母材を溶かすか、ろう材だけを溶かすか。まるで違います。

溶接継手は途切れのない冶金的結合を作り、実質的に母材と同じ材料です。ろう付け継手は母材どうしをろう材がつないだもので、ろう材は母材と別物であり、ふつうは弱い。継手の強さはろう材の強さであり、母材の三割から七割にとどまることが多いのです。重要な構造物には溶接が要ります。継手にかかる荷重が手に負える組立品なら、ろう付けで十分です。

異なる金属どうしの接合では、ろう付けが本領を発揮します。銅と鋼、ステンレスとアルミニウム、セラミックと金属。ろう材が冶金的な相性の悪さを橋渡しするのです。異種金属を溶接すると界面に金属間化合物ができ、たいてい脆くなります。特定のろう材と技法を使えば不可能ではありませんが、難しい。異種金属の接合はたいていの場合、ろう付けが正解です。

銀ろうは銀と銅にほかの金属を加えたもので、600℃から800℃と低い温度で溶け、継手はきれいに仕上がり、値は張ります。精密な仕事、宝飾、食品機器の定番です。銅ろうや銅りんろうは700℃から900℃と高めで溶け、安く、鋼どうしの接合に向きます。空調配管、自動車、一般産業でよく使われます。どのろう材にするかは、母材と用途しだいです。

真空炉あるいは水素やアルゴンの不活性雰囲気でろう付けすると、加熱中の酸化を防げ、継手はきれいに、品質は高くなります。航空宇宙、医療、高い信頼性が要る用途では当たり前のやり方です。もう一つの道は、酸化物を溶かすフラックスを使ったトーチろう付け。うまくいきますが残渣が残り、洗浄が必要になります。最上の品質を求めるなら、雰囲気制御のろう付けです。

ろう付けでは隙間がすべてです。毛細管現象には0.05から0.2ミリが要ります。詰まりすぎればろう材は入らず、開きすぎれば埋まりません。加熱中もその隙間が保たれるよう治具を設計してください。よく使う継手は、重ね継手——面積が広く強い——、突合せ継手——面積が乏しく弱い——、そして斜め継手——斜めに合わせて強度を稼ぐ——です。当社のろう付けでは、DFMの段階で継手の設計を見直します。

単純な継手ひとつなら、ふつうは溶接のほうが安い。継手が多い複雑な組立品では、炉のなかで一度にすべてが仕上がるろう付けが得です。異種金属ならほぼろう付け一択。量産では治具と炉処理で自動化もできます。天秤は形状、数量、材料の組み合わせで傾きます。