TIG溶接用タングステン電極の選び方と種類を徹底解説
- 山田工業株式会社
- 2025年7月25日
- 読了時間: 17分
TIG溶接で「なぜか仕上がりが安定しない」「タングステンがすぐボール状になる」「スパークが飛びにくい」と感じているなら、タングステン電極の選び方や管理方法を見直す価値があります。電極は目に見える不良だけでなく、アークのかかり方やビードの安定性、溶け込みのムラにも直結する要素です。
この記事では、TIG溶接の基本からタングステン電極の種類・選定基準・寿命の目安・保管方法までを整理し、日々の作業で迷わないための判断軸をまとめます。最後に、溶接の外注先として山田工業株式会社がどのようなニーズに応えられるかも紹介します。
1. TIG溶接とタングステン電極の基礎知識
1.1 TIG溶接とはなにか
TIG溶接は、タングステン電極と不活性ガスを用いるアーク溶接の一種で、「Tungsten Inert Gas」の頭文字を取った呼び方です。正式には、ガスタングステンアーク溶接（GTAW）とも呼ばれます。
ほかのアーク溶接と比べての特徴は、次のような点です。
電極側はタングステンで消耗しにくい
シールドガスとしてアルゴンなどの不活性ガスを用い、溶融池を大気から守る
溶加材を別途手で供給できるため、入熱やビード形状を細かく調整しやすい
このため、TIG溶接は「外観品質や精度が重視される薄板・ステンレス・アルミ溶接」に向いているとされます。ビードの見た目がきれいで、スパッタも少ないことから、装飾金物や食品機械、配管、圧力容器など幅広い分野で使われています。
一方で、溶接速度は被覆アーク溶接や半自動溶接に比べて遅く、作業者の技量も問われる溶接法です。「高品質だが手間がかかる溶接法」という位置付けになり、その品質を支えているのがタングステン電極とその管理だと言えます。
1.2 タングステン電極の役割
タングステン電極は、TIGトーチの先端に取り付ける細い棒状の電極で、タングステン（タングステン合金）でできています。タングステンは融点が非常に高く、アーク熱を受けても形状が大きく崩れにくいのが特徴です。
TIG溶接での役割は主に2つあります。
母材との間でアークを安定して発生させる
アーク熱を集中的に伝え、狙った位置に溶融池を形成する
タングステン電極自体は基本的に溶加材としては使われず、あくまで「アークを出すための電極」です。先端形状や材質によって、アークの集中度合いや始動性、電流許容量などが変わってきます。
ここで重要なのは、電極は「ただの棒」ではなく、材質・直径・先端研磨状態によって溶け込みやビード形状が大きく変わる消耗部品だということです。母材や電流条件に合わないタングステンを使っていると、アークがふらついたり、タングステンの溶け落ちが多くなったりし、結果として不良や手直しの原因になります。
2. TIG溶接で使用されるタングステン電極の種類
2.1 純タングステン電極
純タングステン電極は、合金元素を加えていないタングステン100％の電極です。直流よりも交流での使用に向いており、特にアルミやマグネシウムの交流TIG溶接で用いられてきました。交流溶接では極性が切り替わるため電極先端がボール状になりやすく、その状態でも比較的安定してアークを維持できます。
一方で、添加物入りの電極と比べると電流容量が小さめになりやすく、アークの集中度や始動性で劣ります。消耗もやや大きくなりがちです。そのため、最近は「純タングステン専用でなければならない」場面は減り、他の合金タングステンに置き換えられるケースが多い状況です。
ただし、特定の溶接電源や条件で純タングステンが推奨されている場合もあります。使用する機械の取扱説明書やメーカー推奨条件は、一度は確認しておくと安心です。
2.2 セリウム入りタングステン電極
セリウム入りタングステン電極は、タングステンにセリア（酸化セリウム）を少量添加したタイプで、比較的よく使われています。マーキング色としては、グレーやオレンジが用いられる場合が多いです。
主な特長は次の通りです。
アークスタート性が良く、低電流域でも安定しやすい
直流（DC）・交流（AC）のどちらでも使用できる
純タングステンに比べて電流許容量が大きく、消耗も少なめ
このため、薄板のステンレス溶接や、小径パイプ、微細部品など、低電流でのTIG溶接に向いている電極として選ばれることが多いです。始動性が良いため、HFスタートやリフトスタートとの相性も良好です。
また、トリウム入りのような放射性物質を含まないため、健康・環境面でのリスクを抑えたい場面で選ばれることもあります。ただし、メーカーごとに推奨電流範囲などが異なるため、仕様書を確認してから導入するほうが失敗を避けやすくなります。
2.3 トリウム入りタングステン電極
トリウム入りタングステン電極は、タングステンにトリア（酸化トリウム）を添加したタイプで、かつては直流TIG溶接で広く使われていました。赤色マーキング（2％トリア入りなど）が代表的です。
特徴としては、直流正極性（DCEN）でのアーク安定性が高く、電流許容量が大きく高電流域でも先端形状が保ちやすいことが挙げられます。アークが集中的で、深い溶け込みを得やすいため、炭素鋼やステンレス鋼の直流TIG溶接で高い評価を得てきた電極です。
一方で、トリウムは弱い放射性を持つため、研磨粉じんの吸入など健康面への配慮が必要とされます。近年ではセリウム入りやランタン入りといった放射性物質を含まない代替品を選ぶ動きも増えています。すでにトリウム入り電極を使用している場合は、研磨作業の集じんやマスク着用など、安全衛生面の対策を徹底しておくと安心です。
2.4 ランタニウム入りタングステン電極
ランタニウム入りタングステン電極は、タングステンにランタナ（酸化ランタン）を添加したタイプです。マーキングはブルーやゴールドなどが使われることがあります。
この電極の特徴は、用途の幅広さとバランスの良さにあります。直流・交流の両方に対応しやすく、低電流でも高電流でも扱いやすいため、1種類で多くの材料・条件に対応したい現場にも向きます。アークスタート性とアーク安定性のバランスが良く、特定条件だけでなく「平均点の高い電極」を求めるときに選びやすいタイプです。
そのため、「1種類で多くの材料・条件に対応したい」「トリウム入りから切り替えたい」という場合の候補になりやすい電極です。ステンレスやスチールの直流TIGをメインにしつつ、アルミの交流TIGも同じ電極で行いたいような現場で重宝します。
また、放射性物質を含まないため、健康・環境面の不安を抑えやすい点も選ばれる理由の一つです。あらゆる条件に万能ではないものの、汎用性を優先したいときに検討しやすいタイプと言えます。
2.5 ジルコニウム入りタングステン電極
ジルコニウム入りタングステン電極は、タングステンにジルコニア（酸化ジルコニウム）を添加したもので、主に交流TIG溶接で使われます。マーキングとしては白色などが用いられます。
主な特徴は次の通りです。
交流TIG溶接でのボール先端の形成が安定しやすい
電極の溶け落ち・タングステン混入が起こりにくい
アルミやマグネシウムなど、AC溶接向きの材質に適している
純タングステンに比べると電極の耐損傷性が高く、溶融池へのタングステン混入リスクを抑えられるため、アルミの交流溶接で安定した品質を得たい場面で選ばれやすい電極です。直流溶接にはあまり向いておらず、主にAC専用の位置付けになります。
現場でアルミ溶接の比率が高く、ビード外観や内部品質にこだわる場合には、有力な選択肢となります。
3. 用途に応じたTIGタングステン電極の選び方
3.1 金属材質に応じた選び方
まず、母材の材質によって直流溶接が向くか交流溶接が向くかが変わり、それに合わせて電極の候補も絞られてきます。
一般的な考え方は次のようになります。
炭素鋼・ステンレス鋼など：直流正極性（DCEN）が基本
アルミニウム・マグネシウムなど：交流（AC）が基本
この前提を踏まえて材質ごとの傾向を整理すると、炭素鋼・ステンレス鋼では直流正極性で行うことが多く、アーク集中性と始動性が重要です。トリウム入り、セリウム入り、ランタン入りなどの合金タングステンが候補になり、放射性を避けたい場合はセリウム入りやランタン入りがよく選ばれます。
アルミニウム・マグネシウムでは交流TIGが基本で、電極先端がボール状になりやすい条件です。純タングステン、ジルコニウム入り、ランタン入りなどが候補となり、品質や安定性を重視する場合にはジルコニウム入りを選ぶケースも見られます。
このように、「鋼材か、アルミか」でまず大きく電極の候補が変わると考えておくと整理しやすくなります。鋼材とアルミが混在する現場では、ランタン入りやセリウム入りなど、直流・交流どちらにも対応しやすいタイプを常備しておく方法も有効です。
同じ材質でも板厚や形状、要求される品質レベルによって最適解は変わります。迷う場合は、溶接電源メーカーや電極メーカーの資料、カタログに記載された推奨組み合わせを一度確認しておくと判断がしやすくなります。
3.2 電流条件に基づく選び方
同じ種類のタングステン電極でも、「直径」「先端形状」によって適した電流範囲やアーク特性が変わります。電流条件で考えるべきポイントは大きく2つです。
使用する電流値に対して、安全に使える直径かどうか
薄板なのか厚板なのかによって、アーク集中度やビード幅をどうしたいか
一般的に、電流値が高くなるほど太い直径の電極が必要になります。例えば、低電流（数A〜数十A）の微細溶接では直径1.0mmや1.6mmなどの細径を選びます。中電流（数十A〜100A台）では1.6mm〜2.4mm程度が使われることが多く、高電流（200A以上）になると2.4mm〜3.2mm以上の太径が候補に上がってきます。
このように、電流と電極径はセットで検討するのが前提です。細い電極に対して過大な電流を流すと、先端が溶け崩れやすく、タングステン混入やアーク不安定の原因になります。
また、薄板の隅肉やルート溶接などで「ビード幅を狭く抑えたい」「ピンポイントで熱を入れたい」場面では、先端を鋭角に研いだ細径電極のほうが扱いやすいことが多いです。逆に、厚板にしっかりと溶け込みを取りたいときは、ある程度太さのある電極で電流をしっかり流せる構成が必要になります。
電流条件を決める際にチェックしておきたいポイントとしては、次のようなものがあります。
カタログに記載された「直径別の許容電流範囲」
溶接姿勢（下向き・横向き・上向きなど）による実効電流の違い
パルスTIGか、通常の直流・交流かといった電源モードの違い
溶接電源や電極メーカーのカタログには、「この直径で使える電流範囲」の目安が掲載されています。初めて条件を決めるときはその範囲内からスタートし、実際のビード状態を見ながら微調整していくと、過大・過小電流によるトラブルを避けやすくなります。
4. TIGタングステン電極を選ぶ際の注意点
4.1 電極の寿命と交換時期
タングステン電極は融点が高く溶けにくいものの、使用を続けると徐々に先端形状が崩れ、内部に不純物が入り込み、性能が落ちていきます。理想的には「問題が出る前」に研磨や交換を行いたいところですが、実務では見た目やアークの様子から判断することが多くなります。
寿命に影響する要因としては、使用電流と電極径のバランス、溶接時間・アークオン時間の長さ、母材や溶加材との接触頻度、シールドガスの流量やノズル径、交流・直流の別などが挙げられます。一概に「何時間で交換」とは言えませんが、次のような状態が見えたら交換や研磨を検討するのが目安です。
先端が黒ずんでいる、または光沢のない濁った色になっている
先端が大きく丸まり、狙ったアーク集中が得られない
母材や溶加材に頻繁に接触し、先端が欠けたり不均一になっている
アークスタートが悪くなった、立ち上がりでふらつくことが増えた
これらの兆候が見られたまま使い続けると、タングステンの溶け落ちやアーク不安定が溶接欠陥につながり、結果として手直しや再溶接のコストが増えてしまいます。こまめな先端研磨と、状態に応じた早めの交換を前提にしておくほうが、トータルの生産性は高まりやすくなります。
特に、トリウム入りなど一部の電極では、研磨の回数を減らすために過度に使い続けると、安全面でのリスクも増します。性能と安全の両面から、一定のルールを決めて運用することが重要です。
4.2 使用環境と安全性
タングステン電極の選定・取り扱いでは、安全衛生面にも配慮する必要があります。特に意識しておきたいのは次のポイントです。
トリウム入り電極の放射性 微弱とはいえ放射性物質を含むため、粉じん吸入や皮膚付着を避ける配慮が必要です。研磨作業では集じん設備や防じんマスクの使用が望ましく、保管・廃棄時も社内の安全衛生基準に従うことが大切です。
研磨粉じん全般への配慮 セリウム入り、ランタン入りなど放射性を含まないタイプでも、粉じん自体は吸入しないほうがよいものです。ベルトサンダーや砥石で研磨する際は、風向きや排気、保護具の着用を考慮し、作業者の健康負担を抑えます。
シールドガスや溶接ヒューム 電極そのもの以外にも、アルゴンガスによる酸欠リスクや溶接ヒュームの吸入などへの対策が必要です。局所排気装置や換気装置を適切に使い、密閉空間での長時間作業を避けるといった基本も欠かせません。
電極選びだけに意識が行きがちですが、特にトリウム入りから他の電極へ切り替える場合には、「安全性の向上」という観点が大きな動機になることも少なくありません。新たに電極を導入する際には、性能だけでなく取り扱い上の注意点も合わせて確認しておくと、現場全体で扱いやすくなります。
5. TIGタングステン電極の管理と保管方法
5.1 正しい保管方法
タングステン電極は金属棒なので、一見すると「置いておくだけ」で問題なさそうに感じられます。しかし、実際には次のような点に注意して保管することが望まれます。
湿気や水分を避ける
油分・汚れの付着を防ぐ
種類・直径ごとに分けて保管する
湿気の多い環境では酸化や汚染のリスクが高まり、工具箱の底にそのまま放り込んでおくと、先端が曲がったり別種類と混在したりしがちです。専用のケースや筒状容器を用意し、「セリウム入り1.6mm」「ランタン入り2.4mm」といったラベルを明記しておくと、取り違い防止にもつながります。
また、手汗や油が付着したまま使用すると、アークスタート時の不安定やガス切れのような症状が出ることがあります。必要な本数だけを取り出し、残りは元のパッケージやケースに戻す習慣を付けておくと、状態を良好に保ちやすくなります。
このように、「湿気・汚れ・混在」を避けるシンプルな工夫だけでも、アークの安定性と作業効率を保ちやすくなると考えておくとよいでしょう。
5.2 電極を長持ちさせるための管理方法
タングステン電極を無理に節約するよりも、適切に管理して結果的に長持ちさせる方が、コストと品質のバランスは取りやすくなります。日々の管理で意識したいポイントとして、次の3点は押さえておきたいところです。
条件に合った直径・種類を使う 細すぎる電極で高電流を流すと、先端が一気に崩れて寿命が縮みます。用途に合わない種類を使うと、溶け落ちやすくなり研磨回数も増えがちです。
適切なシールドガス流量を保つ ガス流量が少なすぎるとタングステンが酸化しやすく、先端の劣化が早まります。逆に流しすぎると乱流を起こし、アークが不安定になることもあるため、ノズル径とトーチ角度に見合った流量設定が必要です。
先端研磨の方向と仕上げを整える ベルトサンダーや砥石で研ぐ際は、電極の長手方向に沿って研ぐことでアークが安定しやすくなります。砥石に強く押し付けすぎると過度な発熱や割れの原因になるため、軽く当てて均一に仕上げる意識が重要です。
さらに、溶融池にタングステンが落ちた場合や先端が欠けた場合は、そのまま使い続けないことも大切です。不具合が出始めた電極を無理に使っても、結局は手直しの手間が増えるだけになりやすいため、「少し怪しい」と感じた段階で再研磨や交換を行ったほうが、結果的には生産性が上がるケースが多くなります。
管理方法を統一し、「この条件ではこの電極が長持ちしやすい」といった現場なりの経験値を作業者同士で共有していくことで、タングステンのロスを減らしつつ安定した溶接品質を維持しやすくなります。
6. 山田工業株式会社の溶接サービスで悩みを解決
6.1 専門技術で高品質な溶接を提供
山田工業株式会社は、製缶溶接と板金加工を中心に、アルミ・ステンレス・スチールといったさまざまな金属の溶接に対応しています。薄板から大物まで幅広いサイズの溶接を行っている点が特徴で、建築・機械部品・装飾品など用途も多岐にわたります。
TIG溶接に関しても、製缶構造物や装飾金物など外観と寸法精度が求められる製品や、ステンレスやアルミなど溶接条件の見極めが難しい材料、板厚の異なる部材同士の溶接や狭い箇所での仕上げが必要な案件などに対応してきた実績があります。溶接条件の選定から完成品の品質管理まで、一貫して対応できる体制を整えているため、試作段階から量産品まで質の揃った仕上がりを期待しやすくなります。
タングステン電極に関しても、材質・板厚・形状に応じた選定や先端形状の工夫など、実務に根ざしたノウハウを活かした加工が可能です。自社で試行錯誤を続けるよりも、必要な部分だけを外注することで、安定した品質を早く確保したいという場合には、こうした溶接専門企業の活用が有効です。
6.2 迅速な対応と柔軟な加工対応
山田工業株式会社では、3次元レーザーによる鋼材カットや、ファイバーレーザー加工機、ベンダー、ロールベンダーなどの設備を備え、「切断から曲げ・溶接・仕上げ」までを一貫して行える体制があります。このような設備構成により、単純な部品溶接だけでなく、形状の複雑な製品にも対応しやすくなっています。
対応できるニーズとしては、例えば次のようなものがあります。
図面から完成品まで短納期で対応したい
試作から量産までスムーズに移行したい
建築金物や装飾金物で、現場寸法に合わせた製作と取付を依頼したい
若手中心の少数精鋭体制のため、設計変更や仕様追加など、案件途中での条件変更にも柔軟に対応しやすいのも特徴です。加工内容の追加や数量の増減が発生しがちな案件でも、状況に応じた提案を受けながら進めることができます。
「タングステン電極や条件の選定に悩むより、必要な形状・品質で溶接済み部品を支給してほしい」といったニーズに対しても、溶接と周辺加工を組み合わせた形で応えていくことが可能です。
6.3 初めての方でも安心のサポート体制
金属加工や溶接の外注が初めての企業や担当者にとっては、「どこまで任せられるのか」「どのように相談すればよいのか」が分かりづらいこともあります。山田工業株式会社では、そのような方でも検討しやすいよう、次のような点を重視しています。
少量ロットからの相談に対応し、試作ベースでも話を進めやすい体制
仕様や図面が固まり切っていない段階でも、実現可能性や加工方法の目安を一緒に検討
24時間の問い合わせ体制や、LINEを活用したやり取りで、時間や場所に縛られにくいコミュニケーション
このように、「TIG溶接やタングステン電極の細かな条件まで自社で決め切れていない段階」でも相談しやすい点が、山田工業株式会社の特徴です。溶接そのものの品質だけでなく、打ち合わせや段取りのしやすさも含めて、金属加工全体の負荷軽減につなげることを目指しています。
7. 最適なタングステン選びで作業を効率化しよう
TIG溶接で安定した品質と効率を両立させるには、タングステン電極の種類・直径・管理方法を「なんとなく」ではなく、一定の基準に基づいて選ぶことが重要です。
押さえておきたいポイントをあらためて整理すると、次のようになります。
TIG溶接は、高品質なビードと精度を得るための溶接法であり、そのカギを握るのがタングステン電極
純タングステン、セリウム入り、トリウム入り、ランタニウム入り、ジルコニウム入りなど、それぞれに得意分野がある
材質（鋼材かアルミか）と電流条件（低電流か高電流か）を軸に、種類と直径を組み合わせて選ぶ
電極は消耗品であり、先端状態やアークの様子を見ながら、研磨や交換のタイミングを見極める
保管・管理方法を整えることで、同じ電極でも寿命と安定性を伸ばしやすくなる
こうしたポイントを押さえておけば、「タングステンの選び方」で迷う時間が減り、溶接そのものの段取りや品質管理にリソースを割きやすくなります。自社内で最適な条件を追い込みつつ、必要に応じて金属加工の専門企業も活用することで、TIG溶接の生産性と品質をより高いレベルで両立させていくことができます。
金属加工のプロ集団が迅速・高品質な製品を提供
山田工業株式会社では、豊富な経験と先端設備を駆使し、高品質な製缶溶接や板金加工を短納期で提供しています。あらゆるニーズに応えるための柔軟なサポート体制も整っています。
コメント