はんだとは
金属の接合剤として使用されている
はんだは鉛とすずを主に混ぜた合金でできています。融点(金属が溶ける温度)が比較的に低い金属です。合金とは複数の金属を混ぜて強度を上げたり融点の温度を調整したりしたものです。
はんだは鉛とすずが混ざっていますが鉛とすずの割合によって融点が変わるのではんだこての温度調整にも関係してきます。販売されているはんだによっては割合が違うので購入時にはしっかりと確認しましょう。
フラックスについて
はんだによってはフラックスというものが混ざっているものがほとんどです。フラックスとは母材及びロウ材(はんだ含む)の酸化物の除去や母材表面の保護などしてくれる溶剤で簡単に説明すると金属接合のスムーズ化や腐食防止などのメリットがあります。
基本的には銅＋銅以外での金属の組み合わせを溶接で接合する場合や酸化していて古い金属などの場合はフラックスを使用しないと接合できません。
はんだこてとはんだ付け
はんだ付け(軟ろう付け)とは
はんだこてを使用してのはんだ付けは中学校の授業で体験した方も多いかと思います。授業ではんだ付けについて詳しく聞いたと思いますが、忘れている方もいると思うのでおさらいしておきましょう。
溶接は高圧、高熱の火で鉄が溶けるまで火を当ててというイメージだと思いますが、はんだ付けはガスと酸素を使用しての溶接とは違って、主に電気を使用した溶接です。溶ける温度が他の材質に比べて低く高温である必要もありません。中学校の授業で使用するには安全で向いています。
はんだごてとは
はんだごては金属を加熱して接合するために使用する道具で、はんだ付け(軟ろう付け)に使用されることが多いです。はんだこてにはコンセント式や電池式など電気を使用したものがほとんどですが中には火を使うものもあります。
中学校の授業で使うのに火は危険なので使ったことがあるのは電気式の方だと思います。はんだごてにも種類があり、自分が何に使用するのかによってはんだごてを選ぶ必要があるので用途に合ったものを選びましょう。
はんだ付けを含む溶接の種類
溶接の種類
溶接には大きく分けて融接、圧接、ろう付けとあります。はんだ付けはろう付けに分類されますが、ろう付けにも種類があり軟ろう付けと硬ろう付けに分類されます。ろう付けの特徴としては母材は溶かさずに溶加材(ろう材、はんだ)を溶かして接合します。
硬ろう付けは銅＋銅をろう材でガスと酸素を使用した溶接機の高温の火で接合することが多いです。銅配管の溶接に用いられることが多くエアコンと室外機を繋ぐ冷媒ガスが通った配管などを溶接するのに使用されます。
母材を溶かさない＆溶けないのが特徴
軟ろう付け(はんだ付け)で使用される溶加材ははんだですが融点(溶ける温度)が450℃以下の物を軟ろうと分類します。はんだの鉛の融点は327℃、すずの融点は231℃とされているので鉛単体の融点でも450℃を超えないため軟ろうに分類されます。
硬ろう付けの銅＋銅の溶接で使用される硬ろう(りん銅ろう)は640℃～780℃で母材の銅は1085℃です。640℃以上1085℃以下に母材を熱することでろう材だけを溶かして接合するという方法が多いのが硬ろう付けです。
はんだに含まれる材質
低い温度で溶ける鉛とすずが混ざったもの
はんだは鉛とすずが主に混ざったものと説明しましたが、他にはフラックスで加工されているものも販売されています。他にも鉛フリーはんだというものもあってその名前の通り鉛が含まれていません。
鉛が含まれていないという事は融点が低く軽いという事になります。はんだに合金を使用する理由は多くありますが融点の調整の他に強度面や光沢、電気の伝導率や腐食防止など多く理由があります。はんだごてとはんだは用途によってしっかり選ぶ必要があります。
鉛が多いほど溶けないように
鉛の方が融点が高いので比率が高くなるほど溶けにくくなります。融点が低いほど溶接の中で強度面では劣ります。溶けにくいものは強度があると考えてもらってもいいです。家庭にある電子機器類が壊れたりしてレンジでチンして治ったという話を聞いたことありませんか。
予想になりますが基盤部分のはんだが割れたり溶けたりして故障していたのがレンジの熱によって溶けて良い感じに接合されたのではないかと思います。基盤部分を溶けないようにしてはんだだけを溶かし、レンジで接合するのはかなり難しいので運がよかっただけだと思います。絶対に真似はしないように。
はんだごての種類
ニクロムヒーター
はんだこての先端付近までにニクロム線という線を巻き付け、その線に通した電気でニクロム線を温め外側からはんだごて本体を温めるというものです。簡単に説明すると古いはんだごてです。外側から温めるという事で逃げる熱量が多く適正温度に達するのが遅いです。
セラミックヒーター製のものよりも比較的安価で販売されていることが多いです。金属接合におすすめなのはこちらのはんだごてです。規格ワット数にもよりますが熱容量が大きいので高温にも対応できます。20ワット～30ワットのもので十分ですが電気を通すための金属接合以外に使うのであれば40ワット～60ワットの方が良いです。
セラミックヒーター
セラミックヒーターといえばすぐに温まりやすいという事で人気です。精密部品や基盤部品などの細かい接合に向いています。速く温まるという事でセラミックヒーターは人気ですがはんだごても同じ特徴を持っています。
何回も使う予定があるのであればセラミックヒーターのほうが温まる時間を待たなくていいのでおすすめですがニクロムヒーターよりも高価なので値段にはご注意ください。精密作業に使用することが多いので20ワット～30ワットのもので十分です。
はんだごての設定温度
高い温度がいいわけではない
はんだごてといえば高温で高性能みたいに思われているかもしれませんが、高温であればいいというわけではありません。高温だと溶けるのも早く流動性もいいかもしれませんがはんだの設定温度が高くなって関係ない部分を焦がしたりと高温がいい訳ではありません。
温度が設定できるもので必要なワット数のはんだごてを選選びましょう。鉛フリーはんだならすぐに溶けるので先端が高い温度でなくても問題ありません。
設定温度で最適に溶けるように
はんだごての温度設定といっても温度調整ができないものでは設定温度が分かりません。はんだの種類と母材によって適正温度は変わります。適正温度ははんだごてを使用する母材や基盤本体が溶けるのか溶けないかで考えるのが一番簡単です。
融点を大きく超える温度だと溶けたはんだの流動性がよくなった風に感じますが少しずつ溶かしていくほうが作業はやりやすいです。はんだごてで触れた瞬間にはんだが一気に溶けてしまうとはんだの量の微調整ができないので溶けるか溶けないかの温度より少し高めでの作業が一番ベストです。
はんだごてでのはんだ付けの注意点
はんだごての先端をきれいに
はんだごてを使用していると古い先端の調子が悪くなることもよくあります。先端の色がおかしかいはんだごてはメンテナンスが必要です。長期間使っている古いはんだごては温度には問題ないはずなのにはんだを溶かすのに時間がかかったりするようになります。
古い先端は特にきれいにしてあげましょう。簡単なのははんだをこて先に付着させて汚れを取るといった方法や、はんだごてを使用しないときは先端にはんだを付着させておくと長持ちします。
先端は温度帯によって何種類か用意
はんだごての先端にも種類があり、用途によって使い分けることではんだ付けをスムーズに行うことができます。先端の付けかえれない物よりもどうしても高価になってしまいますが、はんだごてを長期的に運用するつもりでしたらはんだごての先端を交換できるものを購入しておくのがおすすめです。酸化したはんだなど溶けにくい場合に役立ちます。
はんだごてで接合できるもの
接合できないものは少ない
はんだごては基本的に相手を選びません。強度面や使用目的では問題が出てきますがただくっつけるだけでいいのであればだいたいは可能です。簡単なものであればはんだで接合できますが基本的には電気配線の接合など細かい作業向きなので大きなものを接合することには向きません。
鉛の比重を増やせば多少強度は上がりますが軟ろう付けなのであまり期待はしないようにしましょう。母材を溶かさない溶接は基本的には弱いです。母材は酸化すると一気に溶接しにくくなります。
アルミ・ステンレスは厳しい
アルミやステンレスははんだ付けではできません。というよりろう付けではできません。母材が溶けない溶接では接合することが難しくなっています。はんだ付けでできないというよりろう付けでは厳しいという事です。
ただろう材や職人さんの腕によっては可能かもしれませんが素人には決してお勧めできません。やるならアーク溶接など母材を溶かして接合する溶接方法がおすすめです。ステンレスなどはガス溶接よりアーク溶接の方がおすすめです。
はんだごて使用用途
基盤などの電気の通り道作成
はんだごてでイメージしやすいのは基盤などに使われているところだと思います。家にあるいらない機械類を解体して基盤を観察してみるとわかりますが、基盤の中の細かい部品の接合に使われています。電気を通す必要がある部品の配線を繋ぐ役割をしてくれます。
機械の調子が悪く基盤部分が原因であればはんだが割れていたり、溶けていて電気を通せていない場合などは意外と自分で治せたりします。金属同士の電気の通り道の橋を作ってあげるイメージです。
金属の接合
はんだ付けで金属の接合はできますがやはり強度面で心配なので小物や雑貨を作るだけにとどめておきましょう。金属を接合するときは古い金属などを使うと酸化していて接合しにくかったりするのでご注意ください。
酸化している部分を削ってあげたりするとうまく接合できたりします。はんだ付けに限らず古い金属や酸化している金属は接合が難しいです。小物や雑貨を作るのしてもできるだけ古くなく、酸化してないものを用意しましょう。
まとめ：温度調整は大事！
温度調整は慣れも必要
はんだ付けだけに言えることではありませんが、はんだづけは回数をこなせばうまくなります。先端の種類によって使いにくいものもあるかもしれませんが、先端も使い分けれるようになりましょう。
他の溶接においても先端は使い分けれるほうがいいです。慣れれば慣れるほど時間もかからないようになり、やりにくい状態のはんだ付けでも綺麗に仕上げれるようになります。温度調整もどの溶接においても慣れなので回数をこなして感覚でわかるようになりましょう。
温度設定ができるはんだごてがおすすめ
はんだごては100均でも用意でき、問題なく使用できますが何回も使うことが難しく、温度設定ができないので、少しコストはかかりますがいいはんだごてを購入するのがおすすめです。
簡単な雑貨や小物を少しだけ作るのであれば安いもので問題ないですが、溶けたりこげたらまずいものに接合する場合は100均のはんだごては温度設定ができないので失敗のリスクが大きくなります。また、はんだごて自体の耐久性も良くないので先端のメッキがはがれてはんだが溶けない状態にもよくなります。
はんだごての選び方など気になる方はこちらをチェック！
はんだごての選び方や100均のはんだごてを使用したDIYなどが気になる方はチェックしてみてください。
はんだごての選び方！大事なことは種類？温度？その違いや特徴を解説！初心者必見
DIYや電子工作で使う「はんだごて」ですが、最適な作業をするのにはどのような種類のはんだごてを使ったらいいのか選び方に迷う時はありませんか？...
ダイソーのはんだごてでDIY！簡単＆おしゃれな活用術を紹介！
ダイソーのはんだごてで、楽しいDIYをはじめてみませんか。はんだごてでどんなDIYができるのか、はんだごての使い方や、具体的なアイデアも交え...