金属接合とは？ 各種類の特徴とおすすめの接合技術をご紹介

接合加工の一種「金属接合」

接続加工は組み合わせる素材によって様々な種類がありますが、金属同士の接合を「金属接合」と呼びます。私たちの生活圏としてイメージしやすい例としては、缶飲料のプルダブは金属接合による加工が用いられています。また、自動車や船舶等に内蔵されているモーターにも金属接合による加工が行われています。
部品の強度などが特に重要でない場合、メンテナンスなどを後から行いやすくするために、必要な箇所を分解できる構造に備えるのが一般的です。
金属部品同士を組み立てる際、さまざまな接合方法が利用されますが、金属接合において最も注目すべき特性の一つは、異なる種類の金属を一体化できることでしょう。異なる部品の組み合わせによって、新たな製品や構造物を作り出すことができるのです。

金属接合が注目されている背景

様々な種類の金属同士を組み合わせる「金属接合」ですが、主にテクノロジー業界で注目を集めています。その背景には、テクノロジーデバイスに対する小型化・軽量化・省エネ化のニーズが高まっている点が挙げられます。
もちろん、軽量化と金属の相性は良いとは言えず、軽量化で主に期待を集める素材は一般的に樹脂をイメージされるかと思います。しかし、例えば自動車などを製造する際に全ての部品を樹脂素材にするわけにはいきません。ある程度の強度を担保しながらも軽量化を図っていくために、適した金属素材を組み合わせる加工技術が求められるのです。

金属接合の種類

異なる金属同士を接合する金属接合は、接合原理の違いによって「材料的接合」「科学的接合」「機械的接合」の3種類に分類されます。

材料的接合

材料的接合は溶接を主とした接合方法です。母材を加熱し溶かした状態で接合する「溶融接合」と、母材をほとんど溶かさない状態で接合する「界面接合」とに分類されます。用途・目的に沿って最適な溶接方法を選択し、金属同士を接合させる必要があります。

溶融接合

溶融接合は、母材の接合部を加熱して溶かした状態で接合する方法です。強度の高い接合が可能ですが、母材を溶かすため、母材に変形や歪みを与えたり、金属にダメージを与える可能性があります。

固相接合

固相接合は、接合したい金属同士を密着させて圧力等を加えることで、金属同士が接している面に塑性変形を生じさせて接合する方法です。金属同士を原子レベルで接合するため、強度の高い接合が可能。また、母材の融点以下の温度で行う接合なので、母材の金属特性を保ったまま接合することが可能です。

ろう接

接合したい金属よりも融点の低いろう材を、接合部に流し、接合する方法です。母材を溶かさないので、金属の形状や特性を保ったまま接合することができます。溶加材である、ろう（蝋）の融点の違いで２種類に分けられ、融点が450℃以上の硬ろうを使用する場合は「ろう付け」、融点が450℃未満の軟ろうを使用する場合は「はんだ付け」といいます。

化学的接合

化学的接合は界面に働く原子やイオン、ファン・デル・ワールス力やアンカー効果などを利用した接着です。接着剤による金属接合の歴史は古く、現代でも広く利用されています。

機械的接合

「ねじ固定」「圧力固定」「焼き嵌め固定」「カシメ固定」等による接合が機械的接合です。

ねじ固定

安価かつ容易に接合できます

圧力固定

接着剤と併せて接合することで、強度の高い接合を実現できます

焼き嵌め固定

金属を加熱することによって生じる膨張を利用します

カシメ固定

金属を変形させる塑性加工の一種。板状の金属を重ね、塑性変形を活用して接合します

金属接合方法の選び方のポイント

ご紹介した通り、金属接合には様々な種類がありますが、適した種類を選ぶ方法は2通りに分かれます。
まず一つ目は、接合させる金属の性質によって選択する接合方法が限られてきます。接合方法によっては金属の耐久性が足りなかったり、接着剤の種類と合わないケースが起こり得るため、まずは接合を施す異種金属の特性を把握する必要があります。
もう一つは、優先させたい内容に沿って接合の種類を選択する方法です。例えば、接合の綺麗さや外観を重視したいのか、あるいは接合の効率性・スピードを重視したいのかによって活用する接合方法は変わってきます。

超音波金属接合のことなら精電舎電子工業

超音波金属接合の特徴

固相接合の一種である超音波金属接合は、接合面が原子レベルで結合する点、融点以下の接合であるため熱影響および物性への影響が少ない点から、以下のような優れた特長を持ちます。

• 丈夫な接合が可能（引っ張り強度が高い）
• 異種金属同士、異素材同士の接合が可能
• 母材の強度を保てる（母材本来の金属特性を保持できる）
• 電気抵抗値が小さく、電流のロスが少ないため配線の接合にも最適

超音波金属接合は作業性・コスト面でも優れる

超音波金属接合は、繊細なワーク / 薄いワーク の接合が可能です。他の接合法と比較しても短時間で接合できます。
接合時の電力も非常に少なく、省エネルギーでの運用が可能であるため、ランニングコストが少なく済みます。
また、超音波金属接合機は作業者の熟練度を必要とせず、導入後すぐに生産を開始できます。

精電舎電子工業の超音波金属接合ソリューション

精電舎電子工業では、超音波金属接合に関するソリューションを提供。超音波金属接合機の開発・設計・製造・販売や、工具ホーン・受治具の製作を行っています。
専門技術員による接合のご相談やテストも随時承っております。製品の開発段階から承りますので、お気軽にご相談ください。
▶︎▶︎精電舎電子工業の超音波金属接合技術について詳しく見る

精電舎電子工業について

「溶着溶断装置と応用加工技術」を総合的に提供

「溶着溶断装置と応用加工技術」を総合的に提供できるユニークなメーカーとして、また良きコンサルタントとして、今日に至っております。

装置に用いる技術として超音波の「音波」、高周波の「電波」、レーザの「光波」、この3つの波動エネルギーをコアテクノロジーとしており、それらの応用技術を駆使した装置を提供しております。

その基本は、精電舎電子工業独自の研究開発システムと、創業当初から継続している全国の国公私立大学との緊密な産学協同開発体制から生まれた多くの特許や蓄積されたノウハウにあります。

この長年培った膨大なノウハウをもとに、当社が保有する様々な工法の中からお客様に最適な工法をご提案いたします。工法提案の他にも溶着形状の提案や作業効率の改善、品質の向上、生産ラインの自動化などにつきましても是非お気軽にご相談くださいます様お願いいたします。

企業情報

「溶着溶断装置と応用加工技術」を総合的に提供

「溶着溶断装置と応用加工技術」を総合的に提供できるユニークなメーカーとして、また良きコンサルタントとして、今日に至っております。

装置に用いる技術として超音波の「音波」、高周波の「電波」、レーザの「光波」、この3つの波動エネルギーをコアテクノロジーとしており、それらの応用技術を駆使した装置を提供しております。

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この長年培った膨大なノウハウをもとに、当社が保有する様々な工法の中からお客様に最適な工法をご提案いたします。工法提案の他にも溶着形状の提案や作業効率の改善、品質の向上、生産ラインの自動化などにつきましても是非お気軽にご相談くださいます様お願いいたします。