ステンレス鋼管溶接時のバックシールドガスについて

バックシールドなしで溶接できるTIG棒が神戸製鋼からでています。TGXというシリーズでTIG棒の中にフラックスが入っており、SUS溶接時の裏波酸化防止ができます。ただし、裏波をスラグが被包しているため、スラグ除去の手間は発生します。

現場や内作【プレハブ配管】で、ほぼ毎日ＳＵＳ溶接しております。

・バックシールドを施工しない場合の問題点は皆さんのご回答と同じ意見です。他の例として、流体が食品関係（サニタリーライン）や、半導体関連のような高純度供給が目的の場合には、酸化した部分の平滑性が無い為ハナサキ状態の部位に、流体内の不純物が付着（蓄積）して、時間をかけて流体内に溶出（コンタミネーション）するケースも考えられます。
・シールガスとしては、アルゴンガスがもっとも有効だと考えられますが、私の場合は場合により窒素ガスも使用します。窒素ガスはご存知のように比較的安価で、現場作業（配管施工後）完了時での気密試験などにも利用できるので、持ち込む場合があります。
◆ただ、大きく分けての注意点が２点ほどあります。
バックシールドは微圧管理（感覚）が必要ですが、片方が閉塞状態になった場合や、これに近い状態では溶接中に間違いなく、溶接点の溶融池から窒素ガスが噴出します。アルゴンの場合では溶接ガスと同じなので手直しは比較的しやすいのですが、窒素ガスが噴出した場合は手直しが効かないくらいのダメージを受けてしまいます。私は過去これで溶接やり直しやパイプを前後削除した現場もあり、完全に２度手間をかけたことがあります。
◆バックシールド施工をしなければならない程度にもよると思います。
配管自体（流体含む）が過酷な条件・・高温・高圧・低温などの条件や、純度。または、内圧管理が難しいケースではアルゴンガスが最善策ではないでしょうか？　逆に、こげ色や仕上げ処理などの見栄えに重点を置く場合や、特に仕様指定が無いときは安価な窒素でも良いと思います。
もし、あなたが外注先にシールド要求をするならば、施工トラブルや時間単価も視野にいれるとアルゴンでも充分対価償却できると考えますがいかがでしょうか。

・バックシールしないことで裏面が酸化した場合溶接の品質上どのような不具合があるのでしょうか。
　※「花咲き」という状態になり強度が低下するだけてはなく成分自体が炭化してしまいます。
正式にはバックシールドといいます。
またただガスを当てればいいわけではなく常時適正な圧力を維持するように管理する必要があります。
専用の器具があります。

・シール材としては主にアルゴン、窒素が使用されると思いますが両者の使い分け方はどのようなものなのでしょうか
　※私もアルゴンしか使用したことがないのでよくわかりませんが不活性ガスなら問題はないはずです。
なお溶接ガスにヘリウムガスを使用すると溶け込みが深くなります。

・構造的にバックシールが困難な構造物の溶接はどのようにするのでしょうか
　※治具を作製するのが好ましいのですが溶接している裏側にガスを当てながら溶接する方法もあります。

バックシール無しでSUS304鋼管を溶接すると間違いなく裏面は酸化します。裏面にイボのような物が出たり、ススのような物が出たりします。イボのような物は管内流体の抵抗となります。また、酸化した所から錆びます。品質上では表面が接されているだけで溶接とはいいませんし、高圧をかけるのはたいへん危険です。開先加工・バックシールを行い適正溶接を行うと裏波がきれいに出ますので試してみては。
シールドガスはアルゴンでしかやった事がないのでわかりません。
構造的に困難でも治具を作るなり、ガスを流しっぱなしにするなり、シールドしなければなりませんよ。

素人なのですが・・・。

ステンレス鋼管（SUS304 φ150）を使った上水道配水管の施工に携わったことがあります。施工場所は橋の下で、足場を組んで行いました。

アルゴンガスを使用してバックシール用の詰め物を数十メートル引っ張ってしました。総延長は320ｍ、途中バルブ、伸縮継ぎ手（溶接止め）などがありましたが失敗するととんでもないことになる施工でした。

役所の仕事で当然、全溶接箇所のレントゲン検査があったのですが、
80数カ所、もちろんすべてパスしたのですが眠れないほど心配でした。

どのような施工なのかわからないのですが、レントゲン検査まで行う、距離が長く一カ所の失敗でやり直しがきかないほどの損害を受ける・・・。
などなどあるのでしたらコストを考えるよりも施工品質のみに重点を置くべきであると思います。

ちなみに、TIG溶接の職人さんの日当は40000円くらい、一日10カ所くらいしかできませんでした。