JPH01157769A - アルミニウム材のろう付方法 - Google Patents

アルミニウム材のろう付方法

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JPH01157769A
JPH01157769A JP31710087A JP31710087A JPH01157769A JP H01157769 A JPH01157769 A JP H01157769A JP 31710087 A JP31710087 A JP 31710087A JP 31710087 A JP31710087 A JP 31710087A JP H01157769 A JPH01157769 A JP H01157769A
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Yoshifumi Shimajiri
島尻 芳文
Shoichi Furuta
古田 正一
Akio Tani
谷 昭緒
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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 この発明はアルミニウム材のろう付方法、特にろう併任
様によるアルミニウム製熱交換器の製造に好適に用いら
れるアルミニウム材のろう付方法に関する。
なお、この明細書において、アルミニウムの語はその合
金を含む意味で用いる。
従来の技術 一般に、自動車用ラジェーター、カークーラー用エバポ
レーターあるいはコンデンサー等のアルミニウム製熱交
換器をろう付する場合、真空ろう付の場合を除き、フラ
ックスを用いて熱交換器構成部材をろう付接合する方法
が多く用いられている。
従来かかるフラックスろう付を行う場合、まずフラック
スを水または溶剤中に懸濁させたのち、この懸濁液を、
接合すべきアルミニウム材の表面にスプレー法、シャワ
ー法、浸漬法等により塗布したのち、これを予熱乾燥し
、しかるのち非酸化性雰囲気中で所定温度に加熱し、接
合用ろう材を溶融してろう付を行っていた。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記のようなろう付方法では、懸濁液の
塗布作業が繁雑であるのみならず、塗布後の乾燥工程中
にアルミニウムと水とが反応するため、アルミニウム材
の表面に酸化膜が形成され、これがろう付性を低下させ
るという問題があった。さらにフラックス懸濁液を作成
する場合、多量のフラックスを懸濁させなければならず
、フラックスの無駄を生じて不経済であった。さらにま
たフラックス懸濁液を塗布した場合、必要以上のフラッ
クスがアルミニウム材に付着する虞れもあり、この場合
には得られるろう付品の表面に余分なフラックスが残留
して灰色ないし白色の不均一なシミが生じ、外観体裁を
損うという問題もあった。さらにまた、懸濁液の塗布は
実際の生産にあっては、接合部材の仮組状態で行われる
こともあるが、かかる場合多量のフラックスが付着する
と、フラックスの接着作用により予熱乾燥後組立物の固
定用治具とアルミニウム材とが接着状態となるとか、固
定用治具の劣化を来たすというような欠点もあった。さ
らにはまた、接合部材にパイプ材等を含んでいる場合に
は、パイプ内部に懸濁液が進入しないようにマスキング
を施すことが必要であり、その操作が面倒であった。
この発明はかかる従来技術の問題点を解決すべくなされ
たもので、フラックスを最大限に節約可能として、なお
かつ良好なろう付性を発揮しえ、しかもろう付品表面の
外観不良や、固定用治具とアルミニウム材との接着や該
治具の劣化等を生じることのないアルミニウム材のろう
付方法を提供することを目的とする。
問題点を解決するための手段 上記目的において、この発明に係るアルミニウム材のろ
う付方法は、ろう併用フラックスを収容した容器とアル
ミニウム接合部材を炉内の非酸化性雰囲気中に投入して
所定温度に加熱し、接合用ろう材を溶融してろう付を行
うことを特徴とするものであり、これにより非酸化性雰
囲気を形成するために炉内に充填される不活性ガス等の
循環等を利用してフラックス粒子を炉内に浮遊分散状態
もしくはアルミニウム材に付着した状態に存在せしめて
炉内をフラックス粒子混合雰囲気とし、この状態で加熱
することによりろう付接合を達成せんとするものである
。
フラックスは、ろう材用に用いられるものであればその
種類、組成は問わないが、ろう付後腐食性残渣を残さな
い点でフッ化物系フラックスを用いるのが好ましい。フ
ッ化物系フラックスの一例としては、フッ化カリウム(
KF)とフッ化アルミニウム(AgF2)とを共晶組成
ないしはそれに近い組成範囲に含んで実質的に錯体化さ
れた錯体混合物や、KAQF4とKFを重量比で80〜
99.8:20〜0,2の割合で混合した混合物や、あ
るいは製造簡易性等の点で特に好適なものとしてKF水
溶液にγ−A!:lF3粉末及び/またはβ−AQF3
粉末を溶解せしめて発熱反応を生じさせて水分を蒸発除
去したのちの残留物からなるもの等を挙げつる。
かかるフラックスは、炉内における浮遊を容易とするた
め、予め粉砕して粉末状にしておくのが好ましく、特に
粒径2〜80μmの微粉末状に粉砕しておくのが好まし
いが、炉内で自然粉砕されて浮遊状態となしうる限りに
おいて固形塊状のまま容器に収容しても良い。
上記フラックスを収容する容器の形状は特に限定するも
のではないが、フラックスの浮遊を一層促進するため底
の浅い皿状容器を用いるのが良い。具体的には深さ5〜
50mImとし、開口部面積は接合すべきアルミニウム
材の底部面積と同じか若干大きめのものが良い。また容
器に収容するフラックスの量はアルミニウム材の表面積
に対応して設定すべきであり、アルミニウム材の表面積
に対し、1〜50 g/mに設定するのが良い。1 g
/m未満ではフラックスの量が少ないものとなって良好
なろう付性を達成できない危険があるからであり、逆に
509/mを超えると、フラックス付着量が多くなって
ろう包晶の表面性状が悪くなり、外観体裁を損うおそれ
が生じるからである。特に好ましい範囲のフラックス投
入量は、10〜259/mである。
フラックスを容器に収容したのち、好ましくは容器の上
方にアルミニウム接合部材を配設する。容器上方に配置
することで、より確実なろう付が可能となる。最も簡便
な方法として、第1図に示すように、フラックス(1)
を収容した容器(2)の上縁にアルミニウム接合部材(
3)を載置する方法を挙げうる。容器の開口部面積がア
ルミニウム接合部材(3)の面積よりも大きい場合は、
治具等を用いて載置すれば良い。いずれの場合も容器(
2)の開口部を完全に閉塞状態としないように載置する
ことが必要である。なおアルミニウム接合部材は、これ
を必ずしも容器の上方に配設しなければならないもので
はなく、両者を同一平面内に離間して配置しても良く、
あるいは容器の方を高所に配置しても良い。
次に、前記容器とアルミニウム材とを共にろう付炉内の
非酸化性雰囲気中に投入する。予熱乾燥炉からろう付炉
へと続く連続炉あるいは半連続炉などの場合、まず予熱
乾燥炉へと投入し、その後非酸化性雰囲気のろう付炉へ
と投入しても良い。このように、まず予熱乾燥炉へ投入
することによって、フラックスとの製造工程との関係で
次のような利点がある。即ち、例えば前述したKF水溶
液にγ−A、QF3粉末及び/またはβ−AΩF3粉末
を溶解せしめて発熱反応を生じさせて水分を蒸発除去し
固化せしめた残留物からなるフラックスの場合、残留物
をさらに大気乾燥させる必要があるが、残留物を容器に
収容し予熱乾燥炉にまず投入することによって、フラッ
クスの乾燥工程とろう何工程とを連続的に行うことがで
き、極めて効率の良いものとなる。なお、このようにフ
ラックスの乾燥とろう付とを連続的に行う場合、予熱乾
燥炉への投入前に容器に収容するフラックスは、いまだ
水分を含んで重量的に重いものであるから、やや多めに
収容しておくのが好ましい。また、このようにまず予熱
乾燥炉に投入する場合においては、容器に収容するフラ
ックスは懸濁液の状態であっても良く、この場合にも予
熱乾燥炉内で水分が蒸発するから、ろう付炉に至るまで
に容器には乾燥フラックスが収容された状態となる。な
おフラックスを収容した容器とアルミニウム接合部材は
必ずしも同時的に炉内に投入しなければならないもので
はなく、まず容器を投入し、その後アルミニウム材を投
入するものとしても良く、あるいは逆でも良い。
ろう付炉に投入された容器中のフラックスは、非酸化性
雰囲気を形成する不活性ガス等の循環等により、微粒子
状となって浮遊しまたはアルミニウム材に付着し、炉内
はフラックス粒子混合雰囲気となる。この雰囲気中で接
合部材より融点の低いアルミニウムろう材を用いて、ア
ルミニウム材の融点より低くかつフラックスの融点より
も高い580〜620℃程度の温度に加熱することによ
りろう材を溶融し、ろう骨接合が達成される。このろう
何時において、アルミニウム材周囲に浮遊しているフラ
ックスは、効果的にアルミニウム材表面に付着するもの
と推測され、そのフラックス作用によって良好なろう付
が達成される。なおろう材にはSi含有量約4. 5〜
13. 5wt%程度のAp−Si系合金が用いられる
のが普通であり、該ろう材は作業性の点から、通常、接
合されるべき部材の少なくとも一方のアルミニウム材に
クラッドして使用されるのが望ましい。
発明の効果 この発明は上述の次第で、ろう併用フラックスを収容し
た容器とアルミニウム接合部材を炉内の非酸化性雰囲気
中に投入して所定温度に加熱し、接合用ろう材を溶融し
てろう付を行うことを特徴とするものである。従って従
来法のようなアルミニウム接合部材への懸濁液の塗布工
程は不要となるから、ろう何工程の簡略化を図りうるば
かりか、懸濁液塗布後の予熱乾燥工程中におけるような
アルミニウムと水との反応による酸化膜の生成もなく、
ろう付性の向上を図ることができる。
かつまた、懸濁液を塗布する従来法のように、必要以上
のフラックスが付着することもなく、ろう付に必要かつ
充分な量のフラックスを容器に収容しておけば良いから
、フラックスの無駄な使用を回避しえ経済的であるのは
もとより、ろう付後のろう包晶の表面に余分なフラック
スが残留する危険も容易に回避することができ、外観体
裁の悪化とか、ろう併用の固定治具とアルミニウム材と
の接着とか、該治具の劣化などを防止することができ、
またパイプ材等のマスキングも不要となしうる。
実施例 次にこの発明の実施例を示す。
(実施例1〜4) 純度99.8%のKF5.5Nffを6ρの水に溶解さ
せた水溶液に、純度90%以上の工業用7−A、QF3
(平均粒径約10μm)6.5Kgを徐々に投入撹拌し
て発熱反応を生じさせ、水分を除去したのち、残留物を
大気中で200℃×900分間乾燥し、さらに粉砕して
平均粒径15μmのフッ化物系フラックスを製作した。
一方、肉厚0.8mmのAl100合金押出材よりなる
チューブ材と、A3003合金を心材としAΩ−10%
Si合金を皮材とした片面クラツド率10%、厚さ0.
161Mtの両面プレージングシートよりなるフィン材
とをコルゲート型熱交換器に組み立て、これを複数個用
意した。
そして前記フラックスを、深さ25mmの同一形状の複
数の皿状容器に、熱交換器組立物の表面積に対し2g/
m2、 10 g#、 25g/m2。
50g/m2の割合で収容した。次いで、上記熱交換器
組立物の両端に固定用治具をセットするとともに、組立
物を各容器上に載置した。そしてこの状態のままろう付
炉に投入し、酸素濃度100 ppm以下、温度600
〜620℃のN2ガス雰囲気で3分間加熱してろう付を
行った。
(実施例5〜9) 実施例1〜4と同じフラックス原料を用い、同じく発熱
反応によって水分を除去し固化した残留物をフラックス
として用い、このフラックスを微粉砕することなく複数
個の容器に収容した。容器は実施例1〜4と同じものを
用いた。
そして実施例1〜4と全く同じ熱交換器組立物を該実施
例とほぼ同一の配置態様で容器上に載置した。そしてこ
の状態のまま、まず予熱乾燥炉に投入して大気雰囲気に
て250℃×10分間加熱し、フラックス中の水分を除
去した。
続いて容器及び熱交換器組立物を連続的にろう付炉に投
入し、上記実施例と同一のろう付条件で加熱してろう付
を行った。ろう付炉投入前において各容器に収容された
フラックス量は1g#、 2g#、 10!iF/TI
l、 25g/m2、 50g/TIlであった。
(実施例to−14) 実施例1〜4と同じフラックス原料を用い、同じく発熱
反応によって水分を除去し固化した残留物を、大気中に
て200℃×900分間乾燥したものをフラックスとし
て用いた。そしてこのフラックスを微粉砕することなく
、複数個の容器へ1 g/Td、 5SF/Td、 1
0g/Td、 20 g/m、 30g/m2の割合で
収容した。容器は実施例1〜4と同じものを用いた。そ
して実施例1〜4と全く同じ熱交換器組立物を該実施例
とほぼ同一の配置態様にて容器上に載置した。
そしてこの状態のままろう付炉に投入し、上記実施例と
同一のろう付条件で加熱してろう付を行った。
(比較例15) 実施例1〜4と同じフラックスを水に懸濁させて4vt
%の水性懸濁液を作り、これを前記実施例と全く同じ熱
交換器組立物に浸漬法により均一に塗布し、これを予熱
乾燥したのち、ろう付炉に投入し、酸素濃度100 p
pm以下、温度600〜620℃のN2ガス雰囲気で3
分間加熱してろう付を行った。
上記各試料1〜15につき、得られたろう付品のろう付
状態、表面状態を目視観察するとともに、熱交換器固定
用治具と熱交換器との接着の有無、該治具の表面変色の
有無を調査した。それらの結果を下記第1表に示す。
[以下余白] 以上の結果から、本発明によれば少量のフラックスにも
かかわらず、良好なろう付が得られたばかりか、得られ
たろう包晶はその表面状態も良好であり、かつ固定用治
具との接着や該治具の変色の全く認められないものであ
ることを確認しえた。
【図面の簡単な説明】
第1図は、フラックスを収容した容器とアルミニウム接
合部材とを炉内に投入する際の両者の好ましい配置態様
を示す断面図である。 (1)・・・フラックス、(2)・・・容器、(3)・
・・アルミニウム接合部材。 以上 苅; デ −1口0− アルミニウムあH會部才才 第1図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) ろう付用フラックスを収容した容器とアルミニ
    ウム接合部材を炉内の非酸化性雰囲気中に投入して所定
    温度に加熱し、接合用ろう材を溶融してろう付を行うこ
    とを特徴とするアルミニウム材のろう付方法。
  2. (2) フラックスは粒径2〜80μmに粉砕された微
    粉末状のものである特許請求の範囲第1項または第2項
    記載のアルミニウム材のろう付方法。
  3. (3) フラックスはその量がアルミニウム材の表面積
    に対し1〜50g/m^2に規定されている特許請求の
    範囲第1項または第2項記載のアルミニウム材のろう付
    方法。
  4. (4) 容器はその深さが5〜50mmに規定されてい
    る特許請求の範囲第1項ないし第3項のいずれか1に記
    載のアルミニウム材のろう付方法。
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JPH0292454A (ja) * 1988-09-30 1990-04-03 Kanto Yakin Kogyo Kk 雰囲気熱処理方法

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