1. はんだ付け
3000 ℃ 未満の温度のあらゆる種類のはんだは W ろう付けに使用でき、400 ℃ 未満の温度の部品には銅または銀ベースのはんだを使用できます。400 ℃ ～ 900 ℃ の部品には、通常、金ベース、マンガンベース、パラジウムベース、またはドリルベースのフィラーメタルが使用されます。1000 ℃ を超える部品には、Nb、Ta、Ni、Pt、PD、Mo などの純金属が主に使用されます。白金ベースのはんだでろう付けされた部品の動作温度は 2150 ℃ に達しています。ろう付け後に 1080 ℃ 拡散処理を行うと、最大動作温度は 3038 ℃ に達します。
タングステン（w）のろう付けに使用されるはんだのほとんどはモリブデン（Mo）のろう付けにも使用できます。また、400℃未満で動作するMo部品には、銅系または銀系のはんだを使用できます。400～650℃で動作する電子機器や非構造部品には、Cu Ag、Au Ni、PD Ni、またはCu Niのはんだを使用できます。より高温で動作する部品には、チタン系または融点の高いその他の純金属フィラーメタルを使用できます。マンガン系、コバルト系、ニッケル系のフィラーメタルは、ろう付け接合部に脆い金属間化合物が形成されるのを避けるため、一般的には推奨されないことに注意してください。
TAまたはNb部品を1000℃未満で使用する場合、銅系、マンガン系、コバルト系、チタン系、ニッケル系、金系、パラジウム系の注入材を選択できます。これには、Cu Au、Au Ni、PD Ni、Pt Au_ Ni、Cu Snはんだが含まれ、TAおよびNbに対して良好な濡れ性、良好なろう付けシーム形成、および高い接合強度を有します。銀系フィラーメタルはろう付け金属を脆くする傾向があるため、できるだけ避けるべきです。1000℃～1300℃で使用する部品には、純金属Ti、V、Zr、またはこれらの金属をベースとした合金で、これらの金属と無限の固体および液体を形成するものがろう付けフィラーメタルとして選択されます。使用温度がさらに高い場合は、HFを含むフィラーメタルを選択できます。
W. 高温でのMo、Ta、Nbのろう付け用フィラーメタルについては、表13を参照してください。
表13 耐火金属の高温ろう付け用ろう材
2.ろう付け技術
ろう付けを行う前に、耐火金属表面の酸化物を慎重に除去する必要があります。機械研磨、サンドブラスト、超音波洗浄、または化学洗浄を用いることができます。ろう付けは洗浄後直ちに行う必要があります。
タングステン（W）は本来脆いため、部品組立作業では破損を避けるため、W部品は慎重に取り扱う必要があります。脆い炭化タングステンの形成を防ぐため、Wとグラファイトの直接接触は避ける必要があります。溶接前の加工や溶接による予応力は、溶接前に除去する必要があります。Wは温度上昇時に非常に酸化しやすいため、ろう付け中は十分な真空度を確保する必要があります。1000～1400℃の温度範囲でろう付けを行う場合、真空度は8×10⁻³Pa以上でなければなりません。接合部の再溶解温度と使用温度を向上させるため、ろう付け工程は溶接後の拡散処理と組み合わせることができます。例えば、1180℃でWをろう付けする際には、b-ni68cr20si10felはんだが使用されます。溶接後、1070℃/4時間、1200℃/3.5時間、1300℃/2時間の3回の拡散処理を行うことで、ろう付け接合部の使用温度は2200℃以上に達する。
Moのろう付け接合部を組み立てる際には、熱膨張係数が小さいことを考慮し、接合部の隙間は0.05～0.13mmの範囲内に収める必要があります。治具を使用する場合は、熱膨張係数の小さい材料を選択してください。Moの再結晶は、フレームろう付け、制御雰囲気炉、真空炉、誘導炉、抵抗加熱が再結晶温度を超えるか、はんだ元素の拡散により再結晶温度が低下する場合に発生します。したがって、ろう付け温度が再結晶温度に近い場合は、ろう付け時間が短いほど良いです。Moの再結晶温度を超えるろう付けを行う場合は、冷却速度が速すぎることによる割れを避けるため、ろう付け時間と冷却速度を制御する必要があります。酸素アセチレンフレームろう付けを使用する場合は、工業用ホウ酸塩または銀ろう付けフラックスとフッ化カルシウムを含む高温フラックスを混合したフラックスを使用するのが理想的で、良好な保護が得られます。この方法は、まずMoの表面に銀ろう付けフラックスの層を塗布し、次に高温フラックスを塗布するものである。銀ろう付けフラックスは低温域で活性を示し、高温フラックスの活性温度は1427℃に達する。
TAまたはNb部品は、好ましくは真空下でろう付けされ、真空度は1.33×10⁻²Pa以上でなければならない。不活性ガス雰囲気下でろう付けを行う場合は、一酸化炭素、アンモニア、窒素、二酸化炭素などのガス不純物を厳密に除去する必要がある。空気中でろう付けまたは抵抗ろう付けを行う場合は、専用のろう付け用溶加材と適切なフラックスを使用する。TAまたはNbが高温で酸素と接触するのを防ぐため、表面に金属銅またはニッケルの層をめっきし、適切な拡散焼鈍処理を行うことができる。
投稿日時：2022年6月13日