JPH08323278A

JPH08323278A - ろう材粉末の塗布方法及び熱交換器の製造方法

Info

Publication number: JPH08323278A
Application number: JP13353795A
Authority: JP
Inventors: Kei Yoshitomi; 圭吉富
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1995-05-31
Filing date: 1995-05-31
Publication date: 1996-12-10

Abstract

(57)【要約】【目的】フラックス粉末とろう材粉末の混合粉末の必
要量をろう付け接合の必要な部分に均一に塗布すること
ができ、良質なろう付けを行うことができ、未付着の混
合粉末の回収が可能な方法を実現する。【構成】フラックス粉末とろう材粉末の混合粉末を流
動床中で浮動させ、ろう付け接合に必要な部分に予め結
合剤が塗布された被ろう付け部材にこの流動床中を通過
させることによって、上記部材の必要な部分に必要量の
混合粉末を均一に付着させることができるため、余剰の
ろう材の上記部材への拡散による強度低下や、ろう材の
垂れによるろう付炉の汚染、あるいは、多量のフラック
ス残渣によるろう付品の色ムラ等が低減でき、また、複
雑な形状の部材に対しても一度に塗布することが可能と
なり、工程数を削減することができ、更に流動床内の未
付着分の混合粉末について良好な回収率を得ることが可
能となる。また、上記ろう材粉末の塗布方法を用いて熱
交換器を製造した場合、ろう付性の良好な製品を得るこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アルミニウム製熱交換
器の製造において適用されるろう材粉末の塗布方法に関
する。なお、この明細書においては、アルミニウムの語
はすべてその合金をも含む意味で用いる。

【０００２】

【従来の技術】一般にカークーラー用エバポレータある
いはコンデンサ等のアルミニウム製熱交換器を製造する
場合、これが薄肉、複雑形状物であるため、溶接による
接合，組立は困難であり、ろう付け接合が広く用いられ
ている。

【０００３】このろう付接合に用いられるろう材は、熱
交換器等を構成するアルミニウム部材の表面にクラッド
した状態で供給する、いわゆるブレージングシートが広
く用いられ、フラックスは懸濁液として接合部に塗布等
により付着され、この状態にて加熱することによりろう
付け接合が行われるが、ろう材の溶融時にブレージング
シートの芯材へのろう材拡散による強度低下が発生する
ため、部材の薄肉化を進めるための大きなネックとなっ
ている。

【０００４】そこで、上記の欠点を改善するためにろう
材を粉末状とし、フラックス粉末とアクリル等の結合剤
に混入して懸濁液とし、該懸濁液をろう付け接合の必要
な部分に必要量だけ供給することが図られている。

【０００５】かかるろう材供給の方法としては、ディッ
ピング法、はけ塗り法、スプレー法あるいはフローコー
ト法等が行われているが、いずれの方法による場合も、
複雑な形状の部材について１工程で、かつ必要な部分全
面に均一にろう材を供給することは困難であった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のアルミニウム製
熱交換器等のろう付け接合においては、前記のように、
部材形状が複雑なため、そのろう付け接合部分にフラッ
クスとろう材を均一に塗布することは困難であった。

【０００７】本発明は、上記課題を解決するため、ろう
付け接合の必要な部分に必要量のフラックス粉末とろう
材粉末とを均一に供給して、ろう付品表面の残留フラッ
クスによる目詰まりや色ムラ、あるいはフラックスの垂
れによるろう付炉中の汚染、余剰のろう材の芯材への拡
散侵食による部材の強度低下を防止し、かつ、未付着分
の回収率を従来のものより向上させてフラックス及びろ
う材の歩留まりを向上させることを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

（１）本発明のろう材粉末の塗布方法は、ろう付け用フ
ラックス粉末と、アルミニウムろう材粉末とを混合し、
同混合粉末を流動床中で浮動させ、この流動床中に予め
結合剤を塗布してなるアルミニウム製被ろう付け部材を
通して、同アルミニウム製被ろう付け部材の表面に前記
ろう付け用フラックス粉末とアルミニウムろう材粉末と
の混合粉末を付着させてなることを特徴としている。

【０００９】（２）本発明は、上記発明（１）に記載の
ろう材粉末の塗布方法において、粒径が０．１〜５０μ
ｍのろう付け用フラックス粉末と、粒径が１〜６０μｍ
のアルミニウムろう材粉末を重量比で１〜３：９〜７の
割合で混合した混合粉末を用いてなることを特徴として
いる。

【００１０】（３）本発明は、上記発明（１）に記載の
ろう材粉末の塗布方法において、結合剤として熱可塑性
アクリル系結合剤を０．５〜３０wt％含む水及びアルコ
ール系溶剤を用いてなることを特徴としている。

【００１１】（４）本発明は、上記発明（１）に記載の
ろう材粉末の塗布方法において、ろう付け用フラックス
粉末が塩化物系又はフッ化物系の一種よりなることを特
徴としている。

【００１２】（５）本発明の熱交換器の製造方法は、ア
ルミニウム製熱交換器の構成部材を組み合わせ、各構成
部材のろう付け接合が必要な部分に結合剤を塗布した
後、それをろう付け用フラックス粉末とアルミニウムろ
う材粉末との混合粉末を浮動させた流動床中に通し、前
記ろう付け接合個所に前記混合粉末を付着させ、しかる
後それを炉中に入れてろう付けすることを特徴としてい
る。

【００１３】

【作用】上記発明（１）において、ろう付け用フラック
ス粉末とアルミニウムろう材粉末の混合粉末を流動床中
に浮動させた場合、この混合粉末は流動床中で均一に分
散し浮動する。

【００１４】そのため、この流動床中に必要な部分の表
面に予め結合剤が塗布されたアルミニウム製被ろう付け
部材を通した場合、結合剤が塗布された表面に必要量の
上記混合粉末が均一に付着し、良好なろう付けが可能と
なる。

【００１５】上記発明（２）においては、上記発明
（１）におけるろう付け用フラックス粉末の粒径を０．
１μｍ以上としているために粉末の凝集が発生せず、ア
ルミニウムろう付け粉末を１μｍ以上としているために
含有酸化物量が増加してろう付性を低下させることがな
く、また、それぞれを５０μｍ以下、６０μｍ以下とし
ているため、それぞれの粉末を均一に塗布することがで
き、フラックス粉末がろう材粉末の外表面を覆うような
形態とすることができる。

【００１６】また、上記フラックス粉末のろう材粉末に
対する重量比が１：９以上のため、良好なろう付性を得
ることができ、３：７以下のためフラックス残渣量が増
加して色ムラ等を生じることがない。

【００１７】上記発明（３）においては、上記発明
（１）における結合剤として熱可塑性アクリル系結合剤
を０．５〜３０wt％含む水及びアルコール系溶剤を用い
たため、ろう付性を阻害せず、また、ろう付中に有害な
ガスを発生せず、更に、ろう付後に腐食性の残渣が残る
ことがなく、フラックス粉末とろう材粉末の被ろう付け
部材への良好な密着力を保持することができる。

【００１８】上記発明（４）においては、上記発明
（１）におけるろう付け用フラックス粉末として塩化物
系又はフッ化物系の一種からなるものとしているため、
良好なろう付け性を確保することができる。

【００１９】上記発明（５）においては、上記発明
（１）のろう材粉末の塗布方法によりアルミニウム製熱
交換器の構成部材のろう付け接合が必要な部分にフラッ
クス粉末とろう材粉末の混合粉末を塗布しているため、
この混合粉末の均一な塗布が可能となり、良好なろう付
けが可能となる。

【００２０】

【実施例】本発明の一実施例に係るアルミ製熱交換器の
製造に適用されたろう材粉末の塗布方法について、以下
に説明する。

【００２１】本実施例に係るろう材粉末の塗布方法にお
いては、粒径が実質的に０．１〜５０μｍからなるろう
付け用フラックス粉末と、粒径が実質的に１〜６０μｍ
からなるアルミニウムろう材粉末とを重量比で１〜３：
９〜７の割合で混合し、該混合粉末を流動床中にて浮動
的運動を行わしめ、その表面に熱可塑性アクリル系結合
剤を０．５〜３０wt％含む水及びアルコール系溶剤があ
らかじめ塗布された被ろう付物であるアルミニウム製熱
交換器構成部材を上記流動床中に通し、該部材表面に上
記フラックス粉末及びろう材粉末を均一に付着させてい
る。

【００２２】上記において、混合粉末の組成成分である
ろう付け用フラックス粉末やアルミニウムろう材粉末の
ような微粒子は、元来、流動床内にて全体的に浮動的運
動を行っており、凝集化は発生しないことが知られてい
る。本実施例は、微粒子のこの性質を利用したものであ
り、上記混合粉末を流動床内にて大気等の気体を用いて
浮動させて均一に分散させ、あらかじめろう付け接合の
必要な部分に結合剤が塗布されたアルミニウム部材を上
記流動床内に通すことにより、その必要な部分に混合粉
末を均一に塗布している。

【００２３】上記ろう付け用フラックス粉末は、塩化物
系又はフッ化物系の一種からなるものであり、アルミニ
ウムろう材粉末と均一に混合し、かつ、ろう材粉末の外
表面をフラックスが覆うような形態が望ましいため、ろ
う材粉末の粒度より細かいものがよいが、あまり細かい
と凝集の発生が起こる。そのため、理想的には５〜３０
μｍのものがよい。たヾし、０．１μｍ以上、５０μｍ
以下のものではろう材粉末との混合は可能であり、か
つ、ろう付性も良好なものが得られ、実用上問題はな
い。

【００２４】上記アルミニウムろう材粉末については、
フラックス粉末を混合し、かつ、均一に塗布する必要が
あることから、粒径は細かいほうが好ましいが、あまり
細かくなると比表面積が増加するために含有酸化物量が
増加し、ろう付性を低下させる。

【００２５】そのため、理想的にはろう材粒径は１０〜
６０μｍが好ましい。たヾし、１μｍ以上の粒径であれ
ばろう付性の低下は少なく、均一なろう付け接合が可能
であり、１００μｍ以下であればフラックス粉末との混
合、塗布は可能である。

【００２６】上記フラックス粉末とろう材粉末を重量比
で１〜３：９〜７の割合で混合して、アルミニウム部材
表面に塗布しているが、これは、フラックス粉末量がろ
う材粉末量に対して１：９以下の重量比では良好なろう
付性が得られず、一方、３：７以上の重量比で混合して
もろう付性の向上が認められないだけでなく、ろう付品
のフラックス残渣量が増加して色ムラ等を生じ、好まし
くないためである。なお、理想的にはフラックス粉末と
ろう材粉末を重量比で１〜２：９〜８の割合で混合して
用いるのが好ましい。

【００２７】上記アルミニウム製被ろう付け部材に塗布
される結合剤については、フラックス粉末及びろう材粉
末をろう付けすべき部材に保持させること以外に、ろう
付性を阻害しないこと、ろう付け中に有害なガスを発生
せず、かつ、ろう付け後に腐食性の残渣が残らないこと
等が要求されるため、本実施例においては、熱可塑性ア
クリル系結合剤を含む水及びアルコール系溶剤を使用し
た。

【００２８】この結合剤の濃度は、０．５〜３０wt％と
しているが、０．５wt％以下ではフラックス粉末及びろ
う材粉末を保持するために必要な密着力が得られないた
めであり、３０wt％以上では密着力の向上効果は認めら
れないだけでなく、熱可塑性アクリル系結合剤がろう付
温度にて熱分解する際に発生するガスの量が多くなるた
めである。なお、理想的には、結合剤濃度は５〜１５wt
％が好ましい。

【００２９】なお、上記結合剤が必要な部分の表面に塗
布された被ろう付け部材であるアルミニウム部材の上記
混合粉末を塗布する前の表面温度は１０〜６０℃が好ま
しい。

【００３０】これは、上記アルミニウム部材の表面温度
が１０℃以下であれば、混合粉末の塗布後の乾燥，固着
に要する時間長くなり、一方、アルミニウム部材の表面
温度が６０℃以上であれば、該部材表面に塗布されてい
る溶剤中の結合剤が急速に加熱されて発泡し、混合粉末
を均一に塗布することが困難となるだけでなく、結合剤
の溶剤がアルコール系の場合、発火するおそれがあるた
めである。なお、理想的には、結合剤を表面に塗布した
アルミニウム部材の表面の温度は、３０〜６０℃が好ま
しい。

【００３１】以上説明した本実施例の方法においては、
フラックス粉末及びろう材粉末を混合した粉末を流動床
を用いて塗布するため、アルミニウム部材の表面に均一
に塗布することができる。

【００３２】また、アルミニウム部材表面のろう付け接
合の必要な部分にのみ結合剤を塗布しておくことによ
り、ろう付け接合部にのみフラックス粉末及びろう材粉
末を塗布するため、ろう付品表面のフラックス残渣によ
る色ムラ等や、余剰のろう材のアルミニウム部材への拡
散による強度低下や、ろう材の垂れによるろう付炉中の
汚染等が防止できる。更に、複雑な形状の部材に対して
も全面均一に塗布することが可能であり、次表１に示す
ように、従来のいずれの塗布方法よりも優れた結果を得
ることができる。

【００３３】

【表１】

【００３４】次に、本実施例に係るろう材粉末の塗布方
法が適用された熱交換器の製造について、図１を用いて
具体的に説明する。まず、使用したフラックス粉末は、
粒径５〜３０μｍのＫＡｌＦ₄−Ｋ₃ＡｌＦ₆（フルオ
・アルミン酸カリウム錯体）共晶組成のフッ化物系フラ
ックスであり、ろう材粉末は粒径が１〜３２μｍ及び３
２〜５４μｍの２種類のＡｌ−Ｓｉ系ろう材であり、こ
のフラックス粉末とろう材粉末を重量比で１：９の割合
で混合して使用した。

【００３５】被塗布物であるアルミニウム部材は、純Ａ
ｌ材（Ａ１１００）で作られた図１（ａ），（ｂ）に示
す形状で、幅１６mm×高さ２mm×肉厚０．５mmの押出多
穴管１、及び図１（ｃ）に示す形状で、径２０mm×長さ
２２０mm×肉厚１mmのマルチフロータイプの熱交換器用
ヘッダ２であった。

【００３６】結合剤は、熱可塑性アクリル系結合剤のひ
とつであるメタクリ酸エステル・コポリマーを、アルコ
ール系溶剤の一種であるイソプロピルアルコール中に重
量比で１：９の割合で混合して使用した。

【００３７】上記押出多穴管１及びヘッダ２について
は、その表面に結合剤を含む溶剤を窒素ガスを用いたス
プレーガンにより垂れが生じないように全体に均一に塗
布した。たヾし、上記フラックス粉末及びろう材混合粉
末は、図２に示す流動床式タンク３内の風力を調整して
全体的に浮動的運動状態に保持し、この流動床式タンク
３内に結合剤塗布済みの押出多穴管１及びヘッダ２を通
すことにより、それぞれの表面に該混合粉を付着させ
た。次表２はこのときのろう材粉末の付着量を示してい
る。

【００３８】

【表２】

【００３９】上記押出多穴管１、及びヘッダ２につい
て、フラックス粉末及びろう材粉末を塗布した後、ろう
付を行ったところ、良好なろう付け結果を得ることがで
きた。

【００４０】

【発明の効果】本発明のろう材粉末の塗布方法及び熱交
換器の製造方法においては、ろう付け用フラックス粉末
とアルミニウムろう材粉末の混合粉末を流動床中で浮動
させ、ろう付け接合に必要な部分に予め結合剤が塗布さ
れたアルミニウム製被ろう付け部材にこの流動床中を通
過させることによって、上記部材の必要な部分に必要量
の混合粉末を均一に付着させることができるため、余剰
のろう材の上記部材への拡散による強度低下や、ろう材
の垂れによるろう付炉の汚染、あるいは、多量のフラッ
クス残渣によるろう付品の色ムラ等が低減でき、また、
複雑な形状の部材に対しても一度に塗布することが可能
となり、工程数を削減することができ、更に流動床内の
未付着分の混合粉末について良好な回収率を得ることが
可能となる。

【００４１】また、上記ろう材粉末の塗布方法を用いて
熱交換器を製造した場合、ろう付性の良好な製品を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の方法が適用された熱交換器
の構成部材の説明図で、（ａ）は押出多穴管、（ｂ）は
（ａ）のＡ部の拡大図、（ｃ）はヘッダの説明図であ
る。

【図２】上記一実施例の方法が適用された熱交換器の部
材に混合粉末を付着させるための流動床式タンクの説明
図である。

【符号の説明】

１押出多穴管２ヘッダ３流動床式タンク

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ろう付け用フラックス粉末と、アルミニ
ウムろう材粉末とを混合し、同混合粉末を流動床中で浮
動させ、この流動床中に予め結合剤を塗布してなるアル
ミニウム製被ろう付け部材を通して、同アルミニウム製
被ろう付け部材の表面に前記ろう付け用フラックス粉末
とアルミニウムろう材粉末との混合粉末を付着させてな
ることを特徴とするアルミニウム製被ろう付け部材への
ろう材粉末の塗布方法。
【請求項２】請求項１に記載のろう材粉末の塗布方法
において、粒径が０．１〜５０μｍのろう付け用フラッ
クス粉末と、粒径が１〜６０μｍのアルミニウムろう材
粉末を重量比で１〜３：９〜７の割合で混合した混合粉
末を用いてなることを特徴とするアルミニウム製被ろう
付け部材へのろう材粉末の塗布方法。
【請求項３】請求項１に記載のろう材粉末の塗布方法
において、結合剤として熱可塑性アクリル系結合剤を
０．５〜３０wt％含む水及びアルコール系溶剤を用いて
なることを特徴とするアルミニウム製被ろう付け部材へ
のろう材粉末の塗布方法。
【請求項４】請求項１に記載のろう材粉末の塗布方法
において、ろう付け用フラックス粉末が塩化物系又はフ
ッ化物系の一種よりなることを特徴とするアルミニウム
製被ろう付け部材へのろう材粉末の塗布方法。
【請求項５】アルミニウム製熱交換器の構成部材を組
み合わせ、各構成部材のろう付け接合が必要な部分に結
合剤を塗布した後、それをろう付け用フラックス粉末と
アルミニウムろう材粉末との混合粉末を浮動させた流動
床中に通し、前記ろう付け接合個所に前記混合粉末を付
着させ、しかる後それを炉中に入れてろう付けすること
を特徴とするアルミニウム製熱交換器の製造方法。