銀ろう付けの総合ガイド: 原理、プロセス、用途、選択

銀ロウ付けとは何ですか？
銀はんだ付けは、-非鉄溶加材-通常は銀、銅、亜鉛、カドミウムを含む合金-を利用して 2 つ以上の密着した部品を接合する接合プロセスです。合金は溶融温度 (通常は 800 度 F/427 度以上) まで加熱され、毛細管現象によって接合部に流れ込みます。液相線温度では、溶融したフィラーメタルがベースメタルの薄層と相互作用します。冷却すると、粒子構造が混ざり合い、非常に強力で密閉された接合部が形成されます。得られた接合部は、異なる材料の層が冶金学的に結合された「サンドイッチ」構造を特徴としています。

銀はんだは、リング、ワイヤ、ストリップ、ワッシャー、粉末、ペーストなどのさまざまな固体の形で供給されます。加熱は、トーチ、誘導、抵抗、赤外線、オーブン、炉などのさまざまな熱源を使用して実現できます。フラックスは銀はんだ付けに不可欠な補助材料であり、ベースメタル表面から既存の酸化物を除去し、再形成を防ぐために使用されます。

銀ロウ付けと温度特性
銀ろう付けは、低温ろう付けプロセスとして分類されます。{0}使用されるフィラーロッドの融点は 1145 度から 1650 度 (618 度から 899 度)-であり、銅合金ろう付けフィラーに必要な温度よりも大幅に低くなります。{7}}。動作温度が低いため、母材金属は一般に脆性を引き起こす可能性のある臨界変態温度に達しません。これにより、銀ろう付けは精密製造において明確な利点をもたらします。

銀ロウ付け加工
銀ろう付けは、他のろう付け方法と同じ基本的な手順に従います。つまり、適切な毛細管現象の確保、母材金属表面の洗浄、フラックスの塗布、均一な加熱、ろう付け後の洗浄です。-

加熱中の均一性には特に注意を払う必要があります。金属の厚い部分はより多くの熱を必要とします。 2 つの金属間に熱伝導率に大きな差がある場合は、伝導率が高い側により多くの熱を加える必要があります。フィラー金属はより高温の領域に向かって流れるため、加熱が不均一になると、はんだの分布が不均一になり、接合品質が損なわれる可能性があります。

銀を銅にろう付けすることは、最も一般的な用途の 1 つです。銅は鋼やステンレス鋼よりもはるかに高い熱伝導率を持っています。したがって、プロセス中に銅側に余分な熱を加える必要があります。そうしないと、銀フィラー金属が完全に銅コンポーネントに向かって流れ、スチール側が接着されないままになります。

安全上の注意事項
銀ろう合金を加熱して溶かすと、非常に有毒な酸化カドミウムのフュームが発生します。オペレーターは個人用保護具 (PPE) を着用し、適切な換気を確保する必要があります。カドミウムを含む表面を研磨する場合は、粉塵の拡散を防ぐために特に注意する必要があります。

接合面には、酸化物、スケール、グリース、汚れ、その他の異物があってはなりません。表面（カドミウム-メッキ以外）は、ワイヤーブラシや研磨布を使用して機械的に洗浄することも、酸洗いなどの方法で化学的に洗浄することもできます。清浄度はろう付けの品質に直接影響します。残留物があると毛細管現象が妨げられ、結合が弱くなったり、接合が不完全になったりする可能性があります。

銀ろう付けの主な利点
銀ろう付け接合部は、強度、気密性、漏れ防止性を備えており、機械的特性、導電性、耐圧性、耐食性、動作温度などの厳しい仕様を満たしています。-銀ろう付け電気接点は、その優れた導電性と高周波環境における安定した接触抵抗により、電気業界で広く使用されています。-

銀接点ろう付けは自動機械を使用して実行できるため、高い生産性でコスト効率の高い金属接合が可能になります。{0}このため、大量の金属接合作業に最適です。-カドミウム-を含まない銀ろう合金はペースト状で入手できるため、自動生産ラインでの材料供給プロセスがさらに簡素化されます。

代表的な用途

工具製造分野では、超硬インサートを工具シャンクに接合するために銀ろう付けが一般的に使用されます。銀のろう付け温度は銅合金溶加材に必要な温度よりも低いため、-インサートは過熱によって硬さを失うことがありません。これはアーク溶接では得られない利点です。-

銅のバスバーに銀の接点を取り付けることは、電力機器では一般的な方法です。銅のバスバーを銀の接点に溶接すると、高熱により銅が焼きなまし、軟化する可能性があります。対照的に、銀ろう付けは低温で確実な接合を形成し、銅の機械的強度を保ちます。

銀接点アセンブリは、リレーや回路ブレーカーなどのコンポーネントに広く使用されています。銀の耐摩耗性と導電性により、銀は電気スイッチにとって理想的な材料となり、銀ろう付けはこれらの接点をベースコンポーネントに固定するための最も信頼性の高い方法となります。