JPH01133696A - 真空ろう付方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ろう材を装着した被ろう付材を真空中でろう
付温度に保持する真空ろう付方法に関する。

本発明は、特にアルミニウムまたはアルミニウム合金の
接合を行なう真空ろう付方法の改良であって、特にアル
ミニウムまたはアルミニウム合金製熱交換器の製造に有
用である。

〔従来の技術および問題点〕

フラックスを使用しない特殊な雰囲気中でのろう付方法
は、たとえば特公昭筒４８−３１８２１号公報に開示さ
れた、非酸化性雰囲気中で行なうアルミニウムまたはア
ルミニウム合金のろう付方法がある。

しかし、ろう付性を更に向上させるために・近年特に真
空ろう付が盛んに行なわれている。

従来、真空ろう付はバッチ式真空炉または半連続式真空
炉で行なわれている。

バッチ式真空炉の場合には、被処理材（被ろう付材とろ
う材を含む）を炉内に装入した後、まず常温で真空排気
を行なって最終的な最高到達真空度にまで炉内を減圧し
てから加熱を開始する。したがって、加熱開始までに必
ず真空排気時間を要するため、被処理材の炉内装入から
ろう付終了までのろう付処理時間が必然的に長くなる。

更に、真空中での加熱・保持中に被処理材および炉口体
から放出されるガスの発生が多いため、実際にろう付過
程が進行するときの真空度が低下して、ろう付の向上に
限界がある。また、発生したガスの付着による炉内汚染
の低減も困難である。

半連続式真空炉の場合には、あらかじめ段階的に真空度
を高めた各室の中を被処理材を移動させながら加熱昇温
する。この方法は真空度、ろう付性は優れているが、処
理工程が移動で中断されて断続的に進行することによる
時間損失が大きいため、ろう付処理時間全体はやはり長
くなる。また、ろう付処理全体のパターンを変更する際
には各室の加熱および真空排気スケジュールを相互の関
連において調整する必要があるため、時間、労力、エネ
ルギー等の面での損失が非常に大きい。更に、炉口体が
大型で構造も複雑になるため、建造、運転、保守等の設
備費が高くなる。

このように、従来の真空ろう付方法には、ろう付処理時
間が長く、バッチ式真空炉による場合は真空度が低く、
そのためろう付性が低く、半連続式真空炉による場合は
設備費が高く且つパターン変更時の損失が大きいという
問題点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題点は、ろう材を装着した被ろう付材を真空中
でろう付温度に保持する真空ろう付方法において、 （１）常温から２００±１００℃までの加熱を大気中で
行ない、 （２）真空排気を開始し、 （３）引き続きろう材の固相線未満の温度まで加熱しな
がら、Ｉ　Ｘ　１０−２Ｔｏｒｒ以下に減圧し、（４）
真空排気を′ｍ続しながら不活性なキャリアガスを１×
ｌ０−２〜２　Ｘ　１０Ｔｏｒｒの調整圧力状態で連続
的に導入し、 （５）該キャリアガスの導入を停止し、（６）更に真空
排気を進めて真空度を高めながらろう付温度にまで加熱
する、 ことを特徴とする真空ろう付方法によって解決される。

ろう材の固相線未満の温度を５００±５０℃とし、アル
ミニウムまたはアルミニウム合金のろう付を行なうこと
が特に望ましい。

〔作　用〕

本発明の方法においては、常温から２００±１００℃ま
での加熱を大気中で行なう（大気予熱）ことによって、
被処理材や炉壁に付着している水分等の比較的蒸発しや
すいガス（７６０Ｔｏｒｒの圧力下で１５０℃以下で蒸
発）が付着部位から放出されて炉内に充満する他、一部
炉外へ排出される。その後、真空排気（粗引き）を開始
することによって、炉内に充満していたガスは一気にポ
ンプへ吸いよせられて排出され、炉内の真空度は急速に
高まる。

この段階では、蒸発しにくい（７６０Ｔｏｒｒの圧力下
で１５０℃以上で蒸発する）油等の不純物はまだ炉内に
残留している。そこで、引き続き加熱して不純物の蒸発
しやすい状態にしながら、ｌＸｌ０−２Ｔｏｒｒ以下に
減圧し、真空排気を！続しながら不活性なキャリアガス
を連続的に導入したｌＸｌ０−”〜２　Ｘ　１０Ｔｏｒ
ｒの調整圧力状態（キャリアガス予熱）にすることによ
って、炉内にキャリアガスの流れを作って不純物ガスを
積極的にポンプへ引きよせて排出する。キャリアガスと
しては窒素等の不活性なガスを用いる。キャリアガスの
流量は４〜７０β／分程度である。被処理材の温度がろ
う材の固相線未満の所定温度に達したらキャリアガスの
導入を停止する。更に真空排気（本引き）して真空度を
高めながら被処理材をろう付温度にまで加熱し、実際の
ろう付過程を行なう。

このようにして、ガスの放出・排出を強力に行なってか
ら本引き過程に入るので、木引き中のガス放出が極めて
少ないため、従来ハンチ式真空炉では得難かった高真空
度を容易に達成できる。

〔実施例〕

以下に、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

例　　１ アルミニウム合金の真空ろう付を以下のように行なった
。

第４図に示す、芯材２　（Ａ３００３　、　Ａｆ　−Ｉ
　Ｍｎ）の両側にろう材１　　（Ａ４１０４．　ＡＡ’
　　９．８　Ｓｉ　−１，５Ｍｇ　−０，Ｉ　Ｂｉ　）
がクラッドされているプレージングシート１０から、第
６図に示すドロンカンブタイブのカークーラー用エバポ
レータ３０を作製した。

まず、プレージングシート１０をプレス加工して、第５
図に示す穴３を有するカップ２ｏを成形した。２つのカ
ップ２０を凹側同士を向かい合わせて第５図のようにカ
ップの縁部を接触させて保持し、被処理材とした。

使用した炉は第７図に示す外熱式のバッチ式真空炉であ
り、真空槽４１、その外部の加熱コイル４２、真空排気
口４３、出入口扉４４、およびキャリアガス導入口４５
を具備する。

本発明の真空ろう付方法にしたがったろう付処理中の被
処理材の温度および炉内の真空度の推移を第１図に示す
。経過時間０分は被処理材を炉内に装入して出入口扉４
４（第７図）を閉じた時点であり、ろう付処理の開始時
点を示す。

上記で準備した被処理材を炉内に装入し出入口扉４４を
閉じた。炉壁は常に６００〜７００℃の高温に保持され
ており、被処理材は装入直後から昇温を開始した。被処
理材の温度が３分で１５０℃に達したときに予備真空排
気を開始した。２分後（経。

適時間５分）に温度２００℃、真空度ｌＸｌ０−２Ｔｏ
ｒｒに達したところで真空排気をしながらキャリアガス
導入口から炉内にキャリアガスを導入し始め、以後炉内
圧を２　Ｘ　１０　柑Ｔｏｒｒに維持するようにキャリ
アガスを導入しつづけた。キャリアガス導入開始後１０
分（経過時間１５分）で温度５００℃に達したときにキ
ャリアガスの導入を停止した。

以後の真空排気（本引き）により真空度は急速に高まり
、実際のろう付過程進行中には５．０ＸＬＯ−’にまで
達していた。ろう行終了時の経過時間は２９分、その後
のリーク、冷却、移動時間を含めると３３分であった。

冷却後のろう付品（エバポレータ）を切断しろう付継手
（第６図４）の寸法（Ｌ）を測定し、ろう付性を評価し
た。

例２ 例１と同様の真空ろう付を行なった。ただし、大気中で
の予備加熱温度（予備真空排気の開始温度＝大気中加熱
温度）を２００℃とした。ろう付処理時間は３３分であ
った。実際のろう付を行なった際の到達真空度は４　Ｘ
　１０−’Ｔｏｒｒであった。冷却後にろう付継手部の
寸法（Ｌ）を測定した。

例３ 例１と同様の真空ろう付および測定を行なった。

ただし大気中加熱温度を３００℃とした。ろう付処理時
間は３３分であった。到達真空度は４Ｘ１０−’Ｔｏｒ
ｒであった。

比較例１ 比較のために、キャリアガスの導入を行なわずに例３と
同様の真空ろう付および測定を行なった。

ろう付処理時間は３３分、到達真空度は１．３×１０−
’Ｔｏｒｒであった。

比較例２ 比較のために、大気中子熱を行なわずに例１と同様の真
空ろう付および測定を行なった。ただし、キャリアガス
の導入による調整圧を０．０５Ｔｏｒｒとした。到達真
空度は１．８　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒであった。

比較例３ 比較のために、大気中子熱を行なわずに例１と同様の真
空ろう付および測定を行なった。ただし、キャリアガス
の導入による調整圧を０．２０Ｔｏｒｒとした。到達真
空度は１．２　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒであった。

比較例４ 比較のために、大気中子熱を行なわずに例１と同様の真
空ろう付および測定を行なった。ただし・キャリアガス
の導入による調整圧を２．　ＯＴｏｒｒとした。到達真
空度は１．４　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒであった。

比較例５ 比較のために、大気中子熱を行なわずに例１と同様の真
空ろう付および測定を行なった。ただし、キャリアガス
の導入による調整圧を１２．０Ｔｏｒｒとした。到達真
空度は１．６　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒであった。

従来法による真空ろう付方法の例として次の２例を行な
った。

従来例１ 例１と同様に被処理材を準備した。使用した炉も例１と
同様のバッチ式真空炉である。この場合の、被処理材の
温度および炉内の真空度の推移を第２図に示す。被処理
材を炉内に装入し出入口扉４４を閉じた後直ちに真空排
気を開始した。１０分経過後に真空度は１．　ＯＸ　１
０−５Ｔｏｒｒに達した。

この時点で加熱コイルに通電して加熱を開始した。

ろう付処理時間は４６分であった。ろう付終了時点の最
終的な真空度は１．５　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒにまで低
下していた。冷却後にろう付継手の寸法（Ｌ）を測定し
た。

従来例２ 例１と同様に被処理材を準備した。使用した炉は４室型
の半連続真空炉である。この場合の被処理材の温度およ
び炉内の真空度の推移を第３図に示す。各室はあらかじ
め所定温度に保持されている。第１予熱室以降の各室は
所定真空度にあらかじめ減圧されている。まず被処理材
を前室に装入し直ちに真空排気を開始した。被処理材は
温度が１５０℃に達したときに前室から第１予熱室に移
動した。以後、第２予熱室、加熱室と移動しなから昇温
および真空度上昇が行なわれ、ろう付を終了した。ろう
付処理時間は４８分、到達真空度は３、　ＯＸ　１０−
’Ｔｏｒｒであった。冷却後にろう付継手の寸法を測定
した。

以上の結果を一括して第１表に示す。

本発明の方法によれば、到達真空度が従来のバッチ式真
空炉による方法の１．５　Ｘ　１０−’ＴＯｒｒに対し
て４〜５　Ｘ　１０−５Ｔｏｒｒと、従来の半連続式真
空炉による方法の３　Ｘ　１０−５Ｔｏｒｒに匹敵する
高真空度が得られ、しかもろう付処理時間が従来法より
も著しく短縮されており、なお且つろう付性は従来のバ
ッチ式真空炉による場合よりも格段に向上第１表 比較例から、大気予熱およびキャリアガス予熱のいずれ
か一方のみを行なっても、真空度はほとんど向上しない
ことがわかる。

実施例では、本発明をアルミニウム合金製のドロンカッ
プタイプのカークーラ用エバポレータに適用した場合を
説明したが、本発明は、この他にたとえばラジェータや
カーターラ用コンデンサ等のアルミニウム製品、アルミ
ニウム合金製品等や、更にステンレス鋼製品その他の真
空ろう付対象品−最に適用できる。

〔発明の効果〕

本発明の真空ろう付方法によって、従来の真空ろう付方
法にくらべてろう材処理時間を格段に短縮することがで
き、バッチ式真空炉による真空度を半連続式真空炉によ
る場合と同等にまで高められることによって、ろう付継
手強度を向上させ且つ炉の清掃保守の負担も軽減できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、バッチ式真空炉で行なう本発明の真空ろう付
方法を、ろう行処理開始からの経過時間に対する被処理
材の温度および炉内の真空度の推移で示す線図である。 第２図は、バッチ式真空炉で行なう従来の真空ろう付方
法を、ろう行処理開始からの経過時間に対する被処理材
の温度および炉内の真空度の推移で示す線図である。 第３図は、半連続式真空炉で行なう従来の真空ろう付方
法を、ろう行処理開始からの経過時間に対する被処理材
の温度および炉内の真空度の推移で示す線図である。 第４図は、芯材の両側をろう材でクラッドしたプレージ
ングシートの断面図である。 第５図は、第４図のプレージングシートからプレス成形
した２つのカップを組合せたろう件部の被処理材の断面
図である。 第６図は、第５図の被処理材を真空ろう付したエバポレ
ータの断面図である。 第７図は、本発明の方法を行なうための望ましいバッチ
式真空炉の１例を示す断面図である。 １・・・ろう材、　　　　　２・・・芯材、３・・・穴
、　　　　　　　　４・・・ろう付継手、１０・・・プ
レージングシート、 ２０・・・カップ、　　　　　３０・・・エバポレータ
、４１・・・真空槽、　　　　　４２・・・加熱コイル
、４３・・・真空排気口、　　　４４・・・出入口扉、
４５・・・キャリアガス導入口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ろう材を装着した被ろう付材を真空中でろう付温度
   に保持する真空ろう付方法において、（１）常温から２
   ００±１００℃までの加熱を大気中で行ない、 （２）真空排気を開始し、 （３）引き続きろう材の固相線未満の温度まで加熱しな
   がら、１×１０＾−＾２Ｔｏｒｒ以下に減圧し、（４）
   真空排気を継続しながら不活性なキャリアガスを１×１
   ０＾−＾２〜２×１０Ｔｏｒｒの調整圧力状態で連続的
   に導入し、 （５）該キャリアガスの導入を停止し、 （６）更に真空排気を進めて真空度を高めながらろう付
   温度にまで加熱する、 ことを特徴とする真空ろう付方法。 ２．前記被ろう付材としてアルミニウムまたはアルミニ
   ウム合金を用い、前記ろう材の固相線未満の温度を５０
   ０±５０℃とすることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の真空ろう付方法。 ３．前記不活性なキャリアガスとして窒素ガスを用いる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項に
   記載の真空ろう付方法。