ろう付けの基礎知識

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ろう付ってなに？

ろう付は、部材接合方法の一種で、一般に知られる溶接（接合部を溶かしながら接合）とは異なり、接合部を溶かすことなく、母材同士を媒介する"ろう"を溶かすことにより、接合を行う技術です。（厳密にいえば、金属同士の接合の場合、母材表面が溶けた"ろう"に溶け込んで、金属結合しています。）一般的に知られているろう接技術として、ハンダ付けがありますが、ろう付とは用いる"ろう材"の溶融温度が異なり、ろう付は溶融温度450度以上の硬ろう、ハンダ付けは450度未満の軟ろうをそれぞれ用いています。

この手法が紀元前3〜4000年頃にすでに用いられていたといわれています。

今日まで産業の発展には欠かすことができない基幹技術として活用されており、近年特に、航空宇宙産業、電子産業などでめざましい成果をあげています。

特徴は？

ろう付は、母材同士を接合する"ろう"が溶けて、毛細管現象で部材間に浸入したり、母材上を広がる"ぬれ"と呼ばれる現象を応用した接合技術です。特徴としては、主に次の通りです。

○母材を溶かさないので、薄物や精密な部材の接合ができる。
○細部にまで"ろう"が浸透するため、複雑な形状の接合ができる。
○同種金属はもとより、異種金属あるいは異種材料同士の接合ができる。
○母材と"ろう"の融点（溶ける温度）が異なるので、取り外しや再接合ができる。
○気密性、電気伝導性、熱伝導性に優れている。

どんなところで使われている？ 

ろう付は、その接合自由度の高さから、様々な産業で利用されています。代表的なものとしては次の通りです。

○エアコンや冷凍機などの冷媒回路
○貴金属等の彫金
○家庭、産業用熱交換器
○自動車のラジエータや空調配管
○エアコンや冷凍機などの冷熱配管
○航空機、発電用タービンブレード
○メガネのフレーム
○ドリルや刃物類の先端部
○プラント用冷熱配管
○電気、電子分野での接点
○ロケットエンジンの冷却ユニットや外筒部の接合
○歯科技工分野

方法は？ 

ろう付は、母材同士の微小隙間で"ろう"がいわゆる"ぬれ"ている必要があります。といっても、単純に非加熱の母材間に、溶けた"ろう"を流し込むだけでは、"ろう"はすぐに冷えて固まってしまい、母材に付きません。そこで、母材を"ろう"の溶融点よりも高温に加熱して表面を活性化し、そこに"ろう"を溶かし込み、毛細管現象（ぬれ）を利用することで、"ろう"は細部にまで浸透し、母材を接合するのです。ここで説明したものは、あくまでろう付の基本原理です。手法に関しては、ろう付の目的に応じて、熱源、熱の供給方法、装置または雰囲気それぞれに選択肢があり、状況に応じて様々な手法があります。

ろう付概念図　　ろう付手法一覧

コストは？ 

ろう付のコストを決定するには、固定条件と選択条件を考慮しなければなりません。固定条件とは接合する材質、部材の形状や質量、要求される品質、数のことで、既知の条件のことを指します。一方、選択条件とは、固定条件によって変動するものを指します。これは、ろう材の選定、手法の選定に相当します。これらの条件が決定すると、加工時間や消耗要素（ガス、フラックス）、治具の有無が決定し、コストが算出されるわけです。

コスト相関図