銅ろう付けとは何ですか？

長年にわたり、銅管と継手を接合する最も一般的な 2 つの方法は、はんだ付けとろう付けです。これらの実証済みの方法は多くの点で似ていますが、それらを際立たせる明確な違いもいくつかあります。

このホワイト ペーパーでは、2 つの結合プロセスの類似点を説明し、相違点を強調して、どちらの結合方法が最も望ましいかを判断するのに役立てます。

銅ろう付けとは ?

銅管を接合する最も一般的な方法は、はんだ付けまたはろう付けプロセスを使用して、管セクションが挿入され、溶加材によって固定されるソケットタイプ、銅、または銅合金継手を使用することです。このタイプのジョイントは、フィッティングのソケットがチューブの端に重なり、チューブとフィッティングの間に空間が形成されるため、キャピラリー ジョイントまたはラップ ジョイントとして知られています。

この空間は毛細管空間と呼ばれます。ジョイントを形成するために重なり合う継手とチューブの表面は、接合面として知られています。チューブとフィッティングは、キャピラリー スペースに溶けてこれらの表面に付着するフィラー メタルを使用してしっかりと接合されます。

フィラー メタルは、チューブまたは継手よりも低い溶融温度を持つ金属合金です。銅 (Cu) 合金 UNS C12200 の融点は 1,981°F/1082°C です。溶加材が華氏 840 度未満で溶ける場合、実行中のプロセスははんだ付けです。その温度を超えると、プロセスはろう付けになります。

銅ろう付けを使用する理由

銅ろう付けの使用は、より高い接合強度が必要な場合、または 350 度以上で動作するシステム用です。

一般的な用途は次のとおりです:

• 防火
• エアコンと冷蔵庫
• 燃料ガスの分配
• 給水

酸素含有銅と無酸素銅の両方をろう付けして、満足のいく特性を持つ接合部を作ることができます。焼きなまし銅ろう付け接合部の完全な強度は、重ね接合部で開発されます。

使用する炎は、わずかに浸炭する必要があります。すべての銀ろう付け合金は、適切なフラックスで使用できます。銅-リンまたは銅-リン-銀合金を使用すると、フラックスを使用した方が接合部の外観が良くなりますが、フラックスなしでろう付け接合を行うことができます。

銅のはんだ付け vs.ろう付け

ほとんどのはんだ付けは、350 ～ 600 度の温度で行われます。 1100度から1500度で接合部をろう付けするなど、銅ろう付けが行われます。

ろう付けは、隣接する金属よりも低い融点を持つフィラー材料を溶かして接合部に流し込むことによって、2 つ以上の金属アイテムを接合する金属接合プロセスです。

ろう付けとはんだ付けの違いは、その溶加材を溶かすのに必要な温度です。その温度は、American Welding Society (AWS) によって 842ºF/450ºC と定義されていますが、多くの場合、840ºF に丸められます。溶加材が華氏 840 度未満で溶ける場合、実行中のプロセスははんだ付けです。

ろう付け接合部は、冷凍、高圧エアライン、および最大の接合強度が必要とされる HVAC に使用され、はんだ付け接合部は、飲料水ラインや一部の加熱システムなどの低圧用途に使用されます。

銅をろう付けするためにフラックスが必要ですか?

銅をろう付けするには、はんだが自由に動き、トーチによって加熱されるように、フラックスが必要です。次に、ロッドを強制せずに所定の位置に押し込みます。これにより、熱浴が混同され、2 つの銅片の間に信頼性の低い接続が作成されます。

銅をろう付けする最も簡単な方法は、片面にフラックス ブラシを使用し、その上に溶融金属をブラシで塗ることです。これには水溶性ペーストも含まれます。

このプロセスが効率的に機能するには、2 つの金属片の表面をやすりで磨く必要があります。この技術は、家の中で有毒な煙がハンダ付けされることを望んでいないため、配管パイプの接合部が行われる方法です.

銅をろう付けする方法

ろう付けは、銅を加熱し、その上にコンスタンタン (熱伝導率が高く、電気抵抗率が低い金属の一種) の層を走らせることによって行われます。 2 つのピースを正しく並べると、250°C に加熱すると融合します。

フラックスは、小さな気泡がそこに入り込んですべてを台無しにしないようにします。これらは、加熱中に表面に泡立ち、加熱が始まる前にろう付け針で穴を開けることができます.

それらが加熱されたら、ろう付けはんだペーストを塗布します。これは、再び加熱すると溶けて接合が完了します。コンスタンタンが十分な熱伝導率を提供しない場合、または最初に熱を加える前に両方の部品がほぼ同じ温度であることを確認したい場合は、フラックスで覆われたろう付け棒を使用することもできます.

溶加材が溶けると、正確には何が起こりますか?

溶加材が溶けると、通常は明るいオレンジ色の塊が形成されます。これにより、ろう付けプロセスを続行するのに適切な温度に達したことがわかります。フラックスと水溶性ペーストを塗布し、ロッドと銅パイプを約 5 分間加熱してから、ロッドにはんだペーストを追加します。

建設でこれをどのように行うことができるか疑問に思っている場合は、通常、配管パイプがどのように接続されているかです.配管パイプには、一般的に使用される 2 つの方法があります。銅のろう付けと銅のはんだ付けです。

フラックスははんだが自由に流れるのを助け、ろう付けプロセスを成功させるには両面に塗布する必要があります。次に、ロッドを強制せずに所定の位置に押し込みます。これにより、熱浴が混同され、2 つの銅片の間に信頼性の低い接続が作成されます。

炎の種類

炎の種類は3種類。あなたが望まないのは、浸炭炎です。これが「浸炭炎」の外観です。3 色で簡単に区別でき、必要のないパイプの過度の炭化につながり、ジョイントを損なう可能性があります。

第二に、あなたも望まない酸化炎です。このタイプの炎は、名前が示すように、不要なワークピースを酸化させます。そして最後に中性炎。中性の炎は、浸炭も酸化もしないため、探しているものです。酸素とアセチレンが完全に混合されており、通常はこのような澄んだ青色です。

プロジェクトのツール/材料

ツールとフィラー材料の種類は、はんだ接合からろう付け接合までさまざまです。両方を一緒に見ていきましょう。

飲料水ラインをはんだ付けするときは、95/5 と呼ばれるこのタイプのはんだを使用します。このタイプのはんだはろう付けには使用できないため、フィラー材が必要になります。市場には多くの種類の充填材があり、作業の種類に応じて適切なものを選択する必要があります。

ご不明な点がございましたら、Harris 製品では、接合されるさまざまな種類の材料に使用するろう付け棒の種類に関する非常に明確なチャートを提供しています。このデモンストレーションでは、80% の銅、15% の銀、および 5% のリンを含む Stay-silv 15 を使用します。パイプにフラックスを塗布する必要がないため、リンを含むロッドを入手することをお勧めします。

銀はんだがはるかに高い温度で溶けるのを見ると、通常のはんだ接合よりも多くの熱が必要になります.

小さなプロパントーチで小さなパイプをろう付けすることは可能ですが、1インチ以上の大きなパイプはより多くの熱を必要とするため、銀はんだが通常のはんだよりも高い温度で溶融するのを見て、適切なトーチでオキシ/アセチレンシステムを使用することをお勧めします.オキシアセチレンは、約 1995*C または 3620*F で燃焼するプロパンと比較して、3500*C または 6330*F ではるかに熱く燃焼します。

そして最後に、トーチ。はんだ付けするとき、このようなトーチが使用され、必要なガスは 1 つだけです。さらに、プロパン トーチは、オキシ/アセチレン トーチほど熱を発しません。

私はハリス社のオキシ/アセチレン ポータ トーチ キットを使用しています。ハリス社はリンカーン電気会社で、このような軽量のろう付け作業に最適です。キャリー トートに入っています。2 つのタンクがあり、1 つは酸素用、もう 1 つはアセチレン用です。また、各ガス用に 2 つのレギュレーターと実際のトーチもあります。

キットに付属のトーチ チップにも注目してください。このように単純な空気/アセチレンのセットアップを使用することもできますが、かなり長くなり、オキシ/アセチレン キットのようにきれいなジョイントが得られません.ただし、狭いスペースで持ち運ぶには経済的で軽量なので、最適なものを使用してください。

他に検討したいことは、トーチの酸素側とアセチレン側にフラッシュバック アレスターがあることを確認することです。ほとんどの新しいトーチには、それらが組み込まれています。以前は、これらは別々で、ホース自体に取り付ける必要がありました。キットにこれらが装備されていることを確認してください。タンクに炎が入るのを防ぐことができますが、これは望ましくありません。

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