ろう付けは、融点が450°C（842°F）以上で、接合される母材の融点より低い充填金属を使用する金属接合プロセスです。このプロセスでは、酸化を防ぎ、強力でクリーンな接合部を確保するために、制御された雰囲気が必要です。ろう付けに使用されるガスは、接合される材料と目的の結果によって異なります。一般的に使用されるガスには、水素、窒素、アルゴン、ヘリウム、およびこれらのガスの混合物があります。水素は金属酸化物の還元に特に効果的であり、アルゴンやヘリウムなどの不活性ガスは保護環境を提供します。ガスの選択は、高品質なろう付け接合部を達成するために非常に重要です。
主なポイントの説明：
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ろう付けにおけるガスの目的
- ガスは、酸化、スケール形成、炭素の堆積（すす）を防ぐ制御された雰囲気を作り出すためにろう付けで使用されます。
- 酸化は接合部を弱め、最終製品の品質を低下させる可能性があります。
- 適切なガスまたはガス混合物を使用することで、クリーンで明るい最終製品が得られます。
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一般的に使用されるガス
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水素 (H2):
- 金属酸化物の還元に活性剤として作用します。
- クリーンで酸化物のない表面を生成するために、ろう付けプロセスで一般的に使用されます。
- 他の不活性ガスと組み合わせて使用されることが多いです。
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窒素 (N2):
- 炉の雰囲気中の空気/酸素を置換し、酸化を防ぎます。
- 特に銅のろう付けに効果的です。
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アルゴン (Ar) およびヘリウム (He):
- 不活性ガスであり、保護雰囲気を提供し、母材との反応を防ぎます。
- 非反応性環境が不可欠な金属やセラミックスのろう付けに使用されます。
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ガスの混合物:
- 水素と窒素、または他の不活性ガスの混合物は、特定のろう付け要件に合わせて雰囲気を調整するためによく使用されます。
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水素 (H2):
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特殊な雰囲気
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解離アンモニア:
- アンモニアを解離させることによって生成される水素と窒素の混合物。
- 還元雰囲気を提供し、酸化防止に理想的です。
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発熱性ガスおよび吸熱性ガス:
- 天然ガスまたはプロパンを空気で燃焼させることによって生成されます。
- 制御された反応性雰囲気が必要な特定のろう付け用途で使用されます。
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真空:
- 場合によっては、酸化を完全に排除するために、ガス雰囲気の代わりに真空が使用されます。
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解離アンモニア:
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ガス選択に影響を与える要因
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材料の適合性:
- 使用される母材と充填金属の種類によって、適切なガスが決まります。たとえば、水素は鋼の酸化物還元に適していますが、窒素は銅に適しています。
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望ましい表面仕上げ:
- 明るくクリーンな仕上げには、水素や解離アンモニアなど、酸化物を効果的に還元するガスが必要です。
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プロセス要件:
- ろう付け温度、炉の設計、および接合部の構成がガスの選択に影響を与えます。
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材料の適合性:
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ろう付け雰囲気中の望ましくない成分
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酸素 (O2):
- 酸化を引き起こし、接合部を弱め、表面仕上げを劣化させます。
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水蒸気 (H2O):
- ろうの流れを阻害し、接合部の品質低下につながる可能性があります。ただし、特定の銅ろう付け用途では有益な場合があります。
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酸素 (O2):
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特定のガスの用途
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水素:
- ステンレス鋼、ニッケル合金、および酸化しやすい他の金属のろう付けに使用されます。
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窒素:
- 銅および銅合金のろう付けに最適です。
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アルゴンおよびヘリウム:
- チタンなどの反応性金属の高温ろう付けや、セラミックスと金属のろう付けに使用されます。
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水素:
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安全上の考慮事項
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水素:
- 引火性が高く、慎重な取り扱いと水素使用のために設計された機器が必要です。
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不活性ガス:
- 非反応性ですが、密閉空間で酸素を置換し、窒息の危険をもたらす可能性があります。
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水素:
要約すると、ろう付けに使用されるガスは、酸化を防ぎ、強力でクリーンな接合部を確保する制御された雰囲気を作り出す能力に基づいて選択されます。水素、窒素、アルゴン、ヘリウム、およびそれらの混合物は、最も一般的に使用されるガスであり、それぞれが材料とプロセス要件に応じて独自の利点を提供します。ガスの選択は、望ましいろう付け結果を達成するために重要であり、これらのガスを取り扱う際には常に安全上の考慮事項を考慮に入れる必要があります。
要約表：
| ガスタイプ | 主な特性 | 一般的な用途 |
|---|---|---|
| 水素 (H2) | 金属酸化物を還元し、クリーンな表面を確保 | ステンレス鋼、ニッケル合金 |
| 窒素 (N2) | 酸素を置換し、酸化を防ぐ | 銅および銅合金 |
| アルゴン (Ar) | 不活性、保護雰囲気を提供 | 反応性金属（例：チタン）、セラミックスと金属のろう付け |
| ヘリウム (He) | 不活性、高い熱伝導率 | 反応性金属の高温ろう付け |
| 混合物 | カスタマイズ可能な混合物（例：H2 + N2） | 特定のろう付け要件に合わせて調整 |
| 解離アンモニア | 水素＋窒素混合物、酸化を還元 | 様々な金属の酸化防止 |
| 真空 | 酸化を完全に排除 | 高精度ろう付け用途 |
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