アルミニウムのはんだ付け方法と技術

はんだ付けの難しさ

アルミニウムとその合金の表面は、酸化しやすいため強固な酸化被膜で覆われており、これがはんだ付けを困難にしています。さらに、はんだ付け箇所が腐食しやすいことも難点です。事前に電気めっきでアルミニウムに銅またはニッケルを施すことで、はんだ付けが容易になります。はんだ付け箇所は硫酸や苛性ソーダ溶液でエッチングされ、その後、水洗いしてから電気めき浴でニッケルまたは銅めっきを施します。ニッケルまたは銅で覆われた表面は、通常の柔らかいはんだで簡単にはんだ付けされます。しかし、電気めっきの方法は複雑で手間がかかり、比較的高価です。通常、はんだ付け前にエッジをきれいにし、アルミニウムの圧延材に特化したはんだを使用します。最も一般的なのは、工業的に純粋な亜鉛です。はんだ付け時にはこすることで約9 kg/mm²の強度を得ますが、こうした接合はすぐに腐食します。1番と2番のはんだでは強度は最低でも10 kg/mm²です。3番のはんだは特に粘性が高く、引き伸ばされる特性があり、その強度は約8 kg/mm²です。4番のはんだは脆くなりやすいですが、最大で20 kg/mm²の強度が得られます。なお、はんだ付けの強度ははんだの融点が高まるとともに増します。

アルミニウムはんだの成分比率

フラックスとはんだの成分

フラックスには松脂、ステアリン酸、砂糖を使用します。はんだを事前にブラシやスクレーパーで表面にこすり付けます。重ね合わせる接続には、粉末状の塩化亜鉛をはんだとして使用することもあります。はんだ付けのために清浄された表面に乾いた塩化亜鉛の粉末をかけて加熱します。塩化亜鉛は腐食性煙を発しながら溶け、反応によりアルミニウムが塩素と結合して蒸発し、溶けた亜鉛がアルミニウムと結合して表面層に浸透します。このように、表面が亜鉛でコーティングされ、亜鉛とアルミニウムの合金で部品が接続されます。

はんだ付けの最適化

はんだ付けした重ね合せた部分を加熱することで、その部分は強固に接合され、腐食に対して強くなります。より強力なはんだ付けには、より高融点のはんだと特別なフラックスが必要です。例えば、特別なアルミニウム用はんだは、銅が25−30%、シリコンが4.7%、残りがアルミニウムで構成されています。このはんだは525 °Cで溶け、塩化リチウム25−30%、フッ化カリウム8−12%、塩化亜鉛8−15%、塩化カリウムが残りの特別なフラックスと共に使用されます。このフラックスは450 °Cで溶け、アルミニウムの強力なはんだ付けを可能にします。

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