溶接とろう付けの違い
溶接とろう付けは、金属片を接合する一般的な方法です。これらの金属接合方法は珍しくなく、パイプの接合、金属体の接続、金属ジョイントの固定、金属構造物の構築など、迅速な解決策としてよく使用されます。
溶接とろう付けには多くの違いがあり、それぞれの方法は特定のニーズに適しています。さらに、2つの母材金属を接合する方法として、はんだ付けもあります。
金属接合には様々な方法がありますが、最も一般的な接合方法である溶接とろう付けの違いを理解することが重要です。このガイドでは、ろう付けとはんだ付けについても説明します。
投稿者: チューリング エンジニアリング チーム —6分で読めます
Tuling Metal は、大規模なアセンブリの接合に使用される溶接、ろう付け、はんだ付け方法の専門知識を備えた製造会社です。
ろう付けプロセスとは何ですか?
ろう付けは、2つの異なる金属を接合する方法です。ろう付け溶接では、異種金属を接合する際にろう付け合金フィラー金属が使用されます。
ろう付け接合部では母材金属が溶けません。では、ろう付けはどのように金属片を接合するのでしょうか？ろう付け工程では、接合する2つの金属がろう付け棒から供給されるフィラーメタルによって結合します。
ろう付け棒は、母材金属よりも大幅に低い温度で溶けるろう付け合金金属の棒で、2 つの金属片の隙間に材料が流れて冶金結合を形成します。
ろう付け溶接では、2 つの母材金属が接触することはなく、接合はフィラー金属によって保持されます。
ろう付けにおける毛細管現象の重要性
金属接合部のろう付けは毛細管現象によって行われます。ろう付け接合部では、毛細管現象によって溶融したフィラー金属が2つの金属部品間の接合部に引き込まれます。毛細管現象とは、液体が圧力をかけずに細孔に流れ込む能力です。
ろう付けを効果的に行うには、2 つの金属を近づけて、液体 (この場合は充填剤) が小さな隙間に流れ込むようにする必要があります。
ろう付けはどのように機能しますか?
ろう付けのプロセスは非常にシンプルで反復的です。
- 酸化層の除去: まず、ワイヤーブラシを使用して銅、鉄、または鋼に自然に形成された酸化層を除去します。
- ろう付け棒：金属接合に適したろう付け棒を選択してください。これは、母材の材質と、フラックス入りかフラックスフリーかによって異なります。
- 燃料トーチまたはガス溶接トーチを使用して 2 つの金属を加熱します。
- ろう付け棒を隙間の周囲で溶かし、毛細管現象を利用して接合部にフィラー金属を流し込みます。
- 自然に冷ましてください。
溶接プロセスとは何ですか?
溶接は、母材金属を融点以上に加熱して溶融させることで金属を接合しますが、溶接中は結合剤としてフィラー材料が使用されます。
溶接には様々なプロセスがありますが、一般的には、溶接では、地金と溶加棒を溶融するために、地金に集中熱を加えます。ろう付けとは異なり、溶接では気孔充填は不要です。通常、溶接はろう付け接合部に適した隙間よりもはるかに大きな隙間で行われます。
また、溶接では、ワークピースの形状を損なうことなく高温に耐えられるほど金属片が厚くなければなりません。
溶接継手の種類によって、完全な融合に必要な金属間隔は異なります。一般的に、溶接フィラーが流れ込むには1.5mmの隙間があれば十分です。
溶接とろう付けの類似点
溶接とろう付けはどちらも異種金属の接合に用いられます。溶接とろう付けは異なるプロセスですが、多くの類似点があります。
溶接とろう付けはどちらも、金属表面に冶金結合を形成するために充填材を必要とします。どちらも銅、鋼、真鍮、鉄など、ほとんどの金属の接合に適しています。
溶接接合部とろう付け接合部はどちらも継ぎ目または溶接痕が残ります。溶接とろう付けはどちらも恒久的な接合に使用され、局所的な加熱を必要とします。局所的な加熱とは、2つの部品の特定の部分、つまりろう付けまたは溶接が形成される部分のみを加熱することです。
ろう付けと溶接は、部品の準備と洗浄の技術が似ています。ほとんどの溶接技術や溶接作業者は、はんだ付けとろう付けも行うことができます。
溶接とろう付けの違い
溶接とろう付けの主な違いは、ろう付けでははるかに低い 融点 溶接よりも溶接の方がはるかに簡単です。溶接では、母材を溶かして融合させる必要があり、そのためには800℃を超える高熱と温度が必要になります。
ろう付けでは、異なる金属を接合するフィラー材料の毛細管現象が発生しますが、溶接では母材が溶けて接合部が形成されます。 溶接プール.
溶接とろう付けの詳細な違いは次のとおりです。
ギャップサイズ
ろう付けでは、ろう材が吸引（毛細管現象）によって細孔に流れ込む必要があるため、隙間を可能な限り小さくする必要があります。溶接継手では、ろう材が隙間を貫通し、最大6mmの隙間でも金属と融合することができます。
ろう付けは、狭い隙間や厚みのある箇所に最適です。ろう付けは高温を必要としないため、薄い金属板や細いパイプが変形したり、高熱によって変形したりするリスクが低くなります。
ジョイントタイプ
様々な溶接技術が、様々な接合部や形状に適しています。例えば、アーク溶接は、ワーク全体を加熱することなく厚板に使用できます。
突合せ継手、重ね継手、T字継手など、ほとんどの形状や接合部では、溶接によって金属片を簡単に接合できます。しかし、ろう付けは高価な溶接技術を必要とせずに、同様の機能を実現できます。
ろう付け接合は、溶接による直線接合に比べて時間と労力が少なくて済みます。ろう付けでは、フィラー材が線に沿って隙間に流れ込むのに対し、溶接ではタングステン電極を用いて線を正確に位置決めし、トレースする必要があります。
材料
溶接プロセスでは母材を加熱する必要があるため、溶接は主に少なくとも同じ融点を持つ同種の金属同士の接合に用いられます。一方、ろう付けは銅と鋼のように融点が異なる異なる金属同士の接合が可能です。
溶接を使用して異なる金属を接合することも可能ですが、一般的な方法ではありません。
溶接の利点
溶接接合がろう付け接合よりも好まれる理由はたくさんあります。まず、溶接接合は強度が高く、耐久性も優れています。溶接の主な利点は次のとおりです。
- アーク溶接やMIG溶接はほとんどの金属に使用できます
- 溶接接合部は本物の金属とほぼ同等の強度を持つ
- 溶接は大気中、水中、または他のガスの存在下で行うことができます。
- 溶接は多くの溶接をしなければならないときに便利です
- 溶接による金属の接合は厚い材料でも機能します
- 溶接することでより良い仕上がりが得られます
- 自動化ロボットは主に工場での溶接作業を行います。
溶接の欠点
- 溶接は金属を接合する最も安全な方法ではない
- 小さな接合部の溶接は費用がかかる可能性がある
- 薄い隙間のある金属の接合は溶接には適していません
- 母材の機械的性質は変化する可能性がある
- 卑金属を溶かす高熱によって生じる熱影響部がある
- アルミニウムと鋼鉄の溶接や異種金属の接合が困難になる
- より強い関節
ろう付けの利点
- ろう付け接合部は低温で形成できる
- 機械的特性は変化しない
- 卑金属は溶けない
- 薄い部分を接合できる
- 比較的低コスト
- 溶接よりもコスト効率よく同じ母材を接合します
ろう付けの欠点
- ろう付けは異なる組成の金属を接合するのに理想的ではない
- 関節の強度は比較的低い
- ろう付け接合部は高温作業環境では破損する傾向がある
- 関節の強度は毛細管現象に依存する
- 多くのジョイントを持つアセンブリには適していません
- 狭い隙間や許容範囲を必要とする
溶接の用途
溶接継手は強固で堅牢であり、現場での作業が可能です。溶接の恩恵を受ける産業は数多くあります。溶接の主な用途は以下のとおりです。
- パイプ: 石油、ガス、その他の流体を輸送するパイプラインにとって、溶接は不可欠です。溶接接合部は漏れを防ぎます。
- 構造アセンブリ溶接は、橋やトラスなどの大きな構造物に金属を接合するために行われます。
- 自動車産業: 永久接合の溶接は、自動車製造において、車の柱をシャーシに溶接するためによく使用されます。
- 航空機： 航空機および防衛産業では、翼などの部品の接合に溶接が利用されています。
ろう付け用途
- HVAC システムでは、温度が低く、ろう付けを使用して銅を溶接するのが理想的であるため、ろう付けが使用されます。
- ラジエーター: ろう付けジョイントは自動車のラジエーターを接続するために使用されます。
- エレクトロニクス： 電気回路では、コネクタを接合するためにろう付けが一般的に使用されます。
- ジュエリー： ろう付けは、熱による歪みやデザインや繊細な装飾などの特徴的な部分の変形なしに、金や銀などの貴金属を接合することができます。
フィラーロッドの選び方
ろう付けと溶接のどちらを選択する場合でも、溶接に適した溶接棒または電極を見つける必要があります。溶接棒を選ぶ際には、いくつかの重要な考慮事項があります。
- ベースメタル: 溶加材を選択する際には、母材の特性を理解することが重要です。母材の融点、引張強度、硬度に適合した溶加合金が必要です。
- 不活性ガス: 不活性ガスは、金属が酸素と反応して表面に酸化物を形成するのを防ぐのに役立ちます。また、一部のガスは溶接箇所にフィラー材をより多く塗布するのに役立ちます。
- サイズとアンペア数: TIG溶接では、電極のサイズによってアンペア数や電流値が異なります。電極の直径が大きいほど、必要なアンペア数も高くなります。
ろう付けと溶接のどちらを選択すればよいのでしょうか?
ほとんどの用途において、溶接はほぼ確実に機能します。パイプの漏れ修理、大型構造物の接合、あるいは単に金属同士の恒久的な接合を目指す場合でも、ろう付けは溶接よりも安価で、必要なエネルギーも少なく、作業も容易な代替手段となります。
ろう付けは通常、接合部に小さな応力や負荷がかかることが予想される箇所で使用されます。ろう付けは、動作温度が充填材の融点を超えないことが予想される場合にも使用できます。例えば、水道管の補修などです。
溶接はほぼあらゆる場所で使用できますが、特別な技術とスキルが必要です。溶接は、橋梁、階段、車体、水中パイプなどの金属構造物に使用されます。高温や高負荷にも耐えることができます。
結論
溶接とろう付けはどちらも永久接合に用いられます。2つの金属をろう付けする場合は、充填材が気孔や隙間に吸い込まれるため、高度な技術は必要ありません。溶接は熟練を要する作業であり、商業用途で使用される可能性がはるかに高くなります。
溶接とろう付けのどちらを選択するかは、接合する母材金属、接合部の種類、予定する溶接またはろう付けの数、および材料の厚さによって異なります。
Tulingの溶接とろう付けの専門知識
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