プラズマ

プラズマとは

プラズマ溶接は、アーク溶接の一種です。電極と母材との間に発生させるアークという放電現象を利用した溶接方法のひとつ。同じ方法であるTIG溶接と同様にタングステン棒を電極に使用する非消耗電極式です。電極を包むノズルとプラズマガスによってアークが広がらないよう絞られていることにTIG溶接との違いがあります。

プラズマの仕組み

電極と母材の間でアーク放電を起こします。水冷ノズル内にプラズマガスを流して電極と母材間でアークを極限まで狭窄し、エネルギー密度の高いアーク熱源をする方法です。水冷ノズルの小孔から放出される高温のプラズマガスの流量を多くすることで、母材溶融プールを押し分け、母材を貫通します。この状態でトーチを移動して溶融金属をトーチ後方に回り込ませて溶融プールを形成。凝固しながら溶接ビードを連続的に形成していきます。

プラズマの種類

溶接には、「融接」「圧接」「ろう接」がありますが、そのうち融接であるアーク溶接の一種がプラズマ溶接です。アーク溶接にはTIG溶接もあります。

プラズマのメリット

歪みが少ない

ノズルからプラズマジェットを噴出することでアーク電流の導電体としてアークを絞ることができるのがプラズマ溶接の特徴です。絞られたアークはエネルギー密度が高く母材を貫通できます。溶接速度が早く、溶け込みが深いため、歪みが少ない溶接が可能です。

仕上がりがキレイ

スパッタが発生しません。アーク指向性が良く、アークが蛇行しないため、キレイな仕上がりになります。電極消耗が少ないため、長時間の溶接が可能です。

プラズマのデメリット

コストが高い

溶接装置がTIG溶接機と比べて高価です。ガスの使用量も多いのが特徴。ただし、TIG溶接と比較してランニングコストは安価です。

操作の難易度が高い

作業の難易度が高く、プラズマ溶接装置の操作を実行するためには専門的なトレーニングと人員が必要です。また大きな騒音が発生することもデメリットといえるでしょう。