ろう付け接合プロセス:知っておくべきすべてのこと
ろう付けは、接合時に母材を溶かさないという点で、溶接などの他の接合プロセスとは異なる接合プロセスです。ろう付けははんだ付けの一種ですが、より高い温度で接合します。また、非常に密着した部品が必要です。金属フィラーは、毛細管現象によってぴったりとはめ込まれた部分に流れ込みます。
今日は、ろう付け接合プロセスについて詳しく見ていきます。 IT の基本、種類、動作原理、フラックス フィラーの材料、種類、長所と短所など。
ろう付けの種類
ろう付け作業を行うために利用できる加熱方法は多数あります。加熱方法を選択する上で最も重要な要素は、接合部全体に効率的な熱伝達を実現し、使用する個々の母材の熱容量内でそれを行うことです。必要な生産速度と量と同様に、ろう付け接合部の形状も考慮すべき重要な要素です。ろう付け方法を分類する最も簡単な方法は、加熱方法でグループ化することです。最も一般的なもののいくつかを以下に示します:
- トーチろう付け
- 炉ろう付け
- 誘導ろう付け
- 浸漬ロウ付け
- 抵抗ろう付け
- 赤外線ろう付け
- ブランケットろう付け
- 電子ビームおよびレーザーろう付け
- ろう付け溶接
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動作原理
ろう付けで高品質の接合を得るには、部品がぴったりとはめ込まれ、母材金属が清浄で酸化物がないことが必要です。毛細管現象と接合強度を向上させるために、ワークピース間のギャップには 0.03 ～ 0.08 mm のクリアランスが必要です。操作によっては、このようなクリアランスの関節を持つことは想定されていませんが。
ろう付け作業における表面の洗浄は、汚染が不十分な湿潤 (流れ) につながる可能性があるため、非常に重要です。ろう付けでは、部品の洗浄は、化学洗浄と研磨または機械洗浄の 2 つの方法で行われます。機械的洗浄の場合、同じ形状の滑らかな表面よりも、粗い表面の方が濡れるため、適切な表面粗さを維持します。
ろう付け接合部の品質に関する温度と時間について説明すると、一般に、ろう付け温度は溶加材の融点より高くする必要があります。ろう付け合金の温度が上昇すると、合金化および湿潤作用も増加します。
状況によっては、さまざまなフィラー金属の使用を許可するため、冶金効果を制御するため、または表面汚染を十分に除去するためなど、いくつかの要因に対応するために、より高い温度を暗示する必要があります。通常、最適な温度は次のとおりです。
- ろう付け温度をできるだけ低くする
- アセンブリへの熱の影響を最小限に抑える
- フィラー メタルとベース メタルの相互作用を最小限に抑える
- 使用する器具や治具の寿命を最大限に延ばす
ろう付け接合部への時間の影響は、主にこれらの影響が存在する程度に影響します。ただし、選択された製造プロセスは、ろう付け時間と関連するコストを最小限に抑えることが期待されています。ただし、一部の非生産設定では、時間とコストは他のジョイント属性 (強度、外観など) に次ぐものです。
不活性または還元雰囲気環境（真空炉など）内でろう付け作業を行うには、加熱段階で酸化物が形成されるのを防ぐために、ホウ砂として知られるフラックスを使用する必要があります。このフラックスは、ろう付け面に残った汚れもきれいにします。
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ろう付けフラックス
ろう付け用フラックスは、フラックス ペースト、液体、粉末、またはフラックスと溶加材粉末を組み合わせた既製のろう付けペーストなど、さまざまな形態で入手できます。最も一般的なフラックスは、フラックスまたはフラックス コアでコーティングされた細線およびロッドとして入手できます。
このフラックスは、加熱面に塗布すると接合部に流れ込み、接合部の溶加材を溶かします。残ったフラックスは腐食につながる可能性があるため、サイクルが完了したら余分なフラックスを除去する必要があります。また、接合部の検査が妨げられ、それ以上の表面仕上げ作業が妨げられます。
フラックスは一般に、特定の母材への影響に基づいて選択されます。選択したフラックスは、使用する母材および溶加材と化学的に適合する必要があります。活性の低いフラックスは、短いろう付け作業よりも長いろう付けサイクルで使用する必要があります
ろう材材料
ろう付けの溶加材としては、その用途や用途に応じてさまざまな種類の合金が使用されます。ろう付けに使用される合金は、目的の特性を得るために 3 つ以上の金属で構成されています。
所望の特性を得るために、特定のプロジェクト用に特定の溶加材が選択されます。これらには、必要な使用条件への耐性、母材金属の湿潤、および母材金属よりも低い温度での溶融が含まれる場合があります。
ろう付け合金は、通常、リボン、ロッド、粉末、クリーム、ワイヤ、およびプリフォームとして入手できます。アプリケーションは、フィラー材料が目的の場所に事前に配置されているか、加熱プロセス中に適用されているかを決定します。
手作業によるろう付けでは、棒状またはワイヤー状の溶加材が使用されます。ろう付けを行う際には、フィラー材料の種類が異なるため、複数の選択肢があります。運用に応じて選択します。以下に、ろう付けに使用されるフィラー材料の種類を示します。
- アルミニウム-シリコン
- 銅
- コッパーシルバー
- 銅-亜鉛 (真鍮)
- 銅錫 (ブロンズ)
- 金銀
- ニッケル合金
- シルバー
- ニッケル、シリコン、銅、ホウ素、リンなどを使用したアモルファスろう付け箔
ろう付け接合の長所と短所
以下は、ろう付けの利点と制限です。
メリット
- この接合工程では母材は溶けません
- きれいなジョイントはプロデュースです
- 公差をより厳密に制御できます
- 異種金属と非金属をろう付けできます
- 溶接より熱変形が少ない
- ろう付けは、溶接のように二次仕上げを必要としません
- 接合プロセスは、保護目的でコーティングまたはクラッドできます
- ろう付けは大量生産に容易に適応できます。
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制限事項
- ろう付けに使用される溶加材は柔らかい
- 溶接に比べて接合強度が低い
- 接合部は母材よりも弱い
- ろう付け接合部には母材の高度な清浄度が必要です
- 接合部の色は母材の色とは異なる場合が多い
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