1. ろう付け材料
（1）チタンおよびその基合金は軟ろうによるろう付けはほとんど行われません。ろう付けに使用されるろう材としては、主に銀基、アルミニウム基、チタン基、チタンジルコニウム基などがあります。
銀ベースのはんだは、主に動作温度が540℃未満の部品に使用されます。純銀はんだを使用した接合部は、強度が低く、割れやすく、耐食性および耐酸化性が劣ります。Ag Cuはんだのろう付け温度は銀よりも低いですが、Cu含有量の増加に伴って濡れ性が低下します。少量のLiを含むAg Cuはんだは、はんだと母材間の濡れ性と合金度を向上させることができます。AG Liはんだは、融点が低く、還元性が強いという特徴があります。保護雰囲気中でのチタンおよびチタン合金のろう付けに適しています。ただし、真空ろう付けではLiの蒸発により炉が汚染されます。薄肉チタン合金部品には、Ag-5al-（0.5〜1.0）Mnフィラーメタルが好ましいフィラーメタルです。ろう付けされた接合部は優れた耐酸化性と耐腐食性を備えています。銀ベースのフィラーメタルでろう付けされたチタンおよびチタン合金接合部のせん断強度を表12に示します。
表12 チタンおよびチタン合金のろう付けプロセスパラメータと接合強度
アルミニウム系はんだはろう付け温度が低いため、チタン合金のβ相変態が発生しにくく、ろう付け治具の材質や構造の選択要件が緩和されます。フィラーメタルと母材との相互作用は低く、溶解や拡散は顕著ではありませんが、フィラーメタルの可塑性は良好で、フィラーメタルと母材を圧延しやすいため、チタン合金ラジエーター、ハニカム構造、積層構造のろう付けに非常に適しています。
チタンベースまたはチタンジルコニウムベースのフラックスには、一般的にCu、Niなどの元素が含まれており、ろう付け中にマトリックスに急速に拡散してチタンと反応し、マトリックスの腐食や脆化層の形成を引き起こす可能性があります。そのため、ろう付け温度と保持時間を厳密に管理する必要があり、薄肉構造物のろう付けには可能な限り使用しないでください。B-Ti48ZR48BEは典型的なTi-Zrはんだです。チタンとの濡れ性が良好で、ろう付け中に母材の粒成長が起こりません。
（2）ジルコニウムおよびベース合金のろう付け用フィラー金属ジルコニウムおよびベース合金のろう付けには、主にb-zr50ag50、b-zr76sn24、b-zr95be5などが含まれ、これらは原子力発電所のジルコニウム合金管のろう付けに広く使用されています。
（3）チタン、ジルコニウム、およびベース合金のろう付けフラックスと保護雰囲気は、真空および不活性雰囲気（ヘリウムおよびアルゴン）で良好な結果を得ることができます。アルゴンシールドろう付けには高純度アルゴンを使用し、露点は-54℃以下である必要があります。炎ろう付けには、金属Na、K、Liのフッ化物および塩化物を含む特殊フラックスを使用する必要があります。
2. ろう付け技術
ろう付け前に、表面を徹底的に洗浄し、脱脂し、酸化膜を除去する必要があります。厚い酸化膜は、機械的方法、サンドブラスト法、または溶融塩浴法で除去します。薄い酸化膜は、硝酸20～40%とフッ化水素酸2%を含む溶液で除去できます。
Ti、Zrおよびそれらの合金は、ろう付け加熱中に接合面が空気と接触しないようにしてください。ろう付けは真空または不活性ガス雰囲気下で行うことができます。高周波誘導加熱または保護加熱も可能です。誘導加熱は小型の対称部品に最適ですが、大型で複雑な部品には炉内でのろう付けが有利です。
Ti、Zrおよびそれらの合金のろう付けには、Ni、Cr、W、Mo、Taなどの材料を発熱体として選定する必要があります。炭素汚染を避けるため、発熱体として露出した黒鉛を有する機器は使用しないでください。ろう付け治具は、高温強度に優れ、TiまたはZrと熱膨張係数が同等で、母材との反応性が低い材料で作製する必要があります。
投稿日時: 2022年6月13日