ろう付けにおける気孔率の原因は？より強固な接合部のための主な要因と解決策

ろう付けにおける気孔は、接合部を著しく弱め、その完全性を損なう一般的な欠陥である。ろう付け接合部内にガスや空気が閉じ込められ、空隙や気泡が形成されることで発生する。気孔の原因は多面的であり、不適切な表面処理、不十分な洗浄、ろう材の流動不良、不適切な加熱速度、不十分な滞留時間または温度などの要因に起因する。これらの原因を理解することは、ろう付けプロセスを最適化し、高品質で耐久性のある接合部を確保するために不可欠である。

キーポイントの説明

不適切な表面処理:
- 強固なろう付け接合を実現するには、表面処理が重要である。接合する表面が平らでなく、滑らかでなく、汚染物質がない場合、毛細管現象や充填材の流れが妨げられる可能性がある。これは、不完全な濡れやボイドの形成につながります。
- 表面の酸化膜、オイル、グリース、その他の残留物は、適切な接合を妨げ、ガスを閉じ込め、気孔の原因となる。
- ソリューション :ろう付けの前に、酸化被膜や汚染物質の除去を含む徹底的な洗浄と表面処理を行うこと。
不十分なクリーニング:
- 洗浄効果は、素材、大気条件、取り扱いによって異なる。素材が適切に洗浄されなかったり、洗浄後に汚染物質にさらされたりすると、気孔が生じることがある。
- ソリューション :ろう付けの直前に材料を洗浄し、再汚染を防ぐために取り扱いを最小限にする。
充填材の流れが悪い:
- 強力な接合を形成するためには、充填材が接合部に均一かつ完全に流れ込まなければならない。充填材が表面を適切に濡らさなかったり、接合部に隙間があったりすると、ガスが閉じ込められ、空隙が生じる可能性がある。
- ソリューション :温度、滞留時間、加熱速度などのろう付けパラメータを最適化し、ろう材が適切に流れるようにする。
不適切な加熱速度:
- 加熱が速すぎたり不均一だったりすると、局所的な過熱や加熱不足を引き起こし、充填材の不完全な溶融やガスの閉じ込めにつながる。
- ソリューション :均一な温度分布と充填材の適切な溶融を確保するために加熱速度を制御する。
不十分な滞留時間または温度:
- 完全なろう付けを達成するためには、滞留温度と滞留時間が重要である。温度が低すぎたり、滞留時間が短すぎたりすると、ろう材が完全に溶融または流動せず、ボイドが発生することがある。
- ソリューション :使用する特定の材料とフィラー合金の推奨ドエル温度と時間のガイドラインに従ってください。
真空度と雰囲気:
- 真空ろう付けでは、接合部からガスを除去するのに十分な真空度が必要である。真空度が低すぎると、残留ガスが気孔の原因となる。
- ソリューション :真空レベルが、使用する材料およびろう付けプロセスに対して適切であることを確認する。
素材固有の要因:
- 母材とフィラー合金のタイプは、気孔率に影響を与える。例えば、アルミニウム合金は酸化物が形成されやすく、適切に除去されないとガスを閉じ込める可能性がある。
- ソリューション :適合する材料を選択し、特定の合金に適した洗浄およびろう付け技術を使用する。
ジョイントの設計と形状:
- 接合される部品の形状や大きさは、充填材の流れやガスの巻き込みに影響する。複雑な形状や狭い隙間は、気孔のリスクを高める可能性があります。
- ソリューション :充填材の流れに十分なクリアランスとアクセス性を持たせて接合部を設計する。
冷却率:
- 急冷は接合部内にガスを閉じ込め、徐冷はガスを逃がす。不適切な冷却速度は、気孔の原因となる。
- ソリューション :接合部の強度を損なうことなく、ガスが抜けるように冷却速度を制御する。

これらの要因に対処し、ろう付けプロセスを最適化することで、気孔率を最小限に抑え、より強く信頼性の高い接合部を実現することができる。

総括表：

多孔性の原因	ソリューション
不適切な表面処理	表面を徹底的に洗浄し、酸化物や汚染物質を除去する。
不十分なクリーニング	ろう付けの直前に材料を洗浄し、取り扱いを最小限にする。
充填材の流れが悪い	ろう付けパラメータ（温度、滞留時間、加熱速度）を最適化する。
不適切な加熱速度	均一な温度分布のために加熱速度を制御する。
不十分な滞留時間／温度	推奨される滞留温度と時間のガイドラインに従ってください。
真空度と雰囲気	材料とプロセスに適した真空レベルを確保する。
素材固有の要因	適合する材料を選択し、適切な洗浄／ろう付け技術を使用する。
ジョイントの設計と形状	充填材の流れに十分なクリアランスとアクセス性を持たせた継手を設計する。
冷却率	接合部を弱めることなく、ガスが抜けるように冷却速度をコントロールする。