銅およびその合金の溶接技術
準備作業
準備段階では、銅の溶接技術が表面の徹底的な清掃を必要とします。溶接部分と接合する端を金属製のブラシやスクレーパーで磨いて光沢を出し、次にガソリン、ホワイトスピリット、または他の溶剤で脱脂します。接合面の間の隙間は2mmを超えてはならないため、部品は互いに圧着されます。
溶接の課題
· 銅の溶接技術には以下の課題があります。
熱膨張係数が高いため、残留変形と応力が発生しやすくなります；
· 優れた熱伝導率により、溶融プールの冷却速度が速くなります。これにより、溶接部の品質が低下し、粒成長を引き起こします。この現象に対抗するために、高線エネルギーを用いた溶接が効果的です；
· 冷却する金属の高い鋳造収縮によって、溶接部およびその周辺の大きな変形、残留変形と応力が引き起こされます；
· 溶融銅は水素を容易に吸収し、水の泡を生成します。これにより、多数の亀裂や穴が生じる可能性があります。これは水素銅病と呼ばれる現象です；
· 溶融金属からの亜鉛の激しい蒸発は、溶接部の多孔性を引き起こす可能性があります；
· 溶融銅は流動性が高いため、溶接（特に頭上や垂直位置）の難易度が増します；
· 加熱された銅は酸化しやすく、耐火性酸化物の生成を促進します。
溶接が完了したら、最初に溶接部を叩き、その後600℃から660℃でアニーリングすることで、細粒構造を持つ溶接部と化学成分の均一化を図ります。
溶接ワイヤ
使用前に、硝酸（75 cm³/リットル）の水溶液または塩酸と硫酸の混合（比率100:1）の水溶液でエッチングして洗浄し、次に水で洗い、さらにアルカリで洗った後、再び清潔な流水で洗い流します。洗浄後、ワイヤは熱風で乾燥させます。高品質な溶接のためには、銅電極の予備焼成が必要で、これにより水素病のリスクが軽減されます。
保護性大気
銅と銅合金の溶接技術は、保護ガス環境での施行を想定しており、窒素、アルゴン、ヘリウムあるいはその混合ガスが使用されます。特に窒素環境での溶接が最も効果的で、アーク放電の高い効率が得られます。
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