銅の溶接は難しいのですが、普通の溶接機で大丈夫でしょうか？何か特別なテクニックが必要ですか?

I. 通常の溶接機では作業が難しく、欠点は明らかです

1. 通常の手動アーク溶接機：ほとんど役に立たない
• このタイプの溶接機は、溶接棒の燃焼によって発生する熱に依存しています。入熱量が銅材料を溶かすには不十分です。また、銅材専用の溶接棒はほとんど市販されていません。他の溶接棒を無理に使用すると、溶接シームが不安定になるか、スラグでいっぱいになります。小さな穴を一時的に補修する場合にのみ使用できます。適切な銅溶接の場合、それはまったく信頼できません。
2. 基本的な直流TIG溶接機：薄い純銅に限定
• 基本的な DC TIG 溶接機は、小型銅端子コネクタなど、厚さ 1 ～ 3 mm の薄肉純銅をかろうじて溶接できます。しかし、陰極洗浄機能がないため、銅材表面の酸化皮膜を除去できず、溶接部にスラグが詰まりやすいなどの問題点が多くありました。入熱制御が正確ではありません。厚い銅材料を溶接すると、「圧倒されて」しまいます。また、真鍮を溶接することもできません（真鍮に含まれる亜鉛は高温で蒸発しやすく、溶接シームが脆くなる原因になります）。
3. 一般的なMIG溶接機：焼き付きなどの問題が発生しやすい
• 通常のMIG溶接機で銅材を溶接する場合、銅材を溶かすために大電流が必要となります。ただし、高電流は薄肉の銅材料を容易に焼き切る可能性があります。また、保護に純アルゴンガスを使用しても、銅材の酸化やガス吸収を抑制する効果はありません。真鍮を溶接すると亜鉛の蒸発が激しくなります。これは環境を汚染するだけでなく、溶接シームの強度を低下させ、品質要件を満たせなくなります。

要約すると、通常の溶接機は、需要の低い薄肉純銅溶接を少量しか処理できません。強度や導電性が求められる中厚銅材や真鍮、銅部品を適切に溶接するには、スポット溶接機、レーザー溶接機、ロボットレーザー溶接機などの専門設備と特殊な工程が必要です。

II.専門的な機器の方が適しており、正しい選択はシナリオによって異なります

1. スポット溶接機: 薄肉銅材料のバッチスポット溶接の第一選択
• 銅スポット溶接機は電極の圧力に依存し、接触抵抗を利用して局部の銅材料を加熱して溶かし、溶接点を形成します。その利点は速度です。各溶接点にかかる時間はわずか 0.1 ～ 1 秒です。電子部品の銅リード線の接続や小型銅部品の組み立てなど、薄肉銅材（0.1～2mm）の一括溶接に特に適しています。
• ただし、専用の銅スポット溶接機を選択する必要があることに注意することが重要です。銅は導電性が高いため、誤溶接を避けるために高電流かつ短時間の溶接パラメータが必要です。酸化や磨耗が溶接品質に影響を与えるのを防ぐために、電極も定期的なメンテナンスが必要です。
2. 高精度な銅溶接に欠かせないレーザー溶接機
• レーザー溶接機は、高エネルギーのレーザー光線を使用して銅材料を溶かします。熱影響部は非常に小さく、溶接シームを正確に制御できます。得られる溶接シームは滑らかで、後処理はほとんど必要ありません。適応範囲が広く、厚さ0.05～6mmの純銅や真鍮の溶接が可能です。精密電子機器の銅コンポーネントや医療機器の銅コネクタなど、高精度と外観要件が求められるシナリオに適しています。
• 銅材料を溶接する場合は、入熱を減らし、銅材料の変形を防ぐことができるパルス機能付きのレーザー溶接機を選択することをお勧めします。同時に、酸化とガス吸収を防止し、溶接シームの品質を確保するために、アルゴンガス保護とともに使用する必要があります。
3. ロボットレーザー溶接機: 大規模バッチの標準化された銅溶接に推奨される選択肢
• ロボットレーザー溶接機は、レーザー溶接機とロボットアームを組み合わせたもので、自動溶接を実現し、24時間連続作業が可能です。溶接精度が安定しており、人為的な作業の違いに左右されません。自動車産業の銅ワイヤーハーネスの溶接や電力機器の銅端子の一括溶接など、大量の銅溶接に適しています。
• 銅材の厚さに関してはレーザー溶接機と同様の適応範囲があり、不規則な銅部品の円周溶接シームなどの複雑な軌道溶接にも対応できます。特に大規模生産を行う企業に適しており、効率を大幅に向上させ、人件費を削減できます。

Ⅲ．銅溶接には特別な工程が必要、3つのステップで品質を確保

1. 溶接前: 徹底的な洗浄が重要です
• 銅材の表面にある油や酸化皮膜は溶接の危険性があるため、徹底的に除去する必要があります。油分の除去にはアセトンやアルコール、研磨にはサンドペーパー、純銅の酸化皮膜除去には硫酸、真鍮の処理には専用の洗浄剤を使用します。厚い銅材（8 mm以上）を溶接する場合は、熱損失を遅らせ、溶接の不完全性を避けるため、溶接前に200〜400℃に予熱してください。
2. 溶接中: パラメータと保護が適切に設定されている必要があります
• 設備や銅材の種類に応じてパラメータを調整してください。たとえば、レーザー溶接機を使用して 3 mm の純銅を溶接する場合、エネルギー密度を適切な範囲に調整する必要があります。保護ガスも必須です。純銅の溶接にはアルゴンとヘリウムの混合物を使用し、黄銅溶接にはアルゴンと 5% ～ 10% の窒素の混合物を使用し、酸化とガスの吸収を防ぐために流量を 20 ～ 25 L/min に制御します。
3. 溶接後：徐冷と検査が必須
• 溶接後、溶接シームをアスベスト布で覆い、銅材料をゆっくりと冷却し、内部応力を軽減し、変形や亀裂を防ぎます。厚い銅部品の場合は、低温焼き戻し (250 ～ 300°C で 1 時間) を行うと、応力をさらに取り除くことができます。最後に、溶接シームを検査して気孔や亀裂がないか確認し、必要に応じて電気試験を実施して、品質が基準を満たしていることを確認します。

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