ろう付けは、充填材を使用して 2 つ以上の金属片を接合する接合プロセスです。配管および HVAC 業界では、銅管と継手を接合するためによく使用されます。ろう付けは信頼性が高く耐久性のある銅接合方法で、いくつかの簡単なツールとテクニックで実行できます。
銅のろう付けで最も重要なステップの 1 つは、接合部を準備することです。接合部は清潔で、ろう付け材の適切な接着を妨げる可能性のある汚れ、グリース、その他の汚染物質が付着していない必要があります。2 つの銅片は、隙間や空間がないようにしっかりとはめ合わされている必要があります。接合部の準備ができたら、ろう付け材を塗布できます。
銅の接合に使用できるろう付け材料には、銀ろう、真鍮、銅リン合金など、いくつかの種類があります。各材料にはそれぞれ長所と短所があり、材料の選択は特定の用途によって異なります。適切なツールとテクニックがあれば、誰でも銅のろう付け方法を習得し、今後何年も持続する強力で信頼性の高い接合部を作成できます。
安全上のご注意
銅のろう付けには高温と危険なガスが使用されるため、怪我や危険物質への曝露を避けるために安全対策を講じることが重要です。以下に、覚えておくべき安全上のヒントをいくつか示します。
- 煙やガスを吸い込まないように、換気の良い場所で作業してください。換気扇や排気フードを使用して、作業場からすべての煙やガスを排出し、必要に応じて空気供給式呼吸器を使用してください。
- 火傷やその他の危険から身を守るために、安全メガネ、手袋、耐熱衣類などの適切な個人用保護具 (PPE) を着用してください。
- 熱い表面や素材に素肌で触れないようにしてください。熱い物を取り扱うときは、トング、ペンチ、またはその他の道具を使用してください。
- 万が一の火災に備えて消火器を近くに置いてください。
- フラックスやフィラーメタルなどのろう付け材料は、熱源や発火源から離れた涼しく乾燥した場所に保管してください。
これらの安全上の注意事項に従うことで、銅のろう付け中に怪我をしたり危険物質にさらされたりするリスクを最小限に抑えることができます。
準備
ろう付けプロセスを開始する前に、銅片を適切に準備して、強力で耐久性のある接合を確保することが重要です。このセクションでは、準備の 2 つの主な手順、つまり銅片の洗浄と適切なろう付けロッドの選択について説明します。
銅片を掃除する
銅をろう付けする準備で最も重要なステップの 1 つは、接合する表面が清潔で、汚れ、油、その他の汚染物質がないことを確認することです。銅片を適切に洗浄しないと、接合が弱くなったり、接合部が完全に破損したりする可能性があります。
銅を洗浄する方法には、ワイヤーブラシ、サンドペーパー、化学洗浄剤など、いくつかあります。選択する方法は、銅片のサイズと形状、および存在する特定の汚染物質によって異なります。
銅は空気に触れるとすぐに酸化し、表面に酸化銅の層を形成することに注意することが重要です。この層は接合プロセスを妨げる可能性があるため、ろう付け前に除去する必要があります。これは、ワイヤーブラシまたはサンドペーパーを使用するか、酸化銅を除去するために特別に設計された化学クリーナーを使用して行うことができます。
適切なろう付け棒を選ぶ
適切なろう付け棒を選択することは、ろう付けプロセスを成功させる上で非常に重要です。選択するろう付け棒の種類は、特定の用途と接合する銅の特性に応じて異なります。
銅用のろう付け棒の一般的なタイプには、強度が高く耐腐食性に優れた銀ベースの棒や、より経済的だが銀ベースの棒ほど強度や耐腐食性がない真鍮ベースの棒などがあります。
接合する銅だけでなく、存在する可能性のある他の金属と互換性のあるろう付け棒を選択することが重要です。さらに、ろう付け棒は、温度、圧力、接合部が使用される環境などの要因を考慮して、特定の用途に基づいて選択する必要があります。
ろう付け工程
銅のろう付けでは、接合する金属片を銅の融点よりわずかに低い温度まで加熱します。ろう付けプロセスでは、母材よりも融点が低いフィラー金属（通常は銅合金）を使用します。フィラー金属は加熱されて溶け、接合部に流れ込み、2 つの銅片の間に強力で永続的な結合を形成します。
トーチに火を灯す
ろう付け工程の最初のステップは、トーチに火をつけることです。銅のろう付けには、中性炎のトーチが推奨されます。炎は、ろう付けする接合部のサイズに適したサイズに調整する必要があります。トーチは接合部に対して 45 度の角度で保持し、炎を接合部に向けます。
ジョイントを加熱する
次のステップは接合部を加熱することです。トーチを接合部に沿って前後に動かし、両方の銅片を均等に加熱します。銅は融点よりわずかに低くなるまで加熱します。接合部にフラックスを塗布して酸化を防ぎ、きれいな接合部を確保します。フラックスは、フィラー金属が接合部に流れ込むのにも役立ちます。
ろう付け棒を当てる
接合部が加熱されたら、ろう付け棒を接合部に当てます。ろう付け棒は、溶けて接合部に流れ込むまでトーチで加熱します。ろう付け棒は、2 つの銅片の間の隙間を埋めながら、接合部に均等に当てます。ろう付け棒は、接合部がフィラー金属で完全に満たされるまで当てます。
ジョイントを冷ましてください
接合部にろう付け棒を充填した後、トーチを取り外して接合部を冷却します。接合部は完全に冷却されるまでそのままにしておきます。接合部が冷却したら、ワイヤー ブラシで洗浄を行い、フラックスの残留物をすべて除去します。
ろう付け後
ろう付け後は、接合部が強くて安全であることを確認するために、ろう付け後の作業を行うことが重要です。実行する必要がある主な作業は、接合部の洗浄と接合部の検査の 2 つです。
ジョイントを掃除する
ろう付け後、接合部にはフラックス残留物やその他の不純物が残ります。接合部が強くて安全であることを保証するには、これらの不純物を取り除くことが重要です。接合部を洗浄する方法はいくつかあります。
- ワイヤーブラシを使用して、接合部からフラックス残留物やその他の不純物を取り除きます。
- 化学クリーナーを使用して、ジョイントに残っている不純物を除去します。
- サンドペーパーを使用して、ジョイントの粗い部分を滑らかにします。
ジョイントを検査する
ジョイントを清掃した後は、欠陥や亀裂がないことを確認するために検査することが重要です。ジョイントを検査する方法はいくつかあります。
- 目視検査: 接合部が滑らかで、目に見える欠陥や亀裂がないことを確認します。
- 浸透探傷検査: 接合部に染料を塗布し、拭き取ります。欠陥や亀裂がある場合は、その部分に染料が残ります。
- X 線検査: X 線装置を使用して接合部に欠陥や亀裂がないか検査します。
ろう付け後の作業は、接合部が強くて安全であることを確認するために重要です。接合部を清掃して検査することで、問題になる前に欠陥や亀裂を特定して修正することができます。
結論
銅のろう付けは、2 つの銅片を接合する信頼性が高く効果的な方法です。ろう付けに必要な以上の経験と特殊な設備を必要とする溶接やはんだ付けに頼ることなく、2 つの材料を強力に結合できます。
銅をろう付けする場合、グレード H4 または H5 の銀合金ロッド/ワイヤ/ペースト/粉末などの適切な銀合金フィラー金属を使用することが重要です。また、強力な接合を確実にするために、両方の表面を徹底的に洗浄する必要があります。
銅リンろう付けフィラー金属は、その優れた技術的性能とコスト効率のため、銅および銅合金のろう付けに広く使用されています。銅においてリンは 2 つの機能を果たします。1 つ目は、銅の融点を大幅に下げることです。2 つ目は、空気中でのろう付け時に自己はんだ付けフラックスとして働くことです。
銅と銅合金を接合する際に考慮すべき 4 つのプロセスは、機械的カップリング、溶接、はんだ付け、ろう付けです。ろう付けは、小さな部品や高い接合強度が必要な場合に適しています。
