ろう付けは金属接合プロセスであり、高品質の結果を保証するために制御された雰囲気を必要とする。ろう付けに使用されるガスは、酸化を防止し、スケーリングを低減し、適切なろう付けフローを確保する上で重要な役割を果たします。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、解離アンモニアなどがある。これらのガスは、接合される材料や、きれいで明るい仕上がり、カーボンの蓄積防止などの望ましい結果に基づいて選択される。さらに、ろう付けプロセスの特定の要件に応じて、真空環境やこれらのガスのブレンドを使用することもできる。
重要ポイントの説明
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水素 (H2)
- 水素は金属酸化物を還元する活性剤で、ろう付け時の酸化防止に役立つ。
- 特に、ろう付け製品の仕上がりをきれいで明るくするのに有効である。
- 水素は、保護雰囲気を作るために他の不活性ガスと組み合わせて使用されることが多い。
- ステンレス鋼や銅合金など、酸化しやすいろう材に適している。
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窒素 (N2)
- 窒素は炉内雰囲気の酸素を置換し、酸化を防ぐ不活性環境を作り出すために使用される。
- 金属と反応せず、安定した雰囲気を維持するため、銅のろう付けには特に効果的である。
- 窒素は、ろう付けプロセスを最適化するため、水素や他の不活性ガスと混合されることが多い。
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アルゴン (Ar) およびヘリウム (He)
- アルゴンとヘリウムは、金属やセラミックのろう付けに理想的な非反応性雰囲気を提供する不活性ガスです。
- これらのガスは、ろう付け中の化学反応を防止するため、完全に不活性な環境が要求される場合に使用される。
- 酸化を最小限に抑えなければならない高温ろう付け用途に特に有用である。
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解離アンモニア
- 解離アンモニア（水素と窒素の混合物）は、酸化やスケーリングの抑制によく使用されます。
- 還元性雰囲気を提供し、きれいで明るい仕上がりになる。
- このガスは、制御された反応性雰囲気を必要とするステンレス鋼やその他の合金のろう付けによく使用される。
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発熱および吸熱ガス
- 特定のろう付け用途に使用される特殊な混合ガスである。
- 発熱性ガスは、天然ガスを空気と一緒に燃焼させることで生成され、その還元特性のために使用される。
- 吸熱性ガスは、天然ガスを触媒の存在下で空気とともに加熱することにより発生し、酸化や脱炭を防止するために使用される。
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真空ろう付け
- 酸化や汚染を排除するため、ガスの代わりに真空環境を使用する場合もある。
- 真空ろう付けは、反応性の高い材料や極めてクリーンな雰囲気を必要とする材料に最適である。
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酸素 (O2) および水蒸気 (H2O)
- 酸素および水蒸気は酸化を促進し、ろう付けの流れを阻害するため、ろう付け雰囲気では一般的に望ましくない。
- しかし、銅のろう付けのような特定の用途では、制御された量の水蒸気は有益である。
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ガスのブレンド
- 多くのろう付けプロセスでは、所望の雰囲気を得るためにガスのブレンドを使用する。
- 一般的な混合ガスには、水素-窒素混合ガスや水素-アルゴン混合ガスがあり、還元性と不活性性のバランスをとることができる。
適切なガスまたは混合ガスを注意深く選択することで、メーカーは最適なろう付け条件を確保し、欠陥を最小限に抑えた強靭で高品質な接合部を実現することができる。ガスの選択は、接合される材料、ろう付けプロセス特有の要件、およびきれいな仕上げや酸化防止などの望ましい結果によって決まる。
まとめ表
| ガス | 主要特性 | 用途 |
|---|---|---|
| 水素 (H2) | 金属酸化物を減らし、酸化を防ぎ、きれいな仕上がりにする。 | ステンレス、銅合金 |
| 窒素 (N2) | 酸素を置換し、不活性雰囲気を形成。 | 銅、水素と窒素の混合 |
| アルゴン | 不活性、非反応性、酸化を最小限に抑える | 高温ろう付け、金属、セラミック |
| ヘリウム | 不活性、非反応性、酸化を最小限に抑える | 高温ろう付け、金属、セラミック |
| 解離アンモニア | 水素と窒素の混合物。 | ステンレス鋼、反応性合金 |
| 発熱性ガス | 還元性、酸化防止 | 特殊ろう付け用途 |
| 吸熱ガス | 酸化および脱炭を防止 | 特殊ろう付け用途 |
| 真空ろう付け | 酸化と汚染を排除し、反応性材料に最適 | 反応性の高い材料、クリーンな雰囲気の要求 |
| ガスブレンド | 特定のニーズに合わせたカスタム混合ガス（水素-窒素、水素-アルゴンなど | ろう付けプロセスのカスタマイズ |
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