配管工事では、銅管のろう付けは 2 つの部品を接合する一般的な方法です。ろう付けでは、接合部に充填金属を溶かし込みます。この金属の融点は、隣接する金属よりも低いです。これにより 2 つの部品の間に強力な結合が生まれ、銅管を接合する信頼性の高い方法となります。
ろう付けを始める前に、適切なツールと材料を用意しておくことが重要です。これには、トーチ、充填材、フラックス、パイプのバリを取り除くための丸やすりが含まれます。また、パイプがきれいで、ゴミや湿気がないことを確認する必要があります。これらは接合部の品質に影響を与える可能性があります。さらに、パイプの厚さと圧力を考慮することも重要です。これらは溶融温度と接合部の強度に影響を与える可能性があります。
銅管をろう付けする際は、保護具の着用や適切な換気の確保など、適切な安全手順に従うことが不可欠です。また、ろう付けには銀ろう付けや銅リンろう付けなど、融点や充填材が異なるさまざまなタイプがあることにも留意してください。アメリカ溶接協会とろう付け合金の製造元が定めたガイドラインに従うことで、長期間の使用に耐える接合を確実に行うことができます。
銅管のろう付けを理解する
ろう付けとは何ですか?
ろう付けは、2 つ以上の金属片を特定の温度に加熱し、毛細管現象によって溶融して接合部に流れ込むフィラー金属を適用して、金属片を接合するプロセスです。ろう付けは、配管工事において銅管と継手を接合するためによく使用されます。
銅管のろう付けはなぜ必要なのか？
銅管は耐久性と優れた熱伝導性のため、給水システムや HVAC システムの配管に広く使用されています。ただし、これらのパイプは、連続したパイプラインを作成するために接合する必要があります。銅管のろう付けは、高圧と高温に耐えられる強力で漏れのない接合部を作成するために必要です。
ろう付けとはんだ付け
ろう付けとはんだ付けは、金属を接合する 2 つの異なるプロセスです。はんだ付けは、2 つ以上の金属片を低温に加熱し、溶融して接合部に流れ込むフィラー メタルを適用して接合するプロセスです。ろう付けには、はんだ付けよりも高い温度と異なるフィラー メタルが必要です。ろう付けは、フィラー メタルの融点が高く、接合部間のより大きな隙間を埋めることができるため、はんだ付けよりも強力な接合部を生成します。
銅管をろう付けする場合、最も一般的に使用されるフィラー金属は銀ろうです。銀ろうは、銀、銅、亜鉛の合金です。銀ろうの融点は 1145°F ～ 1205°F です。銅配管システムの接合に使用されるほとんどのろう付け合金のろう付け温度は、およそ 1150°F ～ 1550°F です。
銅管のろう付けに必要な材料と道具
銅管をろう付けするには、次の材料とツールが必要です。
- 銅管および継手
- 銀はんだ
- フラックス
- 松明
- 炎の先端
- クリーニングブラシ
- エメリー布
- パイプカッター
- バリ取りツール
ろう付けする前に、接合部をエメリー布とクリーニングブラシで徹底的に洗浄することが重要です。洗浄後は、ろう付けプロセス中の酸化を防ぐために接合部にフラックスを塗布します。
接合強度
ろう付け接合部の強度は、接合部の準備の質、フィラー金属の量と分布、ろう付けプロセスの温度と時間など、いくつかの要因によって決まります。適切にろう付けされた接合部は、母材の強度と同等かそれ以上の接合強度を実現できます。
結論として、銅管のろう付けは、高圧と高温に耐えられる、強力で漏れのない接合部を作成するために配管工事で必要なプロセスです。適切な材料とツールを使用すれば、何年も持続する強力で耐久性のある接合部を作成できます。
銅管の準備
銅管をろう付けする前に、適切に準備することが重要です。これにより、強力で信頼性の高い接合部が確保されます。準備プロセスには、パイプの洗浄、リーミング、バリ取りが含まれます。
パイプの清掃
銅管を準備する最初のステップは、徹底的に洗浄することです。これにより、ろう付けプロセスに影響を与える可能性のある汚れ、グリース、または酸化物がすべて除去されます。研磨パッドまたは丸いやすりを使用して、パイプの外側を洗浄できます。バリや鋭いエッジは必ず取り除いてください。
パイプの内部を掃除するには、掃除用ブラシまたはリーミング ブレードを使用します。ブラシまたはブレードをパイプに挿入し、数回回転させて、ゴミや腐食を取り除きます。頑固な汚れや酸化を溶かすために、洗浄液を使用することもできます。パイプをきれいな水で洗い流し、きれいな布で乾かします。
リーミング
リーミングとは、パイプの端を広げて、継手と適切にフィットするようにするプロセスです。これにより、ろう付けプロセスに影響を与える可能性のあるバリや鋭いエッジも除去されます。リーミング ブレードまたはバリ取りツールを使用して、パイプをリーミングできます。
ブレードまたはツールをパイプの端に挿入し、数回回転させます。パイプを損傷しないように、均等に圧力をかけるようにしてください。パイプと継手が適切にフィットしているかどうかを確認してください。
バリ取り
バリ取りとは、パイプの外側からバリや鋭い角を取り除く作業です。これにより、ろう付け工程で表面が滑らかになります。パイプのバリ取りには、バリ取りツールまたは研磨パッドを使用できます。
ツールまたはパッドをパイプの外側に当て、数回回転させます。パイプを損傷しないように、均等に圧力をかけるようにしてください。パイプの表面をチェックして、表面が滑らかで均一であることを確認します。
銅管を適切に準備することで、強力で信頼性の高い接合部を確保できます。ろう付けする前に、必ずパイプを洗浄し、リーマ加工し、バリ取りを行ってください。これにより、問題を回避し、ろう付けプロセスを成功させることができます。
適切なろう付け棒の選択
銅管のろう付けでは、接合を成功させるには適切なろう付け棒を選択することが重要です。ろう付け棒にはさまざまな合金があり、それぞれの合金には独自の特性があります。このセクションでは、さまざまなろう付け合金について説明し、どの合金がプロジェクトに最適かを説明します。
ろう付け合金
ろう付け合金は、銅、銀、リンなどのさまざまな金属で構成されています。合金の組成によって、融点、強度、その他の特性が決まります。ろう付け合金を選択するときは、作成する接合部の種類、作業温度、接合部の必要な強度を考慮することが重要です。
BCupろう付け合金
BCup ろう付け合金は、銅管のろう付けによく使用されます。銅よりも低い温度で溶ける銅リン合金で、銅管のろう付けに最適です。BCup ろう付け合金は優れた流動特性と自己融着性を備えているため、強力な接合部を作るために追加のフラックスを必要としません。また、耐腐食性があり、導電性も優れています。
銀ロウ付け
銀ろう付けは、銅管をろう付けするためのもう 1 つのオプションです。銀ろう付け合金は、銀、銅、およびその他の金属で構成されています。銀ろう付けは強度が高く、高い応力や圧力を受ける接合部に最適です。ただし、銀ろう付けでは、BCup ろう付け合金よりも高い温度が必要であり、強力な接合部を作るためにフラックスを使用する必要があります。
適切なろう付け棒を選択する際には、プロジェクトの特定の要件を考慮することが重要です。BCup ろう付け合金は、ほとんどの銅管ろう付け用途に適していますが、高応力接合部には銀ろう付けが必要になる場合があります。接合が確実に成功するためには、使用する特定のろう付け合金のメーカーの指示を常に参照してください。
フラックス塗布と銅管のろう付け
フラックスの塗布
銅管をろう付けする前に、両方の銅片にフラックスを塗ることが不可欠です。フラックスは、金属を接合するためのはんだとして使用できる物質です。フラックスは 2 つの表面間で容易に流れ、加熱すると強力な結合を形成します。フラックスは銅と銅合金を素早く均一に溶かして簡単に接合できるため、ろう付け接合部によく使用されます。
市場にはペースト、液体、粉末フラックスなど、さまざまなタイプのフラックスが販売されています。ニーズに最適なものを選択できます。ただし、フラックスが使用する充填材と互換性があることを確認することが重要です。
フラックスを塗布するには、ブラシまたはフラックス塗布器を使用します。接合部の両側にフラックスを均等に塗布するようにしてください。フラックスを塗りすぎると接合部が弱くなる可能性があるため、塗りすぎに注意してください。
銅管のろう付け
フラックスを塗布したら、銅管のろう付けを開始します。ろう付けとは、2 つの金属片を融点以上の温度に加熱し、充填材を使用して接合するプロセスです。
ろう付けを始めるには、トーチに火をつけて中性炎に調整します。中性炎とは、酸素とアセチレンの量が等しい炎のことです。銅の酸化を防ぎ、接合部を強くするためには、中性炎であることが不可欠です。
次に、接合部の片側を約 2 分間、熱く感じるまで加熱します。次に、接合部にろう材を塗布します。充填材は溶けて、毛細管現象により接合部に流れ込みます。毛細管現象とは、重力などの外部の力に頼らず、または外部の力に逆らって、狭い空間を液体が流れる能力のことです。
必要に応じて、酸素アセチレントーチで接合部を再加熱し、フィラー材料が溶けて接合部に完全に流れ込むようにします。ろう付け材料に水を流す前に、ろう付け材料を冷まします。
銅管のろう付けには、充填材を溶かすのに十分な強さの熱源が必要であることに留意することが重要です。したがって、作業に適したトーチと熱源を選択することが重要です。
結論として、フラックスを塗布して銅管をろう付けするには、細部への注意と精度が必要です。上記の手順に従うことで、接合部が強くなり、漏れがなくなることを保証できます。
ろう付け接合部の仕上げ
接合部のろう付けが終わったら、仕上げとして接合部の冷却と洗浄を行います。
関節を冷却する
ろう付け後は、接合部を自然に冷まします。熱衝撃により接合部が損傷する可能性があるため、水で急冷しないでください。冷却プロセスには、接合部のサイズとろう付け時に使用した熱量に応じて、数分から 1 時間かかります。
ジョイントの洗浄
接合部が冷めたら、洗浄します。サンドクロスまたはワイヤーブラシを使用して、接合部から余分なろう材やフラックスの残留物を取り除きます。ろう材は鋭く危険な場合があるので、この作業中は必ず手袋と安全メガネを着用してください。
接合部を清掃する際は、ろう付け材料が流れ出た接合部の内側に特に注意してください。ワイヤーブラシまたはサンドクロスを使用して、この部分から余分な材料を取り除きます。これにより、接合部が滑らかになり、障害物がなくなることが保証されます。
接合部を清掃した後、欠陥や不完全な部分がないことを確認するために注意深く検査してください。問題が見つかった場合は、接合部を再度ろう付けするか、その他の修理を行う必要がある場合があります。
結論
ろう付け接合部の仕上げは、ろう付け工程の重要な部分です。接合部を適切に冷却し、徹底的に洗浄することで、接合部が強く、漏れがなく、欠陥がないことを確認できます。少し練習して適切なツールを使用すれば、銅管や接合部のろう付けのエキスパートになれます。
結論
銅管のろう付けは、銅管を接合する信頼性が高く効果的な方法です。腐食や振動に強い恒久的な接続を実現します。ろう付けにははんだ付けよりもはるかに高い温度が必要なため、大口径のパイプや高圧の用途に適しています。
ろう付け工程を成功させるには、接合部を適切に準備することが重要です。これには、ろう付けする部分を洗浄して、油や酸化物などの不純物を取り除くことが含まれます。また、ろう付けフィラー金属の毛細管現象を可能にするために、継手とチューブの間に 0.004 インチの余裕が必要です。
ろう付けフィラー金属を選択する際は、ろう付け温度を考慮することが重要です。ろう付け温度は 760°C 未満である必要があり、最適な結果を得るには、より低い融点を持つ銀ろうの使用が推奨されます。
全体的に、ろう付けは配管用途で銅管を接合するのに最適な方法です。ろう付けは、腐食や振動に強い、強力で永続的な接続を実現します。適切な準備と適切なろう付けフィラー金属を使用すれば、ろう付けプロセスを成功させ、信頼性の高い接合部を確保できます。
