炭素鋼および低合金鋼のろう付け

1.ろう付け材

 (1)炭素鋼および低合金鋼のろう付けには、軟質ろう付けと硬いろう付けが含まれます。ソフトはんだ付けで広く使用されているはんだは、スズ鉛はんだです。このはんだの鋼への濡れ性はスズ含有量の増加とともに増加するため、接合部のシールにはスズ含有量の高いはんだを使用する必要があります。Fesn2金属間化合物層は、スズ鉛はんだのスズと鋼の界面に形成される場合があります。この層での化合物の形成を回避するために、ろう付け温度と保持時間を適切に制御する必要があります。いくつかの典型的なスズ鉛はんだでろう付けされた炭素鋼接合部のせん断強度を表1に示します。その中で、50%w(SN)でろう付けされた接合部強度が最も高く、アンチモンフリーはんだで溶接された接合部強度はそれはアンチモンです。

表1スズ鉛はんだでろう付けされた炭素鋼接合部のせん断強度

 Table 1 shear strength of carbon steel joints brazed with tin lead solder

炭素鋼および低合金鋼をろう付けする場合、純銅、銅亜鉛および銀銅亜鉛ろう付け溶加材が主に使用されます。純銅は融点が高く、ろう付け時に母材が酸化しやすいです。主にガスシールドろう付けや真空ろう付けに使用されます。ただし、銅の流動性が良好であるために接合部の隙間を埋めることができないという問題を回避するために、ろう付けされた接合部間の隙間は0.05mm未満である必要があることに注意する必要があります。純銅でろう付けされた炭素鋼と低合金鋼の接合部は高強度です。一般的に、せん断強度は150〜215mpaですが、引張強度は170〜340mpaに分布しています。

 

純銅と比較して、亜鉛の添加により銅亜鉛はんだの融点が低下します。ろう付け中のZnの蒸発を防ぐために、一方では、少量のSiを銅亜鉛はんだに加えることができます。一方、火炎ろう付け、誘導ろう付け、浸漬ろう付けなどの急速加熱法を使用する必要があります。炭素鋼と銅亜鉛溶加材でろう付けされた低合金鋼の接合部は、優れた強度と可塑性を備えています。たとえば、b-cu62znはんだでろう付けされた炭素鋼接合部の引張強度とせん断強度は420MPaと290mpaに達します。銀銅ステーションはんだの融点は銅亜鉛はんだよりも低く、針溶接に便利です。この溶加材は、炭素鋼および低合金鋼の火炎ろう付け、誘導ろう付けおよび炉ろう付けに適していますが、炉ろう付け中はZnの含有量を可能な限り減らし、加熱速度を上げる必要があります。炭素鋼と低合金鋼に銀銅亜鉛溶加材をろう付けすると、強度と可塑性に優れた接合部が得られます。具体的なデータを表2に示します。

表2銀銅亜鉛はんだでろう付けされた低炭素鋼接合部の強度

 Table 2 strength of low carbon steel joints brazed with silver copper zinc solder

(2)フラックス:炭素鋼および低合金鋼のろう付けには、フラックスまたはシールドガスを使用するものとします。フラックスは通常、選択した溶加材とろう付け方法によって決定されます。スズ鉛はんだを使用する場合、塩化亜鉛と塩化アンモニウムの混合液をフラックスなどの特殊フラックスとして使用できます。このフラックスの残留物は一般に腐食性が高いため、ろう付け後に接合部を厳密に洗浄する必要があります。

 

銅亜鉛溶加材でろう付けする場合は、fb301またはfb302フラックス、つまりホウ砂またはホウ砂とホウ酸の混合物を選択する必要があります。火炎ろう付けでは、ホウ酸メチルとギ酸の混合物をろう付けフラックスとして使用することもでき、B2O3蒸気が膜除去の役割を果たします。

 

銀銅亜鉛ろう付け溶加材を使用する場合、fb102、fb103、およびfb104ろう付けフラックス、つまり、ホウ砂、ホウ酸、およびいくつかのフッ化物の混合物を選択できます。このフラックスの残留物はある程度腐食性があるため、ろう付け後に除去する必要があります。

 

2.ろう付け技術

 

溶接される表面は、酸化膜と有機物が完全に除去されることを確実にするために、機械的または化学的方法によって洗浄されなければならない。洗浄した表面は粗すぎてはならず、金属片やその他の汚れに付着してはなりません。

 

炭素鋼および低合金鋼は、さまざまな一般的なろう付け方法でろう付けできます。火炎ろう付け中は、中性またはわずかに還元する炎を使用する必要があります。運転中は、溶加材の直接加熱や火炎によるフラックスは極力避けてください。誘導ろう付けや浸漬ろう付けなどの急速加熱法は、焼入れ焼戻し鋼のろう付けに非常に適しています。同時に、母材の軟化を防ぐために、焼戻しよりも低い温度での焼入れまたはろう付けを選択する必要があります。低合金高強度鋼を保護雰囲気でろう付けする場合、高純度のガスが必要であるだけでなく、母材の表面での溶加材の濡れと拡散を確実にするためにガスフラックスも使用する必要があります。

 

残留フラックスは、化学的または機械的方法で除去できます。有機ろう付けフラックスの残留物は、ガソリン、アルコール、アセトン、その他の有機溶剤で拭き取るか、洗浄することができます。塩化亜鉛や塩化アンモニウムなどの強い腐食性フラックスの残留物は、最初にNaOH水溶液で中和し、次に温水と冷水で洗浄する必要があります。ホウ酸とホウ酸フラックスの残留物は除去が難しく、機械的方法または上昇する水に長時間浸すことによってのみ解決できます。


投稿時間:2022年6月13日