アルミニウムの真空ろう付けは、工業生産において広く使用されています。アルミニウムおよびアルミニウム合金のろう付けはどのように行われるのですか?以下の上海非鉄ネットワークでは、アルミニウムおよびアルミニウム合金のろう付け方法を紹介します。
アルミニウム合金の真空ろう付けは、高真空中で行われます。注意深く洗浄した後、アルミニウム合金の表面は、真空および高温条件下でも厚い酸化膜を形成するのは容易ではありません。ろう材は、ろう剤を使用せずに母材の表面を濡らすことができ、ろう付けの目的を達成します。アルミニウム合金の真空ろう付けの温度は、ろう材の液相線よりも高く、母材の固相線よりも低くなります。ろう付け中、ろう材は溶けて液体状態になりますが、母材は固体状態のままです。
アルミニウムの真空ろう付けには、他の金属の真空ろう付けと比較して特定の特徴があります。マグネシウム金属は、アルミニウムおよびアルミニウム合金の真空ろう付け用の活性剤としてよく使用されます。アルミニウムのろう付けを促進する金属活性剤の中でも、Mg は蒸気圧が高く、真空下で蒸発しやすいため、Al2O3 の除去に役立ちます。また、比較的安価であるため、アルミニウム合金の真空ろう付けに一般的に使用される活性剤となっています。金属活性剤は、アンチモン、ビスマス、マグネシウムなど、アルミニウムよりも蒸気圧が高く、酸素との親和性が高い元素です。
マグネシウムは、粒子の形でワークピース上で活性剤として直接使用したり、蒸気の形でろう付け領域に導入したり、合金元素としてアルミニウムシリコンろう材に添加したりすることができます。
ろう材に添加されるマグネシウムの量は、ろう材の濡れ性に大きく影響します。マグネシウムの量が増加すると、ろう材の流動係数が増加します。しかし、マグネシウムの含有量が増加すると、ろう材によるアルミニウムの溶解も促進されます。これは、Al-Mg-Si 三元共晶の形成によるものです。また、マグネシウムの含有量が高すぎると、ろう材が失われやすくなり、溶接部の表面が損傷します。アルミ形材メーカーを考慮すると、ろう材のωＭｇは１．０％〜１．５％が好ましい。研究によれば、アルミニウムシリコンろう材にマグネシウムを添加しながら質量分率約０．１％のビスマスを添加すると、ろう材に添加されるマグネシウムの量が減少し、ろう材の表面張力が減少し、濡れ性が改善され、真空の要件が減少することができることが示されている。
真空アルミろう付けは、突合せ継手やT型継手などの接合部が開放的で隙間の酸化皮膜が除去しやすいため、適しています。重ね継ぎ部分の酸化皮膜は除去が難しくなるため、お勧めできません。
真空ろう付けはディップろう付けに比べてろう材の広がりが悪いため、ろう付けギャップを大きくする必要があります。
アルミニウムの真空ろう付けのプロセスは、基本的に他の金属の真空ろう付けのプロセスと同じです。ただし、皮膜の除去はマグネシウム活性剤の作用に依存するため、複雑な構造の溶接部では、母材がマグネシウム蒸気の作用を十分に発揮できるようにするために、局所的なシールドによる補助的なプロセス手段が取られることがよくあります。つまり、最初に溶接部をステンレス鋼のボックス（総称してプロセスボックスと呼びます）に入れ、次に真空炉に入れて加熱し、ろう付けすることで、ろう付けの品質を大幅に向上させることができます。必要に応じて、効果を高めるために、少量の純粋なマグネシウム粒子をボックスに追加できます。真空ろう付けされたアルミニウム部品の表面は滑らかで、ろう付け継ぎ目が緻密で、ろう付け後の洗浄は必要ありません。
真空ろう付けは、アルミニウムのフラックスフリーろう付けに新たな道を切り開き、ろう付け製品の品質を向上させましたが、主に次のようないくつかの欠点もあります。マグネシウム蒸気は炉壁、断熱スクリーン、真空システムに堆積し、装置の動作性能に影響を及ぼし、頻繁な清掃とメンテナンスが必要になります。輻射加熱に依存するため、速度が遅く均一性が悪く、特に大きく複雑な溶接部ではこの現象がより顕著になるため、サイズが小さく構造が単純な溶接部に適しています。
