誘導ろう付け

誘導ろう付けは、誘導加熱を使用して、母材よりも融点の低いフィラー金属で 2 つ以上の材料を接合するプロセスです。誘導加熱では、通常、鉄系材料は誘導コイルからの交流電流によって生成される電磁場によって急速に加熱されます。

「誘導ろう付けは多くの金属材料に適しており、磁性材料はより容易に加熱されます。セラミック材料が関係する場合、加熱は周囲の金属部品からの伝導、またはサセプターの使用によって発生する可能性が最も高くなります」（スー・ダンカートン、1）。

Ambrell Group Application Labs によると、フィラー金属について次のように語っています。銀は融点が低いため、誘導ろう付けによく使用されます。銀銅共晶ろう付けの融点は 1100°F から 1650°F です。最も一般的でないアルミニウムろう付けの融点は 1050°F から 1140°F です。最も安価な銅ろう付けの融点は 1300°F から 2150°F です。(p1)

フィラーは手動で塗布することもできますが、半自動生産がより一般的になっているため、操作を高速化し、より均一な結合を維持するために、プリロードジョイントがより一般的に使用されています。

工業用ろう付けに誘導加熱を使用する理由はいくつかあります。選択的加熱、接合品質の向上、酸化と酸洗浄の低減、加熱サイクルの高速化、より一貫した結果、大量生産への適合性などが挙げられます。

誘導加熱は、厳しい製造公差内で非常に小さな領域に熱を与えることを目的として使用できます。接合部に近い部分のみが加熱され、部品の残りの部分は影響を受けません。部品に直接接触しないため、破損の可能性はありません。繰り返し熱にさらされることによる問題 (歪みや金属疲労など) がなくなるため、固定具の寿命が大幅に延びます。この利点は、高温ろう付けプロセスで特に重要になります。

効率的なコイル設計、慎重な固定、一貫した部品配置により、同じ部品の異なる領域に同時に熱を供給することができます。

誘導加熱は、充填材が流れるべきでない領域に流れ込むのを防ぎ、きれいで漏れのない接合部を生成します。きれいで制御可能な接合部を作成できるこの能力は、誘導ろう付けが高精度、高信頼性のアプリケーションで広く使用されている理由の 1 つです。

通常の雰囲気での炎加熱により、部品に酸化、スケール、炭素が蓄積します。部品を洗浄するには、従来、接合部を弱めるフラックスと高価な酸洗浄槽の塗布が必要でした。バッチ真空炉はこれらの問題を解決しますが、サイズが大きく、効率が悪く、品質管理が不十分なため、それ自体に大きな制限があります。誘導ろう付けは、特に急速冷却サイクルを使用する場合、酸化と高価な洗浄要件の両方を軽減します。

誘導加熱サイクルは炎ろう付けに比べて非常に短いため、同じ時間でより多くの部品を処理でき、周囲環境に放出される熱も少なくなります。「誘導ろう付けシステムは、非常に局所的な熱を素早く提供し、部品の反りや歪みを最小限に抑えます。制御された真空または不活性保護雰囲気でのろう付けにより、部品の全体的な品質が大幅に向上し、コストのかかる部品洗浄手順が不要になります」（誘導雰囲気、1）。

誘導ろう付けは、時間、温度、合金、固定具、部品の配置などの変数を非常に制御しやすいため、非常に繰り返しやすいプロセスです。RF 電源の内部電源を使用してサイクル時間を制御でき、温度制御は高温計、視覚温度センサー、または熱電対を使用して実行できます。

同じ部品を中量から大量生産するプロセスでは、一貫性をさらに向上させ、生産性を最大限に高めるために、自動部品処理システムがよく利用されます。ほとんどの場合、誘導ろう付けおよびはんだ付けは屋外で行われますが、部品を完全に清潔に保ち、酸化を防ぐために、必要に応じて制御された雰囲気で行うこともできます。誘導ろう付けは、通常、2 つの類似した金属片で最もうまく機能します。異なる金属も誘導加熱で接合できますが、特別な注意と技術が必要です。これは、材料の抵抗率、相対透磁率、熱膨張係数が異なるためです。(p1)

出典: ^[1]

• Dunkerton, S. (2001). 誘導ろう付け。2008年4月19日、TWI Centre For Materials Joiningより取得。
• 「雰囲気、I 誘導ろう付け」。ターンキー誘導加熱ソリューション。2012 年 3 月 24 日のオリジナルからアーカイブ。2008年4 月 24 日閲覧。