銅とステンレスのロウ付けは難しい？加工方法とロウ材の選び方を解説

銅とステンレスのロウ付けが難しい理由

銅とステンレスは性質が大きく異なるため、ロウ付けが非常に難しい組み合わせです。

両者は熱膨張率に違いがあり、加熱時や冷却時に生じる変形や歪みがロウ付けの難易度を高める原因の一つです。この違いが、ひび割れや剥離を起こします。

さらに、ステンレスは表面に不動態酸化被膜を形成しやすく、この被膜がロウ材の濡れを妨げることがあります。

このような物理的・化学的な要因が重なるため、銅とステンレスのロウ付けは高度な技術と経験が求められます。銅とステンレスのロウ付けの難易度が高い理由を詳しく見ていきましょう。

熱膨張率の違いで歪みやすい

銅とステンレスは熱膨張率に大きな差があります。

銅は熱を受けると大きく膨張しやすい一方、ステンレスは比較的膨張率が小さいため、加熱や冷却の際に接合部に応力が集中しやすいです。この応力によって、接合部分が歪んだり、最悪の場合はひび割れや剥離といったトラブルが発生する可能性があります。

とくにロウ付けでは高温での作業が必要なため、両者の膨張収縮のわずかな差が品質に大きな影響を与えるのです。

そのため、銅とステンレスのロウ付けでは、熱の伝わり方や冷却速度を慎重に管理し、歪みを最小限に抑える工夫が必要です。これを怠ると、せっかく接合しても長期間の使用に耐えられない不良品になってしまう恐れがあります。

酸化被膜がロウ材の広がりを妨げる

ステンレスの表面には常温でも不動態酸化被膜が形成されていますが、加熱によりその被膜が厚くなりやすく、銅も加熱によって酸化被膜を形成します。

この酸化被膜は金属表面を保護する役割もありますが、ロウ付けにおいては障害となる存在です。なぜなら、酸化被膜があるとロウ材が均一に広がらず、母材との濡れ性が低下して接合強度が著しく低くなるためです。

とくにステンレスはクロムを含んでおり、高温になると酸化被膜が成長しやすく、より厚くなる傾向があります。これにより、ロウ材が部分的にしか流れず、隙間の充填が不完全になるケースが多く見られます。

高品質なロウ付けには、酸化被膜の除去とその再形成の防止が大切です。

銅とステンレスのロウ付けに適したロウ材の選び方

銅とステンレスのロウ付けでは、銅の熱伝導性やステンレスの耐食性など、両素材の特性を踏まえて適切なロウ材を選定することが非常に重要です。選び方を誤ると、接合強度の低下や腐食リスクが高まり、製品寿命にも大きく影響します。

一般的に、銀を主成分とした銀ロウがよく使われますが、銅リン系のロウ材はステンレスには使用できないため注意が必要です。

使用環境の温度や求められる強度によって、最適な種類は異なります。高温環境では耐熱性の高いロウ材が必要ですし、水や湿気の多い環境では耐食性も考慮すべきです。

銅とステンレスの組み合わせにおいては、ロウ材の濡れ性や流動性が仕上がりに直結するため、選定段階から慎重な検討が必要です。目的に応じて選ぶことで、銅とステンレスのロウ付け品質を高められるでしょう。

銅とステンレスのロウ付けが得意な製作会社の見極め方

銅とステンレスのロウ付けは高度な技術を要するため、加工を外注する際には製作会社の選定が重要です。

まず確認したいのは、異種金属のロウ付けに関する豊富な実績があるかどうかです。実績が豊富な製作会社は、銅の熱伝導性やステンレスの酸化特性など、素材の組み合わせによる特性や注意点を熟知しており、品質の高い仕上がりが期待できます。

また、設備の充実度や対応の柔軟性も大きなポイントです。多様なロウ付け設備を備え、加熱方法や加工サイズに幅広く対応できるかどうかは、複雑な要件に応えるうえで重要です。

それぞれのポイントを、詳しく見ていきましょう。

異種金属のロウ付けの製作事例が豊富か

銅とステンレスのような異種金属のロウ付けは、同種金属とは異なる知識と経験が必要です。そのため、製作会社を選ぶ際には、異種金属のロウ付けに関する具体的な事例が豊富にあるかどうかを確認することが大切です。

実績が豊富であれば、それだけ多くのパターンに対応してきた証拠であり、予想外のトラブルや素材ごとのクセにも的確に対応できる可能性が高まります。とくに銅とステンレスは膨張率や酸化特性が大きく異なるため、経験の浅い製作会社では接合不良や強度不足などの問題が起こりやすくなります。

信頼性のある製作会社は、自社の技術力を示すために製作事例を積極的に紹介していることが多く、それを通じて加工精度や品質管理体制の水準を見極められるでしょう。

小池製作所には、異種金属のロウ付けの実績が豊富にあります。ロウ付けの難易度が高い素材同士でも、知識と経験を持つ技術者がご要望にお応えいたします。

弊社の製作事例については、以下のページもご覧ください。

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設備が豊富で柔軟に対応してくれるか

銅とステンレスのロウ付けを外注する際には、製作会社の設備の充実度も重要なチェックポイントです。

加熱方法ひとつを取っても、トーチ加熱、誘導加熱などさまざまな手法があり、素材や形状、数量によって適切な方法は異なります。柔軟な対応が可能な製作会社は、これら複数の加熱設備を備えており、形状が複雑な部品や異なるサイズのロットにも的確に対応できます。

また、特殊形状や微細加工への対応力がある会社は、加工の自由度が高く、試作段階でも技術的な提案を受けやすく、品質と効率を両立させられるでしょう。

小池製作所は銅とステンレスのロウ付け実績がございます

銅とステンレスのロウ付けは、双方の特性の違いから難易度が高い加工方法です。作業には専門的な知識はもちろん、品質を高めるための技術も必要です。外注先を選ぶ際は、その製作会社の技術力や設備の充実度などをチェックしましょう。

小池製作所では、銅とステンレスを始め、さまざまな異種金属のロウ付けに対応してきました。モノづくりの街大田区で60年以上、金属加工に向き合い続けてきたプロが対応いたします。

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