銅枝管ろう付け

    （図-1 銅枝管ろう付け）

1. 銅枝管とは何ですか？

銅製分岐管は、空調設備や冷蔵設備でよく見られる配管部品の一種です。システム内の領域や器具に流体を流す役割を果たします。これらのパイプは通常、導電性、熱特性、耐腐食性で知られる銅で作られています。

銅製分岐管の主な特徴は、システムのさまざまな部分に流体を分配できる入口と複数の出口の設計です。これらは、中央空調 VRV システム、冷凍パイプライン、さまざまな流体分配設備でよく使用されます。

銅製分岐管は、配管システムのニーズに合わせてサイズと構成が異なります。銅は、その性質、低温での熱伝導性、加工と接続の容易さから、これらのパイプに好まれています。これらの特性により、銅製分岐管は水道管、暖房システム、冷蔵設備などの用途に適しています。

2. 銅枝管ろう付けとは何ですか？

銅の分岐管のろう付けは、金属を溶かして接合部で銅管を接続する技術です。この方法は耐久性と堅牢性が高く、配管や HVAC システムに最適です。金属フィラーには通常、はんだ付けによるろう付けの 840°F (450°C) 設定よりも高い融点が必要です。

3. 銅管の場合、はんだ付けよりもろう付けが好まれるのはなぜですか? 違いは何ですか?

（図-2 銅管のろう付け）

銅管の場合、はんだ付けよりもろう付けが選ばれることが多いのは、いくつかの違いがあるからです。主な要因の 1 つは、はんだ付け接合部と比較したろう付け接合部の強度と耐久性です。ろう付けには、はんだ付けよりも融点が高い 840°F 以上のフィラー金属を使用します。この高い融点により、温度と圧力に耐えられる接合部が実現し、強度と信頼性が不可欠な用途に適しています。

ろう付けのプロセスでは、接合部の強度を高め、耐久性を高めるために、フィラー金属を溶かす温度が必要です。逆に、はんだ付けでは、フィラー金属が 840°F 未満の温度で溶けます。はんだ付けの融点が低いため、接合部が高圧および高温条件に耐える必要がある状況では、ろう付けほどの強度と耐久性が得られない可能性があります。

さらに、ろう付けは、配管、HVAC システム、自動車用途など、接合部が厳しい動作条件に直面する業界でも使用されています。ろう付け接合部はこれらの厳しい環境に耐えることができるため、シナリオによってははんだ付け接合部よりも好ましい選択肢となります。

接合部の完全性が極めて重要であるシナリオでは、銅管を接続する場合、その並外れた強度、耐久性、および極端な温度や圧力に対する耐性により、ろう付けが好まれる手法です。

4. 銅管のろう付けに必要な材料は何ですか?

銅管をろう付けする場合、銅管自体、接合部の洗浄と準備のための銀またはリンフラックスを含むろう付けフィラー金属、酸素アセチレントーチなどの熱源、手袋やゴーグルなどの安全装備が必要です。ワイヤーブラシやパイプカッターなどの適切な準備ツールも不可欠です。

銅管をろう付けする準備には、パイプの端と継手を洗浄して、酸化物、汚れ、グリースを除去することが含まれます。これは、ワイヤー ブラシまたはサンドペーパーを使用して行うことができます。洗浄した表面にフラックスを塗布すると、加熱中の酸化を防ぎ、接合部へのフィラー メタルの流れを確保するのに役立ちます。

フラックスは、ろう付けのプロセスを開始する前に銅管の表面に塗布することで役割を果たします。加熱中に酸化物を除去し、酸化を防ぐのに役立ちます。

充填金属が付着する表面を確保し、漏れのない接続を実現します。

5. 銅ろう付けにはどのようなフィラー金属が使用されますか?

銅ろう付けフィラー金属の一般的な選択肢には、銀、リン、銅を含む合金があります。銀ベースの合金は、流動性と頑丈な接合部のために好まれています。リン銅合金は、フラックスを必要とせずに銅管を接合するときにも使用されます。フラックスが必要かどうかは、表面に酸化層があるかどうか、および流動性を高めるためにフラックスが必要かどうかに関係しており、フラックス自体の材料とは関係ありません。

リン銅はんだの大量適用の利点は低コストですが、銀ベースのはんだと比較すると流動性が低く、より正確な温度制御が必要ですが、これは簡単に実現できます。

6. ろう付け工程ではどのように熱が加えられるのですか?

（図3 銅ろう付けの用途）

熱は、ろう付け用の高温を発生させる酸素アセチレントーチを使用して加えられます。接合部全体に熱を分散させて、接合部へのフィラー金属の均一な溶融と流れを確実にすることが重要です。パイプを損傷する可能性があるため、過熱は避けてください。

7. ろう付け中に守るべき安全対策は何ですか?

安全対策としては、火傷や火花から身を守るために、手袋、ゴーグル、袖付きの衣服などの装備を着用することが必要です。また、消火器を近くに置き、煙を吸い込まないように十分な換気を維持する必要があります。さらに、障害物のある環境で作業することは、事故を防ぐために非常に重要です。

8. フラックスを使用せずに銅管をろう付けすることは可能ですか?

銅管をろう付けする場合、リン銅ろう材はフラックスなしで接合できます。接合部とろう材の接着性を高めるためにフラックスを使用するのが通常です。特に、

フラックスが必要かどうかは、表面に酸化層があるかどうか、流動性を高めるためにフラックスが必要かどうかに関係しており、フラックス自体の材質とは関係ありません。

異なる金属を扱ったり、理想的な条件よりも少ない量で作業したりします。

9. 銅管のろう付け時によく発生する問題と安全上の注意事項は何ですか?

銅管のろう付け時によくある問題には、準備、不適切な加熱、過度の加熱、不適切なフラックス塗布などがあります。これらの問題により、接合部、漏れ、またはパイプの損傷が発生する可能性があります。技術と準備手順に従うことで、これらの問題を防ぐことができます。

銅管をろう付けする際には、安全を最優先に考えることが重要です。事故や怪我を避けるために、安全プロトコルに従うことが重要です。火傷、目の怪我、煙への曝露を防ぐために、耐熱手袋、安全メガネ、耐火エプロンなどの装備を着用することが不可欠です。

作業場の換気を良くすることで、ろう付けの煙の吸入を最小限に抑えることができます。緊急時に備えて消火器を近くに置いておくこともお勧めします。パイプやろう付け棒を扱うときは、トングやペンチなどの工具を使用して材料を慎重に扱うことで、火傷や事故のリスクをさらに軽減できます。

安全対策を優先し、推奨される安全プロトコルに従うことで、専門家はろう付け作業を実行するための作業環境を作り出すことができます。

10. ろう付け接合部の強度を確認するにはどうすればいいですか?

（図4 ろう付け接合部の強度）

ろう付け接合部の強度を決定するには、それぞれの利点と実用的な用途を持つさまざまな方法を使用できます。

損傷を伴う試験方法

1. 引張およびせん断試験。

これらの評価は、ジョイントが引っ張り力や滑り力に対してどの程度耐えられるかを測定します。通常、これらは製造部品ではなくテスト段階で実施されます。銀ろう付け合金の強度は通常 40,000 ～ 70,000 psi ですが、銅ベースの合金を使用したジョイントは銅の軟化強度でベース メタル自体の内部で破損することがよくあります。

2. 疲労試験。この方法では、ジョイントが長期間にわたる繰り返しの負荷にどの程度耐えられるかを調べます。これは、ストレスを受ける部品にとって非常に重要です。

3. 衝撃テスト。ジョイントが吸収できるエネルギーと、破損せずに負荷に耐える能力を評価します。

4. ねじり試験。スタッドやネジなどの製造部品のジョイントがねじり力にどのように対処するかを評価するのに特に役立ちます。

非損傷テスト

1. 目視検査。接合部にエアポケット、亀裂、不適切なサイズのフィレットなどの欠陥がないか検査します。

2. 超音波検査。この技術は、波を使用して構造内の欠陥を特定します。

ろう付け箇所のエコー強度を監視して品質を判断します。接合部が良好な場合は反射がわずかですが、隙間のある欠陥のある接合部の場合は反射がより顕著になります。

リークテストでは、圧力を加えたり、気泡テストを使用して漏れを検出したりすることで、ジョイントの完全性を確認します。

剥離試験は、あるコンポーネントを別のコンポーネントから分離する力をかけて重ね継ぎ目を評価し、結合の品質を明らかにします。

金属組織学的検査には、多孔性やフィラー金属の分布などの品質を評価するための分析が含まれます。

11. 環境内で銅管をろう付けすることは可能ですか?

ろう付けは、理想的には、フィラー金属の良好な接着が確保される環境で実施する必要があります。湿気があるとろう付けプロセスが妨げられ、接合部が生じる可能性があります。環境内でのろう付けが避けられない場合は、フィラー金属を塗布する前にパイプを乾燥させ、予熱してください。

12. ろう付けは銅管の特性にどのような影響を与えますか?

（図5 銅管へのろう付けの影響）

ろう付けにより、熱が加えられる接合部周辺の銅管の特性が変化する場合があります。ただし、正しく行えば、これらの変化は最小限に抑えられます。パイプの全体的な強度と耐久性は維持されます。ろう付け後の適切な冷却と取り扱いは、パイプの完全性を維持するために不可欠です。

分岐管の内部酸化を防ぐために、ろう付け時に窒素を導入する必要があります。冷媒が管内を通過する際に酸化物が存在すると、コンプレッサーに損傷を与え、非常に重大な品質問題を引き起こすためです。

13. ろう付けに銀ベースのフィラー金属を使用するとどのような利点がありますか?

銀ベースのフィラー金属は、優れた流動特性を備え、ジョイントを形成し、耐腐食性を提供します。用途が広く、金属の接合に使用できるため、複雑な配管や HVAC システムに最適です。銀ベースの合金は高価ですが、その優れた性能はコストに見合っています。

14. ろう付け装置のメンテナンスはどのようにすればよいですか?

ろう付け装置を良好な状態に保つには、トーチ、ホース、レギュレータの定期的な清掃と点検が必要です。トーチの先端にゴミが付着していないこと、ホースに損傷や漏れがないことを確認することが重要です。また、汚染を防ぎ、性能を維持するために、フィラー金属とフラックスを適切に保管することも重要です。

15. 銅管のろう付けははんだ付けに比べてどのような利点がありますか?

（図6 銅管ろう付けの利点）

銅管のろう付けははんだ付けよりも利点があり、さまざまな用途で好まれる方法です。主な利点は次のとおりです。

接合部: ろう付けははんだ付けに比べて高温になるため、接合部の耐久性が高くなり、高圧または高ストレス下のシステムに適しています。

耐熱性: ろう付け接合部ははんだ付け接合部よりも温度に耐えることができます。

HVAC システムのようにパイプが高温にさらされる状況では、ろう付けを使用するのが選択肢となります。

ろう付けは、はんだ付けでは実現できない強力な結合を作り出すため、異なる種類の金属を接合するのに特に効果的です。

ろう付けによって形成された堅牢な接合部は漏れが発生する可能性が低く、これは漏れ防止が不可欠な配管や HVAC システムでは極めて重要です。

ろう付け接合部はより耐久性があります。はんだ付け接合部よりもストレスに耐えられるため、振動や動きのある用途に最適です。

ろう付けでは、はんだ付けで使用されるものに比べて耐腐食性を備えたフィラー金属を使用することが多く、過酷な環境でも接合部の寿命が延びます。

ろう付けでは、温度によって不純物が焼き尽くされるため、はんだ付けに比べて残留物が少なく、よりきれいな接合部が実現されます。

ろう付け接合部の強度と耐久性により、接合部の故障が深刻な結果を招く可能性があるシステムにおいて、時間の経過とともに故障する可能性が低減し、信頼性が確保されます。

汎用性;

ろう付けは金属を接合し、高温と高圧に耐えることができるため、さまざまな用途に使用できます。

はんだ付けの代わりにろう付けを選択すると、より強力で長持ちし、漏れにくい接続が実現されるため、多くの配管や HVAC 作業で好ましい方法になります。

16. 銅管を空間内でろう付けできますか? 銅管のろう付け中に換気はどの程度重要ですか?

狭い場所で銅管をろう付けするには、いくつかの課題があります。技術とツールを使用すれば、うまく行うことができます。隙間や角などの場所で作業する場合、ろう付けプロセスを簡素化するために機器を使用することが重要です。トーチの先端を使用すると、部品を損傷することなく接合部を加熱するための熱制御が保証されます。さらに、角度の付いたろう付けロッドは、角度や角を通り抜けるのに役立ち、フィラー金属が接合部にスムーズに流れ込みます。制限に適応し、手の動きや戦略的なトーチの配置などの技術を使用することで、狭いスペースでのろう付けを正確かつ効率的に実行でき、高品質の基準を満たす接合部が得られます。