異種金属の溶接 - 難しさと考え方

異種金属の溶接が難しい理由

異種金属の溶接とは、材質の違う金属どうしを溶かしてつなぐことです。同じ金属どうしの溶接と比べて難しくなるのは、主に次の性質が材料ごとに違うためです。

• 溶ける温度が違い、片方だけが先に溶けてしまう
• 熱の伝わりやすさが違い、熱が片側に逃げやすい
• 熱による伸び縮みの量が違い、冷えたあとに割れや反りが出やすい
• 組み合わせによっては、溶けて混ざった部分に硬くてもろい層ができる

とくに最後の点は、見た目がきれいでも強度が出ない原因になります。外観だけで良否を判断しにくいのが、異種金属溶接の難しいところです。

組み合わせによって難易度は大きく違う

異種金属といっても、組み合わせによって扱いやすさは大きく変わります。一般的な傾向を整理すると、次のようになります。

ここに挙げたのはあくまで一般論で、板厚や形状、求める強度によって結論は変わります。材料そのものの性質は金属加工ガイドも参考になります。

レーザー溶接で意識したいポイント

レーザー溶接は熱を狭い範囲に集中できるため、溶けて混ざる量を小さく抑えやすい方式です。異種金属では、この混ざる量をどう管理するかが要点になります。

1. ビームの狙い位置を、溶けにくい側や熱が逃げやすい側に少し寄せて調整する
2. 必要に応じて溶加材(ワイヤー)を使い、溶けた部分の成分を整える
3. すき間と面の段差をそろえ、治具で位置を安定させる
4. 表面の油や酸化膜を落としてから溶接する

溶接以外の方法も視野に入れる

異種金属の接合は、溶接だけが答えではありません。ボルトやリベットなどの機械的な締結、ろう付け、接着など、用途によってはこちらの方が確実で安く済む場合もあります。

また、異なる金属が接した状態で水分があると、片方が腐食しやすくなる電食という現象が起こることがあります。使用環境も含めて接合方法を選ぶことが大切です。溶接での対応を検討される場合は、材料と用途をお知らせいただければお問い合わせフォームからご相談いただけます。