JPH03146262A

JPH03146262A - アルミニウム材のろう付方法

Info

Publication number: JPH03146262A
Application number: JP28594989A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Sato; 昭一佐藤; Shuichi Murooka; 室岡　秀一; Yasuhiro Osame; 康弘納; Tomoko Arai; 荒井　智子
Original assignee: Showa Aluminum Corp
Current assignee: Altemira Co Ltd
Priority date: 1989-10-31
Filing date: 1989-10-31
Publication date: 1991-06-21

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、例えばろう併
任様によるアルミニウム製熱交換器等の製造に好適に用
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。

従来の技術例えば、自動車用ラジェーター、カークーラー用エバポ
レーター、コンデンサーその低電機、機械用のアルミニ
ウム製熱交換器やアルミニウム製の自動車用給気マニホ
ルド等をろう付によって製作する場合、真空ろう付の場
合を除き、塩化物系フラックスを用いて構成部材をろう
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、まず塩化物
系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、次いでこれを
予熱乾燥して水分を蒸発除去し、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課題しかし、この方法では懸濁液の塗布作業や塗布後の乾燥
作業が必要であり、生産性が良くなかった。しかも乾燥
のための乾燥炉が必要であることから設備が大型化する
欠点もあった。また懸濁液の温度管理や塗布量の管理が
面倒でもあった。さらに、アルミニウム材へのフラック
ス付着量が概して多いため、炉中で溶融したフラックス
が滴下して炉内を汚染したり炉材の腐食等を生じ、この
ため炉のクリーニング、オーバーホールの頻度を多くせ
ざるを得ないという問題もあった。さらには、塩化物系
フラックスを塗布してろう付を行うと、溶融したフラッ
クスとアルミニウムとの反応によりアルミニウム材の表
面がエツチングされ、色調ムラや光沢ムラを呈して外観
体裁を損うという問題もあった。

この発明は、かかる問題を一挙に解決すべくなされたも
ので、懸濁液の塗布工程や予熱乾燥工程が不要であり、
しかもフラックスによるろう付炉の汚染等が少なく、か
つろう付後のアルミニウム材表面の色調ムラや光沢ムラ
がほとんどないアルミニウム材のろう付方法の提供を目
的とするものである。

課題を解決するための手段上記目的を達成するために、発明者は種々実験と研究を
重ねた結果、塩化物系フラックスをアルミニウム材に塗
布しなくても、塩化物ガスを含む雰囲気中にアルミニウ
ム接合部材を配置して所定温度に加熱することで良好な
ろう付を行いうることを見出し、この発明を完成し得た
ものである。

即ちこの発明は、塩化物を収容した容器をろう付炉内に
配置して加熱することにより前記塩化物をガス化させ、
もって炉内を塩化物ガスを含む雰囲気に調整し、該雰囲
気中でアルミニウム接合部材を所定温度に加熱し、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。

ろう付炉内の塩素系ガスは、ろう付時のフラックス作用
即ち接合部の酸化皮膜を除去してろう材の濡れ性、流動
性を向上させる作用を発揮し、良好なろう付を実現する
役割を果すものである。炉内雰囲気は非酸化性雰囲気と
するのが良い。一般的にはＮ２ガス等の不活性ガス雰囲
気とする。この発明では、炉内雰囲気を塩化物ガスを含
む雰囲気に調整するための手段として、塩化物を収容し
た容器を炉内に配置して加熱することにより前記塩化物
をガス化させる方法を採用する。ここに、塩化物は塩素
と他の元素との化合物をいうが、その具体的組成は特に
限定されることはない。しかし、容器への塩化物の収容
はその取扱い上常温で行うのが望ましいから、常温で固
体または液体状態を呈する一方、アルミニウムのろう付
温度が一般的に６００℃前後であるため好ましくは６０
０℃以下でガス化するものが良い。例えばＡρＣρ３と
か、ＮＨ４Ｃｌとか、ＺｎＣ，９２などを好適に用いう
る。また塩化物は必ずしも単独種類のものを用いなけれ
ばならないものではなく、複数種類の塩化物を混合して
用いても良い。かかる塩化物を収容する容器の形状は特
に限定するものではないが、塩化物のガス化蒸発を促進
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５〜５０ｊｍ程度のものを用いるのが良い。

容器に収容する塩化物の量は、良好なフラックス作用を
発揮させるべく雰囲気中に含まれる塩化物ガスの量が０
．　１〜１１００００ｐｐ＋程度となるように設定する
のが良い。雰囲気中の塩化物ガスの含有量がＯ，ｉｐｐ
ｍ未満では少なすぎて良好なろう付を行いえない虞れが
あり、１Ｏｏｏｏｐｐ層を超えてもろう付性に対する塩
化物ガスの効果が飽和し、却って経済的な無駄となる。

特に好ましくは１〜２０００　ｐｐｍとなるように設定
するのが良い。容器に収容した塩化物をガス化するため
の加熱は、ろう付加熱による温度上昇を利用しうる。

また炉内雰囲気中に水分や酸素は存在しないツカ望まし
イカ、Ｈ２０：　１１００００ｐｐ程度以下、０２　：
　１００００ｐｐ■程度以下の混入量であればろう付性
にほとんど影響を与えることはない。これらが１０００
０　ｐｐｍを超えるとＡＱの表面酸化膜が厚くなり、良
好なろう付を妨げる虞れがある。また、不活性ガスの流
量は、炉内流速として０．１〜１０ｃｍ／ｓ　ｅ　ｃに
設定するのが良い。

なお、ろう付炉の形態はこの発明の効果に影響を及ぼす
事項ではなく、第１図に示すようなコンベア式の連続炉
（１）であってもよく、第２図に示すようなバッチ炉（
１′）であっても良く、いずれの炉に対してもこの発明
を有効に適用しうる。なお、第１図において（２）は不
活性ガス供給装置、（３）は塩化物収容容器、（４）は
コンベア、（５）はアルミニウム接合部材であり、第２
図において（２′）は不活性ガス供給装置、（３’）は
塩化物収容容器、（５′）はアルミニウム接合部材であ
る。

ろう付炉に収容した容器中の塩化物は、加熱によりガス
化し炉内雰囲気は塩化物ガスを含む雰囲気となる。この
雰囲気中でアルミニウム接合部材よりも融点の低いアル
ミニウムろう材を用いて、ろう材の融点より高くアルミ
ニウム接合部材の融点より低い例えば６００〜６３０℃
程度の温度に加熱することによりろう材を溶融し、ろう
付接合が達成される。このろう付時において、炉内の塩
化物ガスはフラックスとして作用し、良好なろう付が達
成される。なお、ろう材にはＳｉ含有量約４６５〜１３
．５νｔ％程度のＡ１１−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、ろう付炉内を塩化物ガスを含
む雰囲気に調整し、該雰囲気中でアルミニウム接合部材
を所定温度に加熱し、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、塗布
後の乾燥工程が一切不要となるから、ろう付工程の簡略
化を図ることができ生産性を向上しうる。しかも、乾燥
炉が不要となるから設備の小型化を図りうる。しかもま
た、繁雑な懸濁液の温度管理や塗布量の管理等を不要と
なしえ、ろう付作業全体の効率化を図りうる。さらに、
フラックスとして作用する塩化物ガスの量は、従来の塗
布方式の場合のフラックス量に較べてはるかに少量で良
いから、炉内の汚染が少なく、しかも溶融したフラック
スが炉内に滴下して炉内に蓄積される事態も生じないか
ら、炉材の腐食も少なく、クリーニング、オーバーホー
ルの頻度も少なくて済む。さらには、塗布法による場合
に較べてアルミニウム材表面へのフラックスの付着がは
るかに少なくなるから、溶融したフラックスとアルミニ
ウムとの反応によりアルミニウム材の表面がエツチング
され、色調ムラや光沢ムラを呈して外観体裁を損うとい
う問題もなく、清浄で外観体裁に優れた高品質のろう付
品の提供が可能となる。

また、炉内を塩化物ガス含有雰囲気に調整する手段とし
て、塩化物を収容した容器を炉内に配置して加熱するこ
とにより前記塩化物をガス化させる方法を採用するから
、実に簡単に炉内を塩化物ガス含有雰囲気に調整するこ
とができるとともに、特別の塩化物ガス供給装置をろう
付炉に設ける必要がないから従来のろう付炉を改造する
ことなくそのまま本発明に適用できる利点がある。

また、塩化物は比較的低い温度でのガス化が可能である
ため、アルミニウム展伸材はもとより融点の低い鋳物材
のろう付にも本発明を好適に用いることができる。

さらに塩化物として、ＡＱＣΩ３、ＺｎＣΩ２　、ＮＨ
４Ｃｌの１種または２種以上を用いた場合には、上記効
果に加えて、ろう付時の炉内雰囲気を確実に塩化物ガス
含有雰囲気となしえ、ひいては安定したろう付を行いう
る効果がある。

さらにまた、雰囲気中の塩化物ガスの含有量を０．１〜
１００００９９ｍに設定した場合には、上記効果に加え
て良好なろう付を確実かつ安定して効率良く行うことが
できる効果がある。

実施例次にこの発明の実施例を示す。

（実施例１）Ｎ２ガス雰囲気のろう付炉内に、固体状態のＡρＣρ３
を収容した深さ２５ｍの皿状容器を配置して加熱し、容
器内のＡΩＣΩ３をガス化蒸発させて炉内をＡΩＣρ３
ガス７００　ｐｐｌｌを含むＮ２ガス雰囲気に調整した
。この時の炉内の水分量は１００ｐｐｍ　、０２濃度は
８　ｐｐｍであった。

次に、肉厚０．８ＭのＡ１１００押出チユーブ材と、Ａ
３００３合金を心材としＡρ−１０％Ｓｉ合金を皮材と
した片面クラツド率１５％、厚さ０．１４５ａｍ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
熱交換器に組立て、この組立物を上記ガス雰囲気炉へ搬
入し、６００℃で５分間加熱してろう付を行った。

（実施例２）実施例１と同様の設備を用い、ＺｎＣｌ２を収容した実
施例１と同じ容器を炉内に配置して加熱ガス化させ、炉
内をＺｎＣΩ２ガス１１００ｐｐを含むＮ２ガス雰囲気
に調整した。この時の炉内の水分量は２００ｐｐｍ＋　
、　０２濃度は１５ｐｐｒａであった。この炉内に実施
例１と同じ組立物を搬入し、同条件によるろう付を行っ
た。

（実施例３）実施例１と同様の設備を用い、ＮＨ４Ｃｐを収容した実
施例１と同じ容器を炉内に配置して加熱ガス化させ、炉
内をＮＨ４Ｃｌガス３００ｐｐｍを含むＮ２ガス雰囲気
に調整した。この時の炉内の水分量は２５０ｐｐｍ　、
　０２濃度は１１−０９ｐであった。この炉内に実施例
１と同じ組立物を搬入し、同条件によるろう付を行った
。

（比較Ｎ１　）ＮａＣｆｌ、ＫＣΩ、ＢａＣΩ２、ＬｉＣＱを主成分と
する塩化物系フラックスを水に懸濁させて１０ｗｔ％懸
濁液を作成した。そして、この懸濁液中に実施例１と同
じ組立物を浸漬してフラックスを塗布したのち乾燥した
。

次いで、上記フラックス塗布組立物を、水分量１００ｐ
ｐｍ　、　０２濃度１０ｐｐｍのＮ２ガス雰囲気中にて
６００℃で５分間加熱しろう付を行った。

第１表上記により得た各ろう付品につき、ろう付性、外観状態
を目視観察するとともに、表面処理性の評価を行った。

表面処理性は、各ろう付品の平板部にスプレー塗装を施
したのち、塗膜面に１５１１角のマス目をけがいてテー
プ剥離試験を実施し塗膜の残ったマス目の数で評価した
（基盤目試験）。それらの結果を第１表に示す。

［以下余白］（注１）○・・・良好　　Ｘ・・・不良（注２）Ｏ・・
・外観は光沢もあり清浄×・・・光沢ムラが認められた（注３）塗膜の残ったマス目数／全マス口数以上の結果
から、本発明によれば少量の塩素系ガスにもかかわらず
良好なろう付が達成されたばかりか、得られたろう付品
はその表面状態も良好であることを確認しえた。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はいずれもこの発明を実施する一例とし
てのろう付設備の概略構成図である。（１）（１’）・・・ろう付炉、（３）（３’）・・・
塩化物収容容器、（５）（５’）・・・アルミニウム接
合部材。以上３８３アルミニウム接合部ネ第第１第２

Claims

【特許請求の範囲】

（１）塩化物を収容した容器をろう付炉内に配置して加
熱することにより前記塩化物をガス化させ、もって炉内
を塩化物ガスを含む雰囲気に調整し、該雰囲気中でアル
ミニウム接合部材を所定温度に加熱し、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）塩化物としてＡｌＣｌ＿３、ＺｎＣｌ＿２、ＮＨ
＿４Ｃｌの１種または２種以上を用いる請求項１に記載
のアルミニウム材のろう付方法。
（３）雰囲気中の塩化物ガスの含有量を０．１〜１００
００ｐｐｍに設定する請求項１に記載のアルミニウム材
のろう付方法。