JPH02258162A - Ａｌ又はＡｌ合金の気相ろう付法 - 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Ａｌまたはへ〇合金のろう付方法に関し、例え
ば自動車の熱交換器の製造においてろう伺された部材の
性能を向上させるとともに製造コストを安価にするもの
である。

〔従来の技術〕

通常ＡｌまたはＡｌ合金のろう付は、接合しようとする
ＡＱまたはへ〇合金部材をこれらＡｌ等よりも融点の低
いろう材を介して固定して組立物とし、これをろう材の
融点よりも高く、接合しようとする八〇またはＡＱ合金
部材の融点よりも低い温度に加熱することにより行って
いる。そしてろう材としては一般にＡｌ−８】系合金が
使用され、その形状としては板状、線状または粉末状と
したろう材、あるいは八〇またはＡＱ合金からなる芯材
にろう材を被覆した合わせ材（以下プレーシングシー１
・と記ず）の形態で用いられている。

そして従来のろう付方法としては、ろう付をする部材表
面の酸化皮膜を除去するためのフラックスを用いるフラ
ックスろう骨法とこれを用いない真空ろう骨法が通常使
用されている。

上記フラックスろう骨法としでは、溶融した塩化物系フ
ラックス中に接合しようとする組立物を浸漬してろう付
加熱する炉中ろう４１法等がある。ところがこの塩化物
系フラックスはＡｌに対しては腐食性であるのでろう付
後洗浄して完全に除去しなければならす、製造工程が非
常に煩雑である。

これに対して真空中に接合しようとする組立物を置いて
ろう付加熱する真空ろうイ」法によれば、後工程として
洗浄も不要であり、またろう付後の部材表面も良好であ
る等の利点を有するが、高真空が必要であることおよび
材料的に制約がある等の問題がある。

さらに最近上記不具合を解消するろう付性として弗化物
系フラックスを用いて炉中でろうイ」する方法が広く用
いられるようになってきた。

この方法は特公昭５８−２７０３７号公報に記載されて
いるようにフラックスとして非吸湿性でＡｌに対して非
腐食性のＫＡＱＦ、とに、ＡＱＦ、の混合物を用い、こ
れを水に懸濁させ、接合しようとする仕立物表面に塗布
してろう付するものであり、その特徴としては非腐食性
フラックスを用いるためにフラックス除去の後処理が不
要なことが上げられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら上記特公昭５８−２７０３７号公報に記載
の方法においては、必然的にフラックスを仕立物表面に
付着させるための塗布、乾燥工程か必要であり、さりに
塗布されたフラックスはその組立物を次工程に運ぶ途中
で組立物から脱落するものが多く、このため有効に使用
されるフラックスの歩留りは低くなる。またろう付後の
接合部材の表面には不均一にフラックス残渣が残るので
従来の真空ろう付性に比較して表面が汚れ商品価値が劣
ると共に、耐食性を向上させるために次工程で行うクロ
メート処理や黒色塗装処理等が不均一となってしまいそ
の効果が十分に発揮されなくなる等の欠点があった。

さらにこのフラックス残渣は非導電性であるため、例え
ば熱交換器において犠牲フィンにより管体を保護する防
食法を採用する場合には防食電流の流れが阻害されてし
まい防食効果が十分得られない場合がある。

またＭｇ含有Ａｌ合金部材を前記弗化物系フラックスを
用いて炉中ろう付する場合は従来に比べてろう付性は劣
っているため、工業的に安定したろう付性を得るために
はろうイ」部材であるＡｌ合金中のＭｇの含有量は０６
ｗｔ％（以下ｉｖ１％を単に％と略記する）未満でなけ
ればならない。

そしてこれ以上のＭｇを含有するＡｌ合金部材ではフラ
ックス塗布量を多くしてもろう付は難しくなってしまう
。この原因はＡｌ合金中のＭｇとフラックスとがろう（
＝１加熱中に反応するためであり、その結果フラックス
の組成が変化してフラックスとしての効果が失われるこ
と、へ〇合金中のＭｇが表面層に拡散して表面層のＭｇ
濃度が高くなること、およびフラックスがへ〇合金の表
面層に入り込む等の現象が発生してろうの流れを阻害す
ること等が起こるからである。

このようにＭｇ含有量の多いＡｌ合金部材か熱交換器用
材料として使用できないことは、熱交換器の耐久性や軽
量化の面で大きな障害となっていた。

〔課題を解決するための手段〕

本発明はこれに鑑み種々検討の結果、接合しようとする
組立物に直接フラックスを塗布する工程を必要としない
ＡＱ又はＡＱ合金の気相ろう付性を開発したもので、Ａ
ＱまたはＡＱ合金をろう材を介してろう付する方法にお
いて、これら部材をＫＦとＡＱＦ３との溶融物から発生
する蒸気が存在する非酸化性雰囲気中でろう句すること
を特徴とするものである。

〔作用〕

上記のＫＦとＡＱＦ　、の溶融物からでる蒸気とはＫＡ
ＱＦ、を主体とするフルオロアルミン酸カリウム錯体の
蒸気であり、この蒸気が存在する非酸化性雰囲気中に接
合しようとする部材としての組立物をおくことにより、
この蒸気は極微量かつ均一に組立物に付着してその表面
のＡｌの酸化皮膜を破壊するのでろうの濡れを促進し、
その結果ろうが一様に流れ、組立物の接合箇所に均一な
フィレットが形成される特徴を有する。

さらにこの蒸気は雰囲気中の水分や酸素と結合して雰囲
気をより非酸化性なものとし、材料表面の酸化を防ぐ効
果を持つ。

そしてこの蒸気を発生するには上記のＫＦとＡＱＦ３の
混合物をろう付を実施する炉中に予め入れておき、炉を
昇温したときにその熱で溶融・蒸発させても良いし、ま
たこの蒸気を炉外て発生させて窒素ガス等をキャリアー
として炉内に供給する等の方法も可能である。

さらに非酸化性雰囲気中にこの蒸気を存在させることに
より組立物は完全に蒸気で覆うことができるので、蒸気
密度は少なくてすみフラックス消費量を低減することが
できる。なお非酸化性雰囲気としては例えば窒素、アル
ゴン、酸化炭素その他いずれの雰囲気でも利用可能であ
る。

また本発明を実施するには密閉度の高い炉の使用が好ま
しいが、密閉度の劣る炉であっても接合しようとする組
立物をステンレス等からなる容器内に蒸気発生物と共に
入れてろうイ」加熱すれば容易にろう（〜１することか
できる。

さらに本発明によればＭｇを０６％を超えて含有するＡ
Ｑ−Ｍｇ系合金であってもろう付が可能となる。これは
ＫＡＱＦ、を主体としたフルオロアルミン酸カリウム錯
体の蒸気が極微量てありしかも均一に組立物に付着する
からである。

そしてこのためにフラックスとしての作用を行うＫ　Ａ
ｌＦ　、を主体としたフルオロアルミン酸カリウム錯体
の蒸気と材料中のＭｇとの反応が非常に少なくなり、従
って該蒸気のフラックスとしての効果は阻害されず、ま
たＭｇ含有材料内でＭｇが表面層に拡散して材料内でＭ
ｇの濃度差が生ずることもなく、さらにフラックス成分
が該材料の表面層へ侵入する量も僅かであるためにろう
の流れが阻害されることはないからである。

このようにＫ　Ｆと八〇Ｆ３の溶融物から発生する蒸気
を利用すれば、組立物に直接フラックスを塗布すること
なくろう付が可能であるが、組立物の構造上これらの蒸
気が存在しがたい接合部分を有する組立物、例えば第１
図に示すドロンカップタイプのエバポレーターや第２図
に示すパラレルフロータイブのコンデンサー等の組立物
内部にも接合部を有する熱交換器にあってはその内部の
ろう付は一般に困難である。そこてこのような場合は組
立物内部の接合部には予めフルオロアルミン酸カリウ１
、錯体を塗布して乾燥させ、組立物外部の接合部にはフ
ルオロアルミン酸カリウム錯体を塗布せずにＫＦとＡ　
ＯＦ　１の溶融物から発生ずる蒸気の存在する非酸化性
雰囲気中でろう付する方法が有効である。

またこのようにフルオロアルミン酸カリウム錯体の一部
塗布は組立物の内部に限らず外部であっても、例えば接
合部形状が複雑でフルオロアルミン酸カリウム錯体の蒸
気のみによってはろう付が難しい場合には部分的にフル
オロアルミン酸カリウム錯体を直接塗布して用いてもよ
い。

〔実施例〕

次に本発明の実施例について説明する。

〈実施例１〉 第３図に示すようｋＪＩｓ　Ａ３００３（ＡＱ−Ｃｕ　
Ｏ，０５〜０、２０Ｘ−Ｍｎ　１．０〜１．５％）Ａ７
２合金芯材の片面に５ｉ６８〜８．２％を含むＪＩＳ　
Ａ４３４３　Ａｌ合金ろう材をクラットしたＪＩＳ　Ｂ
Ａ１２ｒ’Ｃのプレージングシートからなる厚さ１ｍｍ
の圧延板（１）の一端縁を、第１表に示すそれぞれ厚さ
１ｍｍのＡｌ合金板（２）面に、両板材（１）（２）が
互いに直角となるように当接させる逆Ｔ継手試験片を組
立てて以下に示す条件でろう付を実施し、ろう付状況を
調査した。

即ち第３図の逆Ｔ継手試験片を有機溶剤で脱脂し、ろう
付炉の内容積１ｍ′当たり合計で５００ｇの等モルのＫ
ＦとＡｌＦ　３をこのろう付電気炉中に置いた後、この
炉内を露点−４０°Ｃ１酸素濃度１１００ｐｐの窒素ガ
ス雰囲気で置換し、さらに炉内を６１０℃に保持した。

そしてこの炉中に第３図の組立物を挿入し、この組立物
を６１０　’Ｃで５分間加熱してろう付を実施した。

その後上記ろう付後の逆Ｔ継手接合物を炉外に取り出し
てろう付状況を調べ、その結果を第１表に併記した。な
お表中○印はろう（＝Ｉ状況か良好であるもの、Ｘ印は
ろう付状況が不良であるものを表す。

また従来法として上記圧延板（１）と第１表の従来法Ｎ
ｏ、　５とＮｏ、　６に示すＡＱ合金板（２）とを第３
図のように逆′１゛継手試験片に組み立てて脱脂後、こ
の組立物に１０％濃度のＫＡＱＦ、を塗布して乾燥し、
その後上記の本発明法と同様に露点４０°Ｃ９酸素濃度
１１００ｐｐの窒素カス雰囲気で置換され、さらに炉内
を６１０°Ｃに保持された電気炉内にこの組立物を挿入
し、これを６１０°Ｃで５分間加熱してろう付を実施し
、同様にろう付状況を調査してその結果を第１表に併記
した。

第１表 第１表から判るように本発明法Ｎｏ、　１−Ｎｏ、　４
はいずれもろう付性は良好であり、特にＭｇ含有材でも
良好なろうイ＼ｊが可能であった。これに対し従来法Ｎ
ｏ、　６のＡＱ−１，０％ＭｌＴ材ではろう（てＩか出
来なかった。

〈実施例２〉 第４図に示すように、常法により管状に熱間押出し成形
したＪＩＳ　Ａ］０５０製の管材（３）を蛇行状に曲げ
、この蛇行状管材（３）の間にＡＱ−１％Ｍｎ１％Ｚｎ
合金を芯材とし、その両面にＡＱ−１０％Ｓ１１％Ｚｎ
合金皮材をクラットした厚さ０．１６ｍｍのプレージン
グシートからなるコルゲートフィン（４）を挟み、さら
にＡｌ−４，３％Ｚｎ−１，３％Ｍｇ合金からなるコネ
クター（５）を取り付けてサーペンタインタイプのコン
デンサーを組立てた。なお予めこのコルケートフィン（
４）とコネクター（５）との接合部はＪＩＳ　Ａ１０７
０（ＡＱ９９．７０％以上）の溶接棒を用いてＴＩＧ溶
接して接合しておいた。

次にこの組立物を有機溶剤で脱脂した後、ろう付炉の内
容積１ｍ’当たり合計で５００ｇの等モルのＫ　ＦとＡ
　Ｑ　Ｆ　、をろう付電気炉中に置き、露点４０°Ｃ１
酸素濃度１１００ｐｐの窒素カス雰囲気で置換され、６
１０°Ｃに保持された上記炉内にこの組立物を挿入し、
該組立物を６１０°Ｃで５分間加熱してろう付を実施し
た。

上記ろう付後のコンデンサーを炉外に取り出して表面の
外観観察を行い、またろう付状況を調ぺてこれらの結果
を第２表に示した。その後常法によりクロメート処理、
黒色塗装を行い、これら被膜の付着性をクロメート性お
よび塗装性として第２表に併記した。またこの塗装後の
コンデンサーの耐食性を評価するためＪＩＳ　Ｈ８６８
１に基づ＜ＣＡＳＳ試験を５００時間実施して貫通孔食
の有無を調べその結果を第２表に併記した。

さらに比較のため上記第４図に示すサーペンタインタイ
プのコンデンサーの組立物を以下に示す従来法でろう付
したものについて、その特性を調査した。

即ちこの組立物を有機溶剤により脱脂したのち１０％濃
度のＫ　ＡＱＦ　、懸濁液を塗布し、２００℃で１０分
間の乾燥を行った。その後露点−４０°Ｃ酸素濃度１１
００ｐｐの窒素ガス雰囲気で置換され、６１０°Ｃに保
持された電気炉内にこの組立物を挿入して６１０℃で５
分間加熱してろう付を行った。

その後の工程は上記〈実施例２〉と同様に行ない、かつ
このろう付されたコンデンサーについて上記と同様な評
価試験を行ってそれらの結果について第２表に示した。

う付文のコンデンサーの表面はきれいであり、ろう付状
況も良好であった。さらにクロメート性、塗装性も良好
で、耐食性も良好であった。

これに対して従来法によるコンデンサーは表面全体にフ
ラックス残渣が濃く不均一に付着しており、外観上好ま
しくない。またろう付状況は良好であったが、ろう付文
のクロメート処理および塗装は不均一であり、耐食性に
ついては第４図の管材（３）の曲げ部（６）で貫通孔食
が発生した。

〔発明の効果〕

このように本発明によれば、従来のろう付性に比べて例
えば自動車等の熱交換器の製造工程が短縮できるので製
造コストが安価になり、またろう付文の部材表面かきれ
いであるためクロメート処理等の後処理での表面処理性
が良好であり、さらに耐食性に優れる等の品質が向上し
、またＭｇを多く含有する合金のろう付も可能である等
工業上顕著な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はドロンカップタイプのエバポレーターの一例を
示す側面図、第２図はパラレルフロータイブのコンデン
サーの一例を示す側面図、第３図は逆Ｔ継手試験片を示
す斜視図、第４図はエアコン用熱交換器であるサーペン
タインタイプコンデンサーの一例を示す斜視図、第５図
は第４図のフィン部を拡大して示す側面図である。 ｌ　圧延板 ２　ＡＱ合金板 ３−管材 ４　コルケートフィン ５　コネクター ６−曲げ部 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　ＡｌまたはＡｌ合金をろう材を介してろう付す
   る方法において、これら部材をＫＦとＡｌＦ＿３との溶
   融物から発生する蒸気が存在する非酸化性雰囲気中でろ
   う付することを特徴とするＡｌまたはＡｌ合金の気相ろ
   う付法。