ろう付けのルールとは？丈夫で長持ちする継手の原理をマスターしよう

ろう付けは、溶加材を使用して、母材を溶かさずに 2 つの異なる材料を接合する多用途の接合プロセスです。このプロセスには、溶加材を融点まで加熱し、毛細管現象によって接合部に流し込み、その後冷却して強力で耐久性のある接合を形成することが含まれます。ろう付けの重要な要素には、適切な充填材の選択、酸化を防ぐための制御された雰囲気の維持、および適切な接合設計の確保が含まれます。炉ろう付けは、制御された条件下で複数の接合部を同時に作成できる一般的な方法です。ろう付けのルールと原則を理解することで、さまざまな産業用途で高品質で信頼性の高い接合が保証されます。

重要なポイントの説明:

ろう付けの定義とプロセス:
- ろう付けは、融点が 450°C を超え、接合される母材の融点より低い金属フィラーを使用する金属接合プロセスです。
- 溶加材は溶けるまで加熱され、毛細管現象によって接合部に流れ込み、冷却すると強力な接合が形成されます。
- ろう付けは溶接とは異なり母材を溶かさないため、異種金属や熱的性質の異なる材料の接合に適しています。
ろう付けの種類:
- 炉ろう付け: アセンブリ全体は、溶加材が溶けて接合部に流入する温度まで炉内で加熱されます。均一な加熱が可能であり、大量生産に最適な方法です。
- トーチろう付け: ハンドヘルドトーチを使用して、ジョイントとフィラーメタルを加熱します。この方法はより柔軟で、小規模な作業や修理作業に適しています。
- 高周波ろう付け ：電磁誘導を利用して継手とフィラーメタルを加熱します。高速かつ正確であり、大量生産によく使用されます。
- 浸漬ろう付け: アセンブリは溶融塩または金属浴に浸漬され、ろう付けに必要な温度に達します。
雰囲気コントロールの重要性:
- ろう付けには、酸化を防止し、きれいで強力な接合を確保するために、制御された雰囲気が必要です。
- 雰囲気には酸化剤、酸素、湿気があってはならない。一般的な条件には次のようなものがあります。
  - 中性ガス (純粋な窒素など)。
  - 酸素含有量 < 100 ppm。
  - 湿度 < -40°C 露点。
- 適切な雰囲気制御により汚染が防止され、溶加材が接合部にスムーズに流れ込みます。
充填材の選択:
- ろう付けに使用されるフィラーメタルには、ニッケル、銀、銅、その他の金属の合金が含まれます。
- 充填材の選択は、接合する母材、必要な接合強度、使用環境によって異なります。
- 一般的な溶加材には次のようなものがあります。
  - 高強度接合用の銀ベースの合金。
  - 高温用途向けの銅ベースの合金。
  - 耐食性のためのニッケルベースの合金。
ジョイントの設計と準備:
- 適切な接合設計は、ろう付けを成功させるために非常に重要です。接合部は、毛細管現象によって溶加材が隙間に引き込まれるように設計する必要があります。
- 一般的なジョイントの種類には、ラップジョイント、バットジョイント、T ジョイントなどがあります。
- 適切な接着を確保するには、表面は清潔で、オイル、グリース、酸化物などの汚染物質が含まれていない必要があります。
ろう付けの利点:
- ろう付けでは、金属やセラミックなどの異なる材料を接合できます。
- 歪みを最小限に抑えた、強力で漏れのない接合を実現します。
- このプロセスは、複雑な組み立てや大量生産に適しています。
- 多くの場合、ろう付け接合部は優れた耐食性と熱伝導性を備えています。
ろう付けの用途:
- ろう付けは、航空宇宙、自動車、HVAC、エレクトロニクスなどの業界で広く使用されています。
- 一般的な用途には、熱交換器、電気部品、構造アセンブリの接合が含まれます。

これらの規則と原則に従うことにより、ろう付けにより、さまざまな産業用途の要求を満たす高品質で信頼性の高い接合部を製造できます。最適な結果を得るには、適切な材料の選択、雰囲気制御、および接合部の設計が不可欠です。

概要表:

重要な側面	詳細
フィラーメタル	融点 >450°C、基材を下回る。ニッケル、銀、銅の合金。
雰囲気制御	中性ガス (窒素など)、O2 <100 ppm、湿度 < -40°C 露点。
ジョイントデザイン	ラップ、バット、または T ジョイント。清潔で汚染物質のない表面で毛細管の流れを実現します。
ろう付けの種類	炉、トーチ、誘導、浸漬ろう付けなど、さまざまな用途に対応します。
利点	異種材料を接合し、漏れがなく、歪みが最小限に抑えられ、耐食性があります。
アプリケーション	航空宇宙、自動車、HVAC、電子機器、熱交換器など。