JP2000263250A

JP2000263250A - 異種金属の接合方法

Info

Publication number: JP2000263250A
Application number: JP6864199A
Authority: JP
Inventors: Shinobu Ogasawara; 忍小笠原; Yutaka Isobe; 豊磯部; Mitsusada Hayakawa; 満貞早川; Shoichiro Morikawa; 庄一郎森川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1999-03-15
Filing date: 1999-03-15
Publication date: 2000-09-26
Anticipated expiration: 2019-03-15
Also published as: JP4264775B2

Abstract

(57)【要約】【課題】銅とアルミニュームなど異種金属の接合にお
いて、配管構造物へ相手材の直接接合が可能で、強度や
密封性などの接合信頼性が高く、かつ接合管の端面処理
が容易で寸法許容差も大きい事により、より安価な接合
方法を提供する。【解決手段】合金時共晶凝固現象を示す異種金属の組
み合わせにおいて、加圧接触した状態で銅管１を周方向
にずらし回転させることによってアルミニューム管２と
の当接面を擦り合わせて密着させる工程と、圧接下で前
記アルミニューム管２が備える低い融点温度近傍にまで
加熱して共晶融液を生じさせる工程と、冷却によって前
記共晶融液を固化させる工程により接合させる。回転摺
動による摩擦で接合障壁となる金属表面の酸化皮膜を容
易に排除でき、金属活性面同士を密着させる事が可能な
ため信頼性の高い接合を提供できる。又軟質な金属を使
用し前工程で若干の変形が生じる場合などでも、回転に
より接合部端面の形状を相手材に習わせる事ができ、接
合部寸法の許容範囲が広がり歩留まりの向上など、高い
生産性を実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、合金時共晶凝固現
象を示す金属の組み合わせ、例えば銅とアルミニューム
の接合などに関するものであり、更に詳しくは、冷凍回
路や温水配管など金属配管回路内に異種金属製配管構造
物を取り入れる際の接合管の製造方法や、配管構造物端
面に異種金属を接合する異種金属の接合方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】冷凍回路や温水配管などには一般に加工
性のよく、ロウ接などによる接合が容易な銅製の管が使
用される事が多い。このような配管回路の中で、例えば
冷凍回路では、プレート型熱交換器などは、穿孔し積層
させたアルミニューム製のフィンにヘアピン型の銅パイ
プを内挿して製造されるなど、異種金属を複雑に組み合
わせて使用されている。

【０００３】一方、近年、電化製品などに使用される材
料などは易リサイクル性が求められており、特に解体時
の易分離性を向上するため、上記熱交換器などでは同一
材料で構成された製品が求められている。熱交換器の様
な配管構造物を同一の材料で製造する場合、軽量で、リ
サイクル時に低エネルギーでリサイクルできるアルミニ
ュームが好適であり、廃棄時、配管回路から切り離すだ
けで他の金属と分離できる事から、リサイクルが容易に
なる。

【０００４】アルミニュームなどの易リサイクル材料で
構成された配管構造物を銅管主体の配管回路内で使用す
るためには、銅とアルミニュームの接合部分が必要とな
る。アルミニュームと銅を接合する場合、ともに熱伝導
率が高いため均一に加熱することが難しく、また銅の融
点である約１０８０℃に対してアルミニュームの融点が
約６６０℃とかけ離れている事や、アルミニューム表面
に緻密で化学的に安定な酸化皮膜が存在し金属活性面が
現れていない事、アルミニュームと銅の合金には非常に
硬くて脆い金属間化合物が存在し、この金属間化合物が
接合界面に厚く存在すると接合強度が著しく低下する事
などの理由により、その接合には多くの困難が伴い、非
常に特殊な接合方法しか実用化されていなかった。

【０００５】具体的には、フラッシュバット溶着や共晶
溶着、摩擦溶着などである。特にこれら接合方法は高圧
電源や大きな回転動力などが必要な事から接合管を別部
品として製造し、後に同種金属同士で、溶接またはロウ
付けなどで接合していた。また、接合形態は上記の突き
合わせ接合のほか、特に冷媒配管など流体の密封性確保
を目的に重ね合せでの上記接合方法が汎用化してきてい
た。

【０００６】フラッシュバット溶着では銅管とアルミニ
ューム管の夫々に電極を取り付け、フラッシュさせる事
により銅とアルミニューム双方の接合部位を溶融軟化さ
せ、最終的に１ｋｇ程度の加圧力で密着加圧させて接合
する。溶融軟化状態で密着させるため、極表面の薄膜状
固体として残っているアルミニューム表面の酸化皮膜は
機械的に排除され、溶融している双方の金属が合金化し
て接合される。

【０００７】共晶溶着は銅とアルミニュームの合金化し
たときの特性を利用した接合法である。Θ相とアルミニ
ュームα固溶体の共晶温度が約５５０℃であり、アルミ
ニュームが固相の状態から共晶合金液相を作り出す事が
できる。すなわち銅管とアルミニュームをどちらも溶融
しない５５０〜６６０℃近傍で金属同士を接触させる事
により固相拡散から共晶融液を生成するというメカニズ
ムで接合界面を合金化溶融させ接合する事が可能とな
る。

【０００８】実際の手順としては、例えば特開平９−８
５４６７号公報にて提示された手段は、端面をテーパー
加工した銅管を加熱しアルミニューム管を外嵌めしてア
ルミニューム管を拡径しながら共晶層を形成する事で、
アルミニューム表面の酸化物相を排除し、アルミニュー
ムと銅を密着させ接合する方法などが提案されている。
比較的簡単な装置で接合が可能であり、接合面も広く取
れ、共晶層も極薄く形成されるため密封性や接合強度の
信頼性の高い接合管が安価に製造できるメリットがあ
る。

【０００９】また、摩擦溶着は銅管とアルミニューム管
を接触加圧させた状態で一方を回転させ、接触面の摩擦
によりアルミニューム表面の酸化皮膜を機械的に削除
し、さらに摩擦熱により接合部位を溶融軟化させた状態
で回転を急速に停止させる事で接合を完了する。摩擦熱
により銅、アルミニュームとも溶融軟化または固相拡散
から共晶融液を生成させて、両金属が合金化し接合され
るうえに、確実に接合障壁となる酸化皮膜を排除できる
事など確実な接合が可能である。

【００１０】具体的な手順として、剥離性の良い芯金を
入れた状態での突き合わせ摩擦溶着（特開昭５２−４８
５４２号公報）する方法や、端面をテーパー加工した銅
管アルミニューム管に内挿し、アルミニューム管に拡
管、しごき加工を加えながらの摩擦溶着（特開昭５４−
１３１５５０号公報）する方法などが提案されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】冷媒配管などに使用さ
れる銅やアルミニューム配管継ぎ手部は配管内を流れる
流体の密封性が強く要求され、また内圧が掛かる配管で
はその継ぎ手強度が非常に重要となる。特に冷蔵庫内の
冷凍回路を構成する配管では、オゾン層破壊の問題や地
球温暖化への影響が配慮され、冷媒であるフレオンの脱
塩素化とともに、海外では可燃性の炭化水素系の冷媒が
採用されるなど、冷媒の漏れ抑制に対する要求が高まっ
て来ている。

【００１２】さらに、上記と同様の理由で、接合部位数
の削減が要求されており、従来の様に銅管とアルミニュ
ーム管の接合部品を別に製造し、後に同種金属を接合す
るのでは無く、配管構造物そのものに直接異種金属チッ
プ管を接合できる方法が求められている。

【００１３】ここで特に汎用のアルミニューム管は硬質
材であっても弾性限度が低く、製造工程の中で管の真円
度などが崩れる場合が多い。従って、アルミニューム配
管構造物に銅チップ管などを接合する場合など、接合欠
陥を防止するうえで、ある程度の変形を許容できる接合
方法が必要となる。

【００１４】以上の用途に基づいて接合部が必要とする
仕様および特性に対し、フラッシュバット溶着や摩擦溶
着などは密封性や継ぎ手強度など高い信頼性が確保でき
るものの、高圧電源や大きな回転動力など大掛かりな接
合設備が必要であり、配管構造物への直接接合には不向
きであった。また、フラッシュバット溶着では双方の金
属を接触近傍まで近づけフラッシュさせるために、また
摩擦溶着では双方を大きく回転相対運動させるために管
接合端面の寸法精度が高度に維持されなければならな
い。従って前工程でのアルミニューム管の変形などは許
容することができないばかりでなく、接合管製造におい
ても高度の寸法精度確保のために、多大な費用を費やし
ている。

【００１５】重ね合せのフラッシュバット溶着や共晶溶
着、摩擦溶着においては、ある程度の寸法許容度はある
ものの、アルミニューム表面の酸化皮膜を排除し両金属
を密着させるために、加圧圧入時、圧入する銅管により
アルミニューム管に拡管、しごき加工をする目的で銅管
端面をテーパー加工するなどの前加工が必要である。さ
らに接合後テーパー部端面が内径側に大きくはみ出す場
合があり、このはみ出し部分は配管内を流れる流体の抵
抗として作用するために、これを排除する目的でドリル
穿孔などによる後加工が必要となる事がある。直接接合
を実現するためには後加工は不可能であり、またテーパ
ー等の前加工も接合費用を押し上げる要因となってしま
う。

【００１６】直接接合をするためには、大掛かりな接合
設備が不要で、かつ接合する各配管端面の寸法許容差が
大きく、合わせてより簡易な端面処理で、密封性や継ぎ
手強度などの信頼性の高い接合方法が求められていた。
また単純な接合管を製造する場合においても、製品歩留
まりの向上などが可能な簡単な設備で、かつ接合部の端
面処理が容易で、端面寸法の許容差が大きくても接合可
能な信頼性の高い方法を実現することが求められてい
た。

【００１７】本発明は上記問題を解決する為になされた
ものであり、接合に関わる電気容量や加圧力が大きく複
雑な駆動部などを必要とする大掛かりな設備が不要で、
接合する各部材の寸法許容差が大きく端面処理が容易
で、かつ後加工が不要で、合わせて強度など信頼性の高
い接合を安価に実現できる方法を提供するものである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る異種金属の
接合方法の第１の発明は、合金時共晶凝固現象を示す異
種金属を接続する際に、少なくとも一方を周方向にずら
し回転させることによって当接面を擦り合わせて密着部
を形成させる工程と、前記密着部に共晶融液を生じさせ
るように何れかの金属が備える低い融点温度近傍になる
ように予め加熱または後加熱する工程と、冷却によって
前記共晶融液を固化させる工程とを備えたことにより、
接合障壁となる金属表面の酸化皮膜を破壊し容易に排除
できる。また、回転により接合面の形状を相手材に習わ
せる事ができる。

【００１９】また、第２の発明は、合金時共晶凝固現象
を示す異種金属の管同士または管と棒とを接続する際
に、少なくとも一方を加圧して軸方向に相対移動させな
がら周方向にずらし回転させることによって周面を擦り
合わせて密着部を形成させる工程と、前記密着部に共晶
融液を生じさせるように何れかの金属が備える低い融点
温度近傍になるように予め加熱または後加熱する工程
と、冷却によって前記共晶融液を固化させる工程とを備
えたことにより、接合障壁となる金属表面の酸化皮膜を
破壊し容易に排除できる。また、回転により接合面の形
状を相手材に習わせる事ができる。

【００２０】また、第３の発明は、合金時共晶凝固現象
を示す異種金属の管同士または管と棒とを接続する際
に、少なくとも一方をを加圧して軸方向に相対移動させ
て接触した状態から周方向にずらし回転させることによ
って周面を擦り合わせて密着部を形成させる工程と、前
記密着部に共晶融液を生じさせるように何れかの金属が
備える低い融点温度近傍になるように予め加熱または後
加熱する工程と、冷却によって前記共晶融液を固化させ
る工程とを備えたことにより、接合障壁となる金属表面
の酸化皮膜を破壊し容易に排除できる。また、回転によ
り接合面の形状を相手材に習わせる事ができる。

【００２１】また、第４の発明は、異種金属が銅とアル
ミニュームの組み合わせであっても、アルミニューム表
面の安定な酸化皮膜の存在など多くの接合障壁を克服で
きる。

【００２２】また、第５の発明は、異種金属の外嵌め管
の端部にフレア加工を施したものを用い、内挿側の端部
に面取り処理または切断ままとしたものを用いることに
あり、夫々の接合端部を異形に成形する必要がない。

【００２３】また、第６の発明は、異種金属の外嵌め側
をアルミニューム管とし、内挿側を銅管としたことにあ
り、異常変形の発生を防止できる。

【００２４】また、第７の発明は、異種金属を周方向に
ずらし回転させることが、軸方向に１０ｍｍの移動距離
に対して３６０°以下とすることにあり、ネジリ等の異
常変形を来さない。

【００２５】また、第８の発明は、異種金属の外嵌め側
を銅管とし、内挿側をアルミニューム管として、アルミ
ニューム管の内部に芯金を配置することにあり、座屈等
の変形を防止できる

【００２６】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は実施の形態
１を示す側面断面図、図２は同じく接合工程図である。
この実施の形態１においては、銅管１がアルミニューム
管２の内側に内挿されて接合される。銅管１は管端にバ
リ等が存在する場合または清浄にするために、面取り程
度の加工が必要に応じて施されているが、特に端面処理
加工を施していないものである。前記銅管１と同軸に対
峙するアルミニューム管２は管端にフレア加工などの簡
単な端面拡径処理を施されている。銅管１の外径とアル
ミニューム管２の内径との差（差／２＝挿入代）＞０の
関係を有し、かつアルミニューム管２のフレア加工を施
した最大内径≧銅管１の端部外径の関係を有する。銅管
１の端部外径はアルミニューム管２のフレア加工を施し
た最大内径以下とし、この差が最大挿入代×２であり、
アルミニューム管２の内径の１．３倍以下とする。

【００２７】前記銅管１とアルミニューム管２は同軸に
対峙させ、銅管１を高周波誘導加熱する高周波コイル３
により５７０℃〜９００℃程度に加熱する。このとき、
アルミニューム管２の融点は約６６０℃だが、接合工程
中の銅管１の冷却を考慮して銅管の融点（１０８５℃）
以下の範囲で２５０℃程度の過加熱を設けることができ
る。所望温度に加熱終了後の銅管１を回転させ周方向に
こすり合せつつ挿入を実施し、次いで窒素などの不活性
ガスなどで冷却し共晶融液を凝固させる事によって接合
を達成するものである。銅管１の加熱に際して、アルミ
ニューム管２は銅管と接近させ、または突き合わせ接触
させておくことにより予熱することができる。

【００２８】この挿入時の回転量は３６０°以下が好ま
しく、３０°〜１８０°が特に好ましい。

【００２９】また、１０ｍｍ当たり３６０°以上の回転
を与えると、当接する相互の管が円形状を確保するため
に過度のせん断応力負荷がかかって磨耗や変形を来す結
果を招き、特にアルミニューム管のネジリ変形が著しく
なるなどの不具合が生じる。この結果、接合部近傍のア
ルミニューム管の強度が低下する事になり、内圧のかか
る配管などその接合部の信頼性が低下する。

【００３０】また、銅管１とアルミニューム管２の擦り
合せ部で、摩擦による発熱が大きくなり共晶層が異常に
厚く成長するため、接合部の靭性が低下する。

【００３１】従って、管の挿入条件は、接合部に変形を
来すことなく、酸化皮膜の効率的な排除が達成できる、
管の挿入量が１０ｍｍに対して３６０°以下の回転範囲
に限定する。銅管１の軸方向送り速度（挿入速度）は１
〜２０ｍｍ／ｓｅｃとする。

【００３２】図３はこの実施の形態１で使用した接合装
置を示す模式図である。銅管１とアルミニューム管２
は、クランプ４によって同軸に対峙するように保持され
る。その後、銅管１を高周波誘導加熱する高周波コイル
３に給電する。所望温度に加熱した銅管１は、回転量調
整治具で５で回されながらシリンダー６でアルミニュー
ム管２に向かって前進し、外面がアルミニューム管２の
内面と擦り合わされながら挿入される。銅管１がアルミ
ニューム管２に所定の位置まで挿入されると同時に窒素
（その他の非酸化性ガスでもよい）を吹き付け接合体を
冷却し、共晶液を固化させるものである。

【００３３】上記実施の形態１においては、銅管１を高
周波コイル３により加熱した後、擦り合わせながら挿入
することにより接合しているが、挿入した後加熱するよ
うにしてもよく、その温度範囲は５５０〜６６０℃とす
るものである。また、アルミニューム管２は管端部にフ
レア加工を施さなくてもよいものである。また、銅管１
が移動、回転するようにしているが、アルミニューム管
２を移動およびまたは回転させるようにしてもよいもの
である。また、管状体を挿入する場合について説明した
が、棒状体等を接合する場合にも適用可能である。ま
た、高周波誘導加熱は、バーナ加熱等の他の加熱手段に
替えてもよいものである。

【００３４】実施の形態２．実施の形態１では銅管をア
ルミニューム管に挿入するようにしたが、この実施の形
態２においては、アルミニューム管を銅管に挿入するこ
とにより接合するようにしている。図４に示すように銅
管１は管端にフレア加工などの簡単な端面拡径処理を施
されている。前記銅管１と同軸に対峙するアルミニュー
ム管２は管端にバリ等が存在する場合または清浄にする
ために、面取り程度の加工が必要に応じて施されている
が、特に端面処理加工を施していないものである。接合
条件は実施の形態１に同等で、挿入代（アルミニューム
管２の縮径にほぼ等しい）の範囲も同様である。

【００３５】なお、芯金７は特にアルミニュームの様な
軟質薄肉配管を挿入する際には、挿入する時の押し付け
力や回転時のネジリのために、配管にザクツ等の変形が
生じる事を防止するため、剥離性の良いものを必要に応
じて挿入するもので、材質はステンレス鋼とし、剥離剤
としてシリコン系、カーボン系のもの等を接合部に流れ
込まない範囲で使用する。クランプ４はアルミニューム
管２の接合部およびその周辺を外部から挾持するように
拘束し、ザクツ等の変形を抑制するため必要に応じて使
用すればよいものである。図５はアルミニューム管を銅
管に挿入することによる接合部を有する全アルミニュー
ム製の配管構造物であるアルミニューム製熱交換器を示
す模式図である。

【００３６】

【実施例】表１は上述した実施の形態に基づく実施例、
および異なる接合方法に基づく比較例を示し、引張試験
結果、水中漏れ試験による密封性の確認結果を併記して
いる。実施例１及び実施例２においては、図３に示す接
合装置により試験材を作成した。

【００３７】実施例１．接合するアルミニューム管材質
はＪＩＳ−Ａ１０５０−Ｈ１１２とし、銅管はＪＩＳ−
Ｃ１２２０−１／２Ｈとした。図１に示す銅管をアルミ
ニューム管に挿入する方式で、銅管を加熱し約７００℃
とした後、挿入速度１０ｍｍ／ｓｅｃで、約９０°／１
０ｍｍの回転を与え、重ね代約１０ｍｍで圧入を終了す
ると同時に窒素を吹き付け接合体を冷却、共晶融液を固
化させた。

【００３８】接合後の接合部位断面の顕微鏡写真を図７
に示す。共晶層は３０μｍ程度となり、脆弱な金属間化
合物単層領域は認められず単一な共晶層のみが薄い層で
観察され、健全な接合体が得られている事が確認され
た。

【００３９】実施例２．実施例１と同じ素材で銅管側を
外嵌めする方式で加熱回転挿入した。この時のアルミニ
ューム管側は単純な短管ではなく、図５に示す全アルミ
ニューム製の配管構造物であるアルミニューム製熱交換
器とした。この時軟質のアルミニューム製熱交換器８お
よびアルミニューム製ヘッダー９側が内径になる事か
ら、内径の確保のためステンレス鋼の芯金を使用した。
なお、接合後の引張試験は接合部分のみを切り取り実施
した。

【００４０】比較例１．上記実施例と同径の銅管とアル
ミニューム管を使用し、両方の突き合わせ端面を面取り
後、フラッシュバット溶着により接合した。この時、フ
ラッシュ電流の電流密度は５０Ａ／ｍｍ²程度とし、押
し付け力は１ｋｇ／ｍｍ²程度とした。接合後、内径側
への張り出し部分をドリル穿孔により排除した。

【００４１】比較例２．図６に示すように銅管１側をテ
ーパー加工し、銅管１外径よりもやや内径の小さいアル
ミニューム管２に加熱圧入し、共晶融液による接合を行
った。この時、銅管１の加熱には高周波誘導加熱を用い
約７００℃になったところで、挿入速度約１０ｍｍ／ｓ
ｅｃで圧入し、重ね代約１０ｍｍで挿入終了、窒素ガス
により冷却した。

【００４２】

【表１】

【００４３】比較例１で示した突き合わせのフラッシュ
バット溶着による接合では、引張試験において１００本
中３本に接合部での剥離が生じ、水中漏れ試験において
は１００本中１５本でリーク不良が確認された。本方式
は接合時のフラッシュ電流やアプセット力など接合操作
の安定性が確保されており、比較的確実な接合が可能な
ものの、接合面積が小さく、漏れ不良に繋がる連続的な
微少欠陥など完全には排除しきれない。

【００４４】比較例２で示した重ね圧入による接合で
は、接合面積が大きく微少欠陥等が生じても漏れ不良に
至る事が少ないため、密封信頼性は非常に高いと言え
る。しかし本比較例２の様に、挿入代が小さくアルミニ
ューム管の拡管しごき加工が大きくない条件では、アル
ミニューム表面の酸化皮膜排除が十分行われず、接合部
強度が十分発揮されない場合がある。

【００４５】これらに対して実施例ではアルミニューム
管に銅管を回転挿入する実施例１の場合、および銅管を
回転外嵌め挿入する実施例２の場合にも十分信頼性の高
い接合がなされ、引張試験においてはアルミニューム管
部分の破断のみとなり、接合部剥離は皆無であった。ま
た、水中漏れ試験においても十分な接合面積が確保され
ている事などにより、漏れ不良は認められなかった。

【００４６】本発明により異種金属である銅とアルミニ
ュームの接合が容易、かつ高い信頼性で実現できた。特
に実施例２で示すように、リサイクル性の高い全アルミ
ニューム性の熱交換器などの配管構造物を容易に組み込
む事が可能となった。

【００４７】なお、本発明は、以上述べた発明の実施の
形態において説明し、かつ図面に示した銅管とアルミニ
ューム管の接合方法に限定されるものではなく、例え
ば、トーチによる加熱など、その要旨を脱し得ない範囲
で種種変形して実施することができる。

【００４８】

【発明の効果】本発明の第１の発明に係る異種金属の接
合方法は、合金時共晶凝固現象を示す異種金属を接続す
る際に、少なくとも一方を周方向にずらし回転させるこ
とによって当接面を擦り合わせて密着部を形成させる工
程と、前記密着部に共晶融液を生じさせるように何れか
の金属が備える低い融点温度近傍になるように予め加熱
または後加熱する工程と、冷却によって前記共晶融液を
固化させる工程とを備えたので、接合障壁となる金属表
面の酸化皮膜を破壊し容易に排除できる。また、前工程
で若干の変形が生じる場合などでも、回転により接合面
の形状を相手材に習わせる事ができ、接合部寸法の許容
範囲が広がり歩留まりの向上など、高い生産性を実現で
きる。

【００４９】本発明の第２の発明に係る異種金属の接合
方法は、合金時共晶凝固現象を示す異種金属の管同士ま
たは管と棒とを接続する際に、少なくとも一方を加圧し
て軸方向に相対移動させながら周方向にずらし回転させ
ることによって周面を擦り合わせて密着部を形成させる
工程と、前記密着部に共晶融液を生じさせるように何れ
かの金属が備える低い融点温度近傍になるように予め加
熱または後加熱する工程と、冷却によって前記共晶融液
を固化させる工程とを備えたことにより、同上の優れた
効果が得られる。

【００５０】また、第３の発明に係る異種金属の接合方
法は、合金時共晶凝固現象を示す異種金属の管同士また
は管と棒とを接続する際に、少なくとも一方をを加圧し
て軸方向に相対移動させて接触した状態から周方向にず
らし回転させることによって周面を擦り合わせて密着部
を形成させる工程と、前記密着部に共晶融液を生じさせ
るように何れかの金属が備える低い融点温度近傍になる
ように予め加熱または後加熱する工程と、冷却によって
前記共晶融液を固化させる工程とを備えたことにより、
同上の優れた効果が得られる。

【００５１】また、第４の発明に係る異種金属の接合方
法は、異種金属が銅とアルミニュームとを組み合わせた
ものであっても、回転による摺動を加えて挿入するの
で、アルミニューム表面の安定な酸化皮膜の存在など、
多くの接合障壁を克服でき、容易に接合が可能となる。

【００５２】また、第５の発明に係る異種金属の接合方
法は、異種金属の外嵌め管の端部にフレア加工を施した
ものを用い、内挿側の端部に面取り処理または切断まま
としたものを用いることにあり、夫々の金属の接合端部
を異形に成形する必要がないので、フレア程度の極簡単
な端面処理で接合が可能となる。

【００５３】また、第６の発明に係る異種金属の接合方
法は、異種金属の外嵌め側をアルミニューム管とし、内
挿側を銅管としたことにあり、硬質な金属材料をテーパ
ー加工することなく内径側にすることができ、芯金など
の治具を使用しなくても、配管内径を狭めない接合部位
を製造する事ができる。

【００５４】また、第７の発明に係る異種金属の接合方
法は、異種金属を周方向にずらし回転させることが、軸
方向に１０ｍｍの移動距離に対して３６０°以下とする
ことにあり、、ネジリ等の変形を来すことなく、金属表
面の酸化皮膜を効率的に排除できる。

【００５５】また、第８の発明に係る異種金属の接合方
法は、異種金属の外嵌め側を銅管とし、内挿側をアルミ
ニューム管として、アルミニューム管の内部に芯金を配
置することにあり、寸法精度の高い内径寸法に形成でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１を示す側面断面図であ
る。

【図２】本発明の実施の形態１を示す接合工程図であ
る。

【図３】本発明の実施の形態１で使用した接合装置を
示す模式図である。

【図４】本発明の実施の形態２を示す側面断面図であ
る。

【図５】アルミニューム製熱交換器を示す模式図であ
る。

【図６】実施例２の供試管形状をを示す断面図であ
る。

【図７】接合部断面を示す顕微鏡組織写真である。

【符号の説明】

１銅管、２アルミニューム管、３高周波コイル、
４クランプ、５回転量調整治具、６シリンダー、
７芯金、８アルミニューム製熱交換器、９アルミニ
ューム製ヘッダー。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ２３Ｋ 103:10 103:16 103:18 (72)発明者早川満貞東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者森川庄一郎東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内Ｆターム(参考） 4E067 AA05 AA07 BA05 BB02 DA13 DA17 DC06 EC06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】合金時共晶凝固現象を示す異種金属を接
続する際に、少なくとも一方を周方向にずらし回転させ
ることによって当接面を擦り合わせて密着部を形成させ
る工程と、前記密着部に共晶融液を生じさせるように何
れかの金属が備える低い融点温度近傍になるように予め
加熱または後加熱する工程と、冷却によって前記共晶融
液を固化させる工程とを備えた異種金属の接合方法。
【請求項２】合金時共晶凝固現象を示す異種金属の管
同士または管と棒とを接続する際に、少なくとも一方を
加圧して軸方向に相対移動させながら周方向にずらし回
転させることによって周面を擦り合わせて密着部を形成
させる工程と、前記密着部に共晶融液を生じさせるよう
に何れかの金属が備える低い融点温度近傍になるように
予め加熱または後加熱する工程と、冷却によって前記共
晶融液を固化させる工程とを備えた異種金属の接合方
法。
【請求項３】合金時共晶凝固現象を示す異種金属の管
同士または管と棒とを接続する際に、少なくとも一方を
を加圧して軸方向に相対移動させて接触した状態から周
方向にずらし回転させることによって周面を擦り合わせ
て密着部を形成させる工程と、前記密着部に共晶融液を
生じさせるように何れかの金属が備える低い融点温度近
傍になるように予め加熱または後加熱する工程と、冷却
によって前記共晶融液を固化させる工程とを備えた異種
金属の接合方法。
【請求項４】異種金属が銅とアルミニュームの組み合
わせであることを特徴とする請求項１または２に記載の
異種金属接合方法。
【請求項５】異種金属の外嵌め管の端部にフレア加工
を施したものを用い、内挿側の端部に面取り処理または
切断ままとしたものを用いることを特徴とする請求項
１、２または３の何れかに記載の異種金属の接合方法。
【請求項６】異種金属の外嵌め側をアルミニューム管
とし、内挿側を銅管としたことを特徴とする請求項１、
２、３または４の何れかに記載の異種金属の接合方法。
【請求項７】異種金属を周方向にずらし回転させるこ
とが、軸方向に１０ｍｍの移動距離に対して３６０°以
下とすることを特徴とする請求項１、２、３、４または
５の何れかに記載の異種金属の接合方法。
【請求項８】異種金属の外嵌め側を銅管とし、内挿側
をアルミニューム管として、アルミニューム管の内部に
芯金を配置することを特徴とする請求項１、２、３、
４、５または６の何れかに記載の異種金属の接合方法。