の加工は機械切削のみとします。薄板などでシヤー切断をし
た場合には、やすりがけ後、更にスクレーパ加工等により、加工
面を平滑に仕上げる必要があります。加工後、加工の際に附着し
た鉄粉、塵埃、油脂および手あか等を完全に除去するためアセト
ンで洗浄したのち、更に HF 5％＋ HNO3 35％溶液に数分浸漬し、
温水洗後、清浄な空気で乾燥します。
溶加棒も同様な加工と前処理を行ない、一度高温に加熱された部
分はペンチ等で切り除いて前述のような処理をして使用します。
注 1. 素材表面の開先部から約 25mm の母材表面は、アセトンで
洗浄する。
注 2. 開先を止むを得ずグラインダーまたはサンドペーパーなど
で加工する場合は、開先面を 更にやすりがけ後、スクレー
パ等でやすり目が残らないように滑らかな表面肌にする。
注 3. 溶接環境は湿気、風、ごみや汚染物などから遮断する。
（b）シールド用アルゴンガス
ボンベ入りの溶接用高純度アルゴンガスは、通常 99.99％以上の純
度ですが、圧力が 0.5MPa 以下になると 99.97％以下に純度が低下
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することがありますので、0.5MPa 以下ではチタン用として使用し
ない方が安全です。
（c）タングステン電極等
タングステン電極は 2％トリウム入りタングステンを使用するとエ
ミッション効果が優れ、アークのスタートも容易で且つ安定した
アークが得られます。また溶接の際、アークのスタートにはタン
グステンタッチを防ぐため、タッチスタートを絶対に避け、高周
波発生装置を使用してアークをスタートします。
ガスシールド治具例
5°
∼15°（フィラーロッドを使用しない場合）
＜30°
（フィラーロッドを用いる場合）
アルゴン
アルゴン入口
⒜
トーチ
タングステン電極
附属ガス・
シールド治具
（トレーラー）
約1mmφ孔
ピッチはアルゴン入口
側をあら目とする。
フィラーロッド
25∼50mm
20°
∼30°
チタン
当金
アーク長さ
<3mm
80∼200mm
（巾25∼50mm）
グラス、ステンレス綱
または銅ウール
銅あみ
チタン
⒝
アルゴン
当金
アルゴン
（バック・シールド）
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チタン及びチタン合金
（d）溶接始めと終りの操作
溶接の始めと終りには、タブを使用することをおすすめしますが、
使用しない場合は、始めは十分な溶け込みが得られるように溶融
池を若干時間スタートで保持し、終りはクレーターを残さないよ
うにアークを切断したのち十分冷却するまでアルゴンガスでシー
ルドするようにします。溶接部を十分に大気と遮断するためには、
ノズルからアルゴンを溶融部分に流すと共に、図に示すようなガ
スシールド治具を用いる必要があります。
チタンの TIG 溶接条件（DC 棒 ⊖ ）
開 先 寸 法
開 先 形 状
パス
数
ルート ルート 角度
間 隔
面
1）
電極径 溶接電流 溶加材
─
─
0.8
1
─
径
20∼30
0.8
6∼8
25∼35
─
8∼12
0.8
─
─
チタン及びチタン合金
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ノズル
0.8
─
0.8
カップ
（ℓ/min）
トーチ 補 助 裏 面 （mm）
0.5
1
ガ ス
（mmφ） （A） （mmφ）
r 度）
b
（mm）d（mm） （
0.5
2）
シールドガス流量
15∼18 20∼30
6.4
8∼12 16∼20 20∼30
8.0
1.6
11∼15 20∼25 20∼35
9.6
2.4
11∼15 25∼35 30∼40
9.6
2.4
12∼16 25∼35 30∼40
9.6
2.4
12∼16 25∼35 30∼40
9.6
0.8
30∼40
1.2
─
1
1.5
1
─
─
1.6
45∼60
2.4
50∼60
1.5
2
3.0
1.5
─
1
3
3
0∼2
90∼120
1.5
5.0
10.0
70∼100
100∼130
45∼90
2
─
5
表2
裏2
0∼2
1.5
3.2
110∼140
60∼90
3.2
120∼150
1）立向、横向（水平）の場合には溶接電流値を 15％程度低くし、かつ溶接速度も遅くする。
U 形、X 形及び H 形開先を用いる場合、パス数は変わるが、溶接条件は同様である。同
一板厚のパイプの溶接では溶接電流値を約 20％程度低くする。
2）シールドガスの流量はジグの形状、寸法によりそれぞれ異なる。
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