ろう付け(ブレージング):原理、方法、溶接・はんだ付けとの違い
ろう付けとは
ろう付け(Brazing)は、母材を溶かさず、母材より低融点のろう材(フィラーメタル、融点450℃以上)を毛管現象で接合隙間に流し込み、濡れ・凝固させて接合する液相接合法です。溶接(母材溶融)とは異なり、母材組織・寸法変化が最小限。はんだ付け(融点450℃未満)より高温・高強度接合が可能です。
ろう付けの基本手順
- 母材表面の油脂・酸化膜除去(ワイヤーブラシ、脱脂洗浄)
- 接合部合わせ(オーバーラップ継手推奨、隙間0.05〜0.15mm最適)
- フラックス塗布(酸化防止、濡れ促進)
- 接合部全体を均一に加熱し、ろう材融点以上まで温度上昇
- ろう材を接合部に接触させ、毛管現象で隙間へ流入・充填
- 徐冷後、フラックス残渣除去(温水ブラシ等)
重要:ろう材は母材熱で溶かす(トーチ炎で直接溶かさない)。
ろう材の選定(母材別代表例)
- 銅・黄銅・青銅:リン銅ろう(BCuP系、フラックスレス可)
- 鋼・ステンレス・ニッケル合金・銅合金・鋳鉄・超硬:銀ろう(BAg系、高強度・高信頼性)
- 鋳鉄・メッキ鋼・ニッケル・可鍛鋳鉄:青銅ろう(RBCuZn系)
- アルミニウム:アルミニウムろう(Al-Si系、専用フラックス必要)
加熱方式による分類
局所加熱方式
- トーチろう付け: 酸素燃料炎(アセチレン、水素、プロパン)使用。自動化容易、設備安価、フラックス後洗浄必要
- 高周波誘導ろう付け: 誘導コイルでワーク発熱。清浄、高速、温度・位置精密制御、自動化最適
- 抵抗ろう付け: ワークを回路に含め通電発熱。高導電材・シンプル形状に適する
全体加熱方式
- 炉内ろう付け: 保護雰囲気(不活性ガス、真空、水素、窒素)でフラックスレス可能。温度プロファイル精密制御、多点同時ろう付け、量産向け
- ディップろう付け: 溶融ろう槽または溶融フラックス槽にワーク浸漬。複雑形状・内部接合・アルミ熱交換器等に適用
ろう付け vs 溶接 vs はんだ付け
| 項目 | ろう付け | 溶接 | はんだ付け |
|---|---|---|---|
| 母材溶融 | なし | あり | なし |
| 接合温度 | 450℃〜母材固相線 | 母材液相線〜 | < 450℃ |
| 接合強度 | 高(母材近接可) | 最高(母材同等) | 低〜中 |
| 熱影響 | 小 | 大 | 極小 |
| 異種金属 | 得意 | 困難 | 得意 |
| 主熱源 | トーチ、炉、高周波、抵抗 | アーク、レーザー、電子ビーム | はんだごて、リフロー |
メリット
- 低温加工で母材変質・歪み最小
- 異種金属・セラミックス接合可能
- 複雑形状・内部接合・多点同時接合可能(炉・ディップ法)
- 気密・水密接合容易
- ろう材・フラックス種類少で多材質対応可能、在庫管理容易
- 仮接合・分解再接合も可能(一部ろう材)
デメリット
- 接合強度は溶接より劣る(高荷重構造部には不向き)
- 隙間精度管理が必須(広すぎ/狭すぎで毛管現象不全)
- フラックス残渣除去必須(腐食・絶縁不良原因)
- 高温用途ではろう材軟化・強度低下リスク
- 大型構造物の全体加熱には大型炉必要
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