溶接ろう付けに使用される材料とは？強力で耐久性のあるジョイントのための主要部品

溶接とろう付けは、製造と修理で使用される 2 つの一般的な接合プロセスです。溶接は母材を溶かして融着させるのに対し、ろう付けは母材よりも融点の低い溶加材を使用することで、母材を溶かさずに強固な接合を実現します。溶接とろう付けに使用される材料は、用途、接合される金属の種類、および接合部の望ましい特性に応じて異なります。以下では、両方のプロセスで使用される主な材料について説明します。

重要なポイントの説明:

溶接・ろう付けにおける母材:
- 卑金属: 鋼、アルミニウム、銅、チタンなど、接合される主な材料は、溶接またはろう付けプロセスの種類と使用する充填材を決定する上で重要な役割を果たします。たとえば、鋼はアーク溶接を使用して溶接されるのが一般的ですが、アルミニウムは TIG 溶接などの特殊な技術を必要とすることがよくあります。
- 表面処理: 溶接やろう付けを成功させるには、母材の適切な洗浄と準備が不可欠です。油、錆、酸化物などの汚染物質により接合部が弱くなる可能性があります。
溶接における溶加材:
- 溶接電極: SMAW (シールドメタルアーク溶接) や GMAW (ガスメタルアーク溶接) などのアーク溶接プロセスで使用される消耗品のロッドまたはワイヤです。軟鋼、ステンレス鋼、アルミニウムなどの母材と互換性のある材料で作られています。
- フラックス入りワイヤ: これらのワイヤには、溶接中に保護ガスシールドを生成し、酸化を軽減し、溶接品質を向上させるフラックスコアが含まれています。
- タングステン電極: TIG (タングステン不活性ガス) 溶接で使用されるこれらの非消耗電極はタングステンまたはタングステン合金で作られており、母材と溶接条件に基づいて選択されます。
ろう付けにおけるろう材:
- ろう付け合金: 母材よりも融点が低いフィラー材です。一般的なろう付け合金には次のものがあります。
  - 銀系合金: 配管や HVAC システムなどの用途の高強度ジョイントに使用されます。
  - 銅系合金: 銅管の接合や電気用途によく使用されます。
  - アルミニウム基合金: アルミニウム部品のろう付けに適しています。
  - ニッケル基合金: 航空宇宙や発電などの高温用途に使用されます。
- ろう付け時のフラックス: フラックスは、母材の金属表面を洗浄し、ろう付け時の酸化を防ぐために使用される化合物です。一般的なフラックスには、アルミニウムろう付け用のホウ砂ベースの化合物およびフッ化物ベースのフラックスが含まれます。
シールドガス:
- 不活性ガス: アルゴンとヘリウムは、溶融金属を大気汚染から保護するために溶接やろう付けによく使用されます。これらのガスは、TIG 溶接や MIG 溶接などのプロセスに不可欠です。
- 活性ガス: 一部の溶接プロセスでは、アークを安定させ、溶接の溶け込みを向上させるために、アルゴンと二酸化炭素または酸素の混合物が使用されます。
消耗品と付属品:
- フラックスコーティングされたロッド: ろう付けに使用され、1 つのコンポーネントでフィラー材料とフラックスの両方を提供します。
- バッキングテープとリング: これらはパイプ溶接で溶接池をサポートし、きれいで強力な接合を保証するために使用されます。
- 研磨剤と清掃用具: ワイヤーブラシ、砥石車、化学洗浄剤は、母材を準備し、溶接後またはろう付け後の残留物を除去するために不可欠です。
特定の用途向けの特殊な材料:
- 高温合金: インコネルやハステロイなどの材料は、極端な温度や腐食への耐性が必要な用途の溶接やろう付けに使用されます。
- 異種金属接合: 特殊なフィラー材料と技術を使用して、鋼とアルミニウム、または銅とステンレス鋼などの異種金属を接合します。

溶接やろう付けに使用される材料を理解することで、メーカーや修理の専門家は、特定の用途に合わせた強力で耐久性のある接合を実現するための適切な技術と消耗品を選択できます。

概要表:

カテゴリ	材料
卑金属	スチール、アルミニウム、銅、チタン
溶接充填剤	溶接電極、フラックス入りワイヤ、タングステン電極
ろう材	銀系、銅系、アルミニウム系、ニッケル系合金
シールドガス	アルゴン、ヘリウム、アルゴンと二酸化炭素の混合物
特殊合金	インコネル、ハステロイによる高温耐性と耐食性
付属品	フラックスコーティングロッド、バッキングテープ、研磨剤、清掃用具