ろう付けと溶接による金属の接合
金属の接合には、溶接、ろう付け、はんだ付けなど、いくつかの方法があります。溶接とろう付けの違いは？ろう付けとはんだ付けの違いは何でしょうか？その違いと比較優位性、一般的な用途を探ってみましょう。このディスカッションは、金属接合についての理解を深め、お客様の用途に最適なアプローチを特定するのに役立ちます。
ろう付けの仕組み
A ろう付け継手 は、溶接継手とはまったく異なる方法で作られる。最初の大きな違いは温度で、ろう付けは母材を溶かさない。つまり、ろう付けの温度は母材の融点よりも必ず低くなります。また、ろう付け温度は、同じ母材であれば溶接温度よりも大幅に低いため、エネルギー消費量も少なくて済む。
ろう付けが母材金属を融合させないのであれば、どのように接合するのでしょうか？ろう付けは、金属フィラーと接合される2つの金属の表面との間に金属学的結合を形成することによって機能する。金属フィラーが接合部を通って引き込まれ、この結合を生み出す原理は毛細管現象である。ろう付け作業では、母材に広く熱を加える。次に、加熱された部品に金属フィラーを接触させる。ろう材は母材の熱によって瞬時に溶け、毛細管現象によって接合部を完全に貫通する。これがろう付け接合である。
ろう付けの用途には、電子・電気、航空宇宙、自動車、HVAC/R、建築などが含まれる。例えば、自動車の空調システムから高感度ジェットタービンのブレード、人工衛星の部品、高級宝飾品まで多岐にわたります。ろう付けは、銅や鋼などの異種母材や、タングステンカーバイド、アルミナ、グラファイト、ダイヤモンドなどの非金属の接合を必要とする用途で大きな利点を発揮します。
比較優位。第一に、ろう付け接合は強い接合である。適切に作られたろう付け継手（溶接継手のようなもの）は、多くの場合、接合される金属と同じかそれ以上の強度を持つ。第二に、接合は比較的低温で行われ、その温度は約1150°F～1600°F（620℃～870℃）である。 
最も重要なことは、母材が決して溶融しないということである。母材が溶融されないため、母材は通常、その物理的特性のほとんどを保持することができる。この母材の完全性は、薄肉および厚肉接合部を含むすべてのろう付け接合部の特徴です。また、熱量が低いため、金属の歪みや反りの危険性が最小限に抑えられます。温度が低ければ、必要な熱量も少なくて済みます。
ろう付けのもう一つの重要な利点は、フラックスまたはフラックス入り/コーティング合金を使用して異種金属を簡単に接合できることである。母材を溶かして接合する必要がなければ、融点が大きく異なっていても問題にはならない。鋼と銅をろう付けするのも、鋼と鋼をろう付けするのと同じくらい簡単だ。溶接の場合は、母材を溶かして融合させなければならないので話が違う。つまり、銅（融点1981°F/1083℃）と鋼（融点2500°F/1370℃）を溶接しようとすれば、かなり高度で高価な溶接技術を用いなければならない。従来のろう付け手順で異種金属を接合するのは非常に簡単であるため、アセンブリーの機能に最適な金属を選択することができ、融点がどんなに異なっていても接合に問題はありません。
また ろう付け継手 は滑らかで好ましい外観を持つ。ろう付け継手の小さく整然とした隅肉と、溶接継手の厚く不規則なビードとは、一夜にして比較にならない。この特性は、外観が重要な消費者向け製品の接合部にとって特に重要である。ろう付け継手は、ほとんどの場合、仕上げ加工を必要とせず、「そのまま」使用できる。
ろう付けは、溶接に比べてもうひとつ大きな利点がある。それは、作業者は通常、溶接技術よりも早くろう付け技術を習得できるという点である。その理由は、両工程の本質的な違いにある。直線的な溶接継手は、熱の適用とフィラーメタルの析出を正確に同期させてトレースする必要がある。一方、ろう付け接合は、毛細管現象によって「自 作」する傾向がある。実際、ろう付けに関わる技術のかなりの部分は、接合部の設計と技術に根ざしている。高度に熟練したオペレーターのトレーニングの比較的な速さは、重要なコスト要因である。
最後に ろう付け は自動化が比較的容易である。ろう付けプロセスの特徴である、幅広い熱用途とろうの位置決めのしやすさが、問題の可能性を排除するのに役立っている。接合部を自動的に加熱する方法、ろうの形状、ろうの堆積方法は多数あり、ほぼすべての生産レベルにおいて、ろう付け作業を容易に自動化することができる。
溶接の仕組み
溶接は、金属を溶かし、融合させることによって接合するもので、通常、溶接用溶加材を加える。通常、接合された金属と同じかそれ以上の強度を持つ。金属を融合させるには、接合部分に直接集中的に熱を加える。この熱は、母材（接合される金属）と溶加材を溶かすために高温でなければならない。そのため、溶接温度は母材の融点から始まる。 
溶接は一般に、両方の金属部分が比較的厚く（0.5インチ／12.7mm）、一点で接合される大型組立品の接合に適している。溶接継手のビードは不規則であるため、通常、化粧継手を必要とする製品には使用されない。用途としては、輸送、建設、製造、修理工場などがある。例えば、ロボット組立品、圧力容器、橋梁、建築構造物、航空機、鉄道客車および線路、パイプラインなどの製造が挙げられる。
比較優位。溶接の熱は強烈であるため、一般的に局所的でピンポイントである。このピンポイントには利点がある。例えば、2枚の小さな金属片を1点で接合する場合、電気抵抗溶接が実用的である。これは、何百、何千という単位で強力で永久的な接合部を作るための、迅速で経済的な方法である。
しかし、接合部がピンポイントでなく直線的な場合、問題が生じる。溶接の局所的な熱が不利になる可能性があるのだ。例えば、2枚の金属片を突き合わせ溶接する場合、まず金属片の端を開先して溶接溶加材が入るスペースを確保する。次に溶接を行う。まず接合部の一端を溶融温度まで加熱し、次に接合線に沿ってゆっくりと熱を移動させ、熱と同期して溶加材を析出させる。これが典型的な従来の溶接作業である。適切に作られたこの溶接接合部は、接合された金属と少なくとも同等の強度を持つ。
しかし、この直線接合溶接法には欠点もある。接合は、母材と溶加材の両方を溶かすのに十分な高温で行なわれる。この高温は、母材の歪みや反り、溶接部周辺の応力などの問題を引き起こす可能性がある。接合される金属が厚い場合は、こうした危険 性は最小限に抑えられるが、母材が薄い部 分の場合は問題になる可能性がある。また、熱はエネルギーであり、エネルギーには金がかかるため、高温は高価である。接合に必要な熱量が多ければ多いほど、接合部の製造コストは高くなる。 
では、自動溶接工程を考えてみよう。一つのアセンブリーではなく、何百、何千ものアセンブリーを接合する場合はどうなるだろうか？溶接はその性質上、自動化には問題がある。1点での抵抗溶接接合は、自動化が比較的容易である。しかし、その点が線になると、つまり線形接合になると、再び線をトレースしなければならない。このトレース作業を自動化することは可能で、例えば、接合ラインを加熱ステーションを通過させ、大きなスプールからフィラー・ワイヤーを自動的に供給する。しかし、これは複雑で厳密なセットアップであり、同一部品を大量に生産する場合に限られる。
溶接技術は絶え間なく進歩していることを覚えておいてほしい。電子ビーム、コンデ ンサ放電、摩擦、その他の方法によって、生産ベー スで溶接を行うことができる。これらの高度なプロセスは通常、特殊で高価な装置と、複雑で時間のかかるセットアップを必要とする。短期間での生産、組立構成の変更、または典型的な日々の金属接合要件に実用的かどうかを検討してください。
正しい金属接合プロセスの選択
永続的で強度の高い接合部が必要な場合、金属接合は溶接に絞られるだろう。 ろう付け.溶接とろう付けはどちらも熱とろう材を使用する。 
どちらも本番ベースで行うことができる。しかし、似ているのはここまでである。ろう付けと溶接は異なる働きをするため、ろう付けと溶接の注意点を覚えておこう：
組み立てサイズ
母材部分の厚さ
スポットまたはライン・ジョイントの要件
接合される金属
最終組立に必要な数量
他の選択肢は？機械的に固定された接合部（ネジ止め、かしめ、リベット止め）は、一般に、強度、衝撃や振動に対する耐性、漏れのない気密性において、ろう付け接合部に及びません。接着剤による接合やはんだ付けは、永久的な接合を提供しますが、一般的に、どちらもろう付け接合部の強度を提供することはできません。また、一般的に200°F (93°C)以上の温度に対する耐性を持つ接合部を作ることもできません。永久的で堅牢な金属同士の接合には、ろう付けが有力な候補となります。