JPH0985433A

JPH0985433A - フラックスレス非酸化性雰囲気ろう付け方法

Info

Publication number: JPH0985433A
Application number: JP26488195A
Authority: JP
Inventors: Masaji Saito; 正次斉藤; Rikizo Baba; 力三馬場; Nobuyuki Kakimoto; 信行柿本; Hiromi Shoda; 広美正田
Original assignee: Sky Aluminium Co Ltd
Current assignee: Sky Aluminium Co Ltd
Priority date: 1995-09-19
Filing date: 1995-09-19
Publication date: 1997-03-31

Abstract

(57)【要約】【課題】従来技術の非腐食性弗化物系フラックスブレー
ジングと真空ブレージングの問題点を回避し、かつ、従
前の改良技術の問題点である不活性雰囲気に関する厳し
い要求をも必要としないろう付け方法を得る。【解決手段】雰囲気気体の流れを抑える覆いと覆い内部
にＭｇ供給源とを備えた非酸化性雰囲気フラックスレス
ろう付け法。被ろう付け物のろう材、被ろう付け物の構
造材料にＭｇを含有するものを用いる他、覆い内部に純
ＭｇやＭｇ合金を置く、覆いの少なくとも内側の材質を
Ｍｇを含有するアルミニウム合金とすることでＭｇ供給
源とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用その他の
熱交換器等アルミニウム（アルミニウム合金を含む。以
下同じ。）をろう付けして製造する製品のろう付け方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記のようなアルミニウム製品をろう付
けによって製造する場合、非腐食性弗化物系フラックス
を用いて構造部材をろう付け接合する方法が多く用いら
れている。従来、かかる非腐食性弗化物系フラックスろ
う付けを行う場合、まずアルミニウム材を必要に応じプ
レス成形や切断加工して製品形状に仮組み立てしてか
ら、フラックスの懸濁水溶液を、アルミニウム材の表面
に塗布した後、これを予備乾燥し、しかる後に非酸化性
雰囲気中でろう付け温度に加熱してろう付けを行ってい
た。またこの際、最近ではフラックスの予備乾燥炉とろ
う付け炉がつながった連続炉が主流となっている。

【０００３】通常の非腐食性弗化物系フラックスブレー
ジングのフラックス皮膜は、懸濁液に浸漬して形成する
ので厚さに極端なむらができやすく厚い箇所では１００
μｍ程度になり脆いので塗布・乾燥後、プレス加工やそ
の他の取扱いを行うと部分的に剥離してその部分のろう
付けが不可能になる。そこで、通常は前述のように複雑
な製品形状に組み立ててろう付け直前に懸濁液の塗布作
業・乾燥作業を行っている。しかしながら、このような
方法では、複雑な製品形状に組み立ててから懸濁液の塗
布作業・乾燥作業を必要とするため作業効率が良くなか
った。また、ろう付け工程直前に乾燥工程があるのでこ
の工程に十分時間をかけないと発生水分がろう付け炉に
持ち込まれて、ろう付け性を低下させる恐れがあり、一
方乾燥工程にあまり時間をかけすぎるとライン全体の律
速工程になってしまうというジレンマがあった。

【０００４】また、複雑な製品形状での塗布なので、塗
布量が不均一になりやすく安全をみて多めに塗布せざる
を得なく、アルミニウム部材へのフラックス付着量が概
して多くなってしまう傾向があるため、ろう付け炉が汚
染されたり、炉中で溶融したフラックスが滴下して炉内
に蓄積され金属製の炉壁が腐食したりしやすく、このた
めろう付け炉のクリーニング、オーバーホールの頻度を
多くせざるをえないという問題もあった。

【０００５】さらには、通常用いられる非腐食性弗化物
系フラックス成分はろう付け温度で液相になるので、余
剰のフラックスが流れ、ろう付け後のアルミニウム製品
の表面に局所的に残留した余剰のフラックスが、灰色な
いし白色のシミを生じ、色調斑を呈して外観体裁を損な
うばかりか、その後の表面処理を妨げるという問題もあ
った。また、過剰のフラックス塗布はコスト面でも問題
であった。さらに、非腐食性弗化物系フラックスを用い
るろう付けではＭｇを含有するアルミニウム材料を用い
るとフラックス中のＦとアルミニウム材料中のＭｇとが
素早く反応し濡れ性の悪いＭｇＦ₂を形成するので０．
２％をこえるＭｇを含有する材料は使用できず強度向上
し薄肉軽量化するというユーザーニーズとぶつかってい
た。

【０００６】一方、フラックスを用いない真空ろう付け
も盛んに用いられている。アルミニウムのろう付けを真
空中で行う場合にはろう材にＭｇを添加し、ろう付け時
にＭｇの蒸発により表面に生成している酸化皮膜を破壊
させて、ろう流れを良くしろう付けしている。しかし、
ろう材にＭｇが添加されていると、Ｍｇが蒸発するため
に真空炉内が汚染され、清掃等に時間がかかる欠点があ
る。

【０００７】そこで、Ｍｇゲッター材を使わない真空ろ
う付けの可能な方法も求められている。しかし、通常の
非腐食性弗化物系フラックスはろう付け温度で液相や気
相となりろう付け炉の腐食や汚染、さらには、真空系全
体の汚染にもつながるので、真空ろう付けには使えなか
った。また、ろう付け製品の強度向上のため被ろう付け
物の構造材料としてＭｇを含有する材料を用いようとし
ても、真空ろう付け中にほとんど蒸発してしまい目的を
果たせない。

【０００８】これらの従来技術の問題点を解決しようと
する改良技術がある。 (1)ひとつは、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ−Ｂｉろう材を用い、
ろう付け材料表面に吸着しているＯ₂、Ｈ₂Ｏを熱で放出
させる為に真空炉で５００℃程の温度で予熱してから一
度排気し１０^-5〜１０^-6Torr.の高真空にしてから窒素
封入し高速循環させ、ろう付け雰囲気のＯ₂濃度を１０ｐ
ｐｍ以下、Ｈ₂Ｏ量を１０ｐｐｍ（露点で約−６１℃)以
下と非常に厳しく制限することによってろう付けを可能
にする方法である。（米国特許第４２４０５７４号） (2)さらに、Ａｌ−Ｓｉ−Ｂｉろう材を用い、酸又はア
ルカリによるエッチングで酸化皮膜を除去した後に非酸
化性雰囲気でろう付けを行う方法がある。この方法では
排気して真空にした後に窒素封入し気圧を８００Torr.
としＯ₂濃度を５ｐｐｍ以下、露点を約−７３℃以下とろ
う付け雰囲気を更に厳しく規制してろう付けする方法で
ある。また、１気圧の状態で窒素置換のみの時はＯ₂濃
度を２ｐｐｍ以下、露点を約−６５℃以下とろう付け条
件を更に更に厳しく管理しないと良好にろう付けされな
いとされている。（住友軽金属技報,Vol.21,No.1(1980)
76）上記改良技術は、ろう付け雰囲気の厳しい管理が必
要であり、ろう材中の添加元素Ｂｉは高価である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】そこで本願発明者ら
は、従来技術の非腐食性弗化物系フラックスブレージン
グと真空ブレージングの上記問題点を回避し、かつ、上
記した改良技術の問題点である不活性雰囲気に関する厳
しい要求をも必要としないろう付け方法を求めて、鋭意
研究を重ねた。

【００１０】

【課題を解決するための手段】その結果、本願発明者ら
は、非酸化性雰囲気状態で、雰囲気気体の流れを抑える
覆いとその覆い内にＭｇ供給源とを備えることによっ
て、フラックスレスのろう付けが可能である事を見いだ
し本願発明に至った。即ち、

【００１１】請求項１の、アルミニウムのろう付けにお
いて、被ろう付け物に覆いをし覆い内部の雰囲気気体の
流れを抑え、かつ、覆い内部にＭｇ供給源を有すること
を特徴とするフラックスレス非酸化性雰囲気ろう付け方
法。

【００１２】請求項２の、覆いに、外との雰囲気の置換
を生じる程度の穴、または隙間を設けたことを特徴とす
る請求項１のろう付け方法。

【００１３】請求項３の、覆い内部の雰囲気気体の流れ
を６ｍ／分未満に抑えたことを特徴とする請求項１〜２
のろう付け方法。

【００１４】請求項４の、覆いの外の非酸化性雰囲気中
の酸素濃度が２０〜１０００ｐｐｍ、露点が−６０〜−
２０℃であることを特徴とする請求項１〜３のろう付け
方法。

【００１５】請求項５の、覆いの内容積Ｘと被ろう付け
物の外容積Ｙとの比が１＜Ｘ／Ｙ ≦５０であるこ
とを特徴とする請求項１〜４のろう付け方法。

【００１６】請求項６の、Ｍｇ供給源として、被ろう付
け物のろう材にＳｉを５〜２０重量％、Ｍｇを０．０２
〜６．０重量％含有するアルミニウム合金を使用するこ
とを特徴とする請求項１〜５のろう付け方法。

【００１７】請求項７のさらにＢｉを０．０２〜１．２
重量％含有するろう材を使用することを特徴とする請求
項６のろう付け方法。

【００１８】請求項８のＭｇ供給源として、被ろう付け
物の構造材料としてＭｇを０．０５〜１．３重量％含有
するアルミニウム合金を使用することを特徴とする請求
項１〜７のろう付け方法。

【００１９】請求項９の、Ｍｇ供給源として、覆い内に
純ＭｇまたはＭｇ合金を置いてろう付けすることを特徴
とする請求項１〜８のろう付け方法。

【００２０】請求項１０の、Ｍｇ供給源として、覆いの
少なくとも内側の材質にＭｇを０．０５〜８重量％含有
するアルミニウム合金を使用することを特徴とする請求
項１〜９のろう付け方法。である。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明では、非酸化性雰囲気下
で、Ｍｇ供給源と雰囲気気体の流れを抑える覆いとを備
えることによって、フラックスレスのろう付けを可能と
する。

【００２２】ここで非酸化性雰囲気とは、通常の非腐食
性フラックスろう付けと同様な窒素ガスやアルゴンガス
等の雰囲気である。本発明の場合、覆いの外の非酸化性
雰囲気中の酸素濃度が２０〜１０００ｐｐｍ、露点が−
６０〜−２０℃と、通常の非酸化性雰囲気ろう付けと比
べかなり緩い規制でろう付けが可能となる。酸素濃度と
露点は低いほどがよいがコストとの兼ね合いで各々２０
ｐｐｍ、−６０℃を下限とした。酸素濃度が１０００ｐ
ｐｍ、露点が−２０℃を超えると酸化が激しくなって本
発明法によってもろう付けできなくなる。

【００２３】覆いは炉内のファンや雰囲気ガスの吹き出
し等による気体の流れを遮断し、被ろう付け物表面近傍
の雰囲気気体の流れをできるだけ少なくするためにあ
る。覆いの材質としては、６００℃以上の加熱に耐えら
れろう付けに悪影響を及ぼすガス等を発生しないものな
ら何でも良いが通常はステンレスや軟鋼やアルミニウム
合金等の金属材を用いる。覆いが完全に密閉されていて
は温度の上昇とともに被ろう付け物から放出された
Ｏ₂、Ｈ₂Ｏ等が近傍にとどまりろう付けを阻害し覆い外
側の雰囲気を規制する意味が無くなってしまう。そこ
で、覆いの内部と外部とでＯ₂、Ｈ₂Ｏ等の置換が生じる
ように少しは隙間が開いている必要がある。覆いの製作
時に隙間をあけておけばよいが、もし密閉性の高い覆い
を用いる場合は外との雰囲気の置換を生じる程度の穴を
設けることが好ましい。ただし、覆い内の雰囲気気体の
流れが速いと、せっかくのＭｇが被ろう付け物表面近傍
から離れてろう付けに寄与出来なくなるので、あまり大
きな穴や数多い穴を設けることは不都合である。覆い内
の雰囲気気体の流れは流速で好ましくは６ｍ／分未満と
する。

【００２４】覆いの内容積Ｘと被ろう付け物の外容積Ｙ
との比は１＜Ｘ／Ｙ ≦５０とする。覆い内に最低
限被ろう付け物が入る必要があるので１より大である必
要があり、５０を超えると覆い内部で雰囲気気体の対流
が起こってしまう。

【００２５】Ｍｇ供給源としては、被ろう付け物のろう
材、被ろう付け物の構造材料の他、覆い内部に純Ｍｇま
たはＭｇ合金を置いたり、覆いの少なくとも内側の材質
としてＭｇを含有するアルミニウム合金を使用すること
が考えられる。

【００２６】Ｍｇ供給源として、被ろう付け物のろう材
を用いる場合、Ｓｉを５〜２０重量％、Ｍｇを０．０２
〜６．０重量％含有するアルミニウム合金とする。この
組成範囲のＳｉはろうの流動性のために必要でＡｌ−Ｓ
ｉ系ろう材における通常の含有量である。Ｍｇが０．０
２重量％未満だと上記Ｍｇの効果が充分でなく、６．０
重量％を超えて含有されても効果は飽和しコストがかか
るだけである。なお、ろう材に添加されたＭｇはろう付
け時の熱により芯材側に拡散し強度向上に寄与する効果
もある。このＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇろう材に、さらにＢｉを
０．０２〜１．２重量％含有させるとコストがかかるが
ろうの流動性がさらに向上する。０．０２重量％未満だ
と効果が無く、１．２重量％を超えて含有されても効果
は飽和しコストがかかるだけである。

【００２７】Ｍｇ供給源として、被ろう付け物の構造材
料を用いる場合、Ｍｇを０．０５〜１．３重量％含有す
るアルミニウム合金を使用する。０．０５重量％未満だ
と効果が無く、１．３重量％を超えて含有されるとろう
付け時の高温に耐えられず座屈してしまうしコストがか
かる。なお、被ろう付け物の構造材料にはＭｇ以外に例
えばＭｎ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｖ，Ｚｒ，
Ｃｒ等を適宜含んでいても全くかまわない。なお、「被
ろう付け物の構造材料」とはろう付け時にろう材のよう
に溶融して流れず、ろう付け後も構造を形成する部材と
して作用する、例えばブレージングシートの芯材や裸の
ヘッダープレートなどのことである。

【００２８】Ｍｇ供給源として、覆い内に純ＭｇやＭｇ
合金を置いてろう付けすることもできる。これは真空ろ
う付けで行われていた「置きＭｇ」方式と同じものであ
る。できるだけＭｇが蒸発しやすいように高温になりや
すい場所におくことや、蒸発したＭｇが全てのろう付け
部に作用するように配慮した場所におくことが重要であ
る。

【００２９】Ｍｇ供給源として、覆いの材質にＭｇを含
有するアルミニウム合金を使用することもできる。この
場合、覆いの少なくとも内側にＭｇを０．０５〜８重量
％含有するアルミニウム合金を使用する。「少なくとも
内側」とは、主に、Ｍｇの作用が必要なのは覆いの内側
だからであり、クラッドでない通常のアルミニウム合金
製の覆いを用いる場合、外側も同じ材質になってもいっ
こうにかまわない。０．０５重量％未満だと効果が無
く、８重量％を超えて含有されるとろう付け時の高温に
耐えられず座屈してしまうし、近傍の被ろう付け材や炉
体がＭｇの蒸気で汚染される不都合も生じる。なお、覆
いの材質のＭｇ含有量上限が、被ろう付け物の構造材料
のＭｇ含有量上限より多いのは、板厚が厚いからであ
る。

【００３０】なお、上記Ｍｇ供給源は単独でも良いし、
複数組み合わせても良い。組み合わせる場合には各々の
Ｍｇ量が少なくて良いのは当然である。ただし、被ろう
付け物のろう材と被ろう付け物の構造材料をＭｇ供給源
として用いる方法が後述する内部ろう付け性に有効なの
で、このいずれかをＭｇ供給源として使用（他を使用す
るときにも併用）することが好ましい。

【００３１】本発明におけるろう付けのメカニズムにつ
いては未だはっきりした事は解っていないが、以下に推
定する。

【００３２】Ｍｇ供給源のＭｇはろう付け温度付近にな
るにつれて蒸発が起こる。しかし、不活性雰囲気ろう付
けでは雰囲気の圧力があるため真空ろう付けに於けるＭ
ｇの蒸発のように多量ではなく少量である。

【００３３】覆いをしたものは被ろう付け物表面近傍の
雰囲気気体の流れが非常に弱いために、蒸発したＭｇは
周囲に拡散されず被ろう付け表面近傍にとどまってお
り、ろう付け表面をＭｇでシールドした状態になる。こ
のシールドした状態になった蒸発したＭｇは覆い内部の
酸素、水分と反応し酸化マグネシウムになり、被ろう付
け物表面の酸化を防止する事になる。酸化を防止すれば
酸化皮膜は成長せず、その後蒸発するＭｇによって破壊
され新生面ができ、濡れ性が向上しろう付け性が良好に
なる。このように覆いをすることは被ろう付け物表面近
傍の雰囲気気体の流れを弱くするので、Ｍｇのシールド
効果を乱さず、Ｍｇの酸素、水分との反応を効率的にす
る。上記の理由で炉内の酸素濃度、露点が覆いの無い場
合より高くても良好なろう付け性が保てるものと考えら
れる。この雰囲気への要求が緩いと言うことは、多量の
雰囲気ガスを流して行う雰囲気調整の必要が少なくなる
のでランニングコストが安くなり、また、ろう付けの操
作が非常にやり易く効率的になる。

【００３４】一方、覆いをしない非酸化性雰囲気ろう付
けでは、被ろう付け物表面近傍付近に強い雰囲気気体の
流れがあり、蒸発したＭｇが周囲に拡散してしまう。ま
た、せっかくＭｇと反応して近傍の酸素、水分が減って
も、他の部分からの酸素、水分をろう付け表面近傍に新
たに供給してしまう。従って酸化皮膜が厚くなって、そ
の後蒸発するＭｇでは酸化皮膜が破壊され難くなるため
ろう付けが困難になる。このため、ろう付け性を良好に
するためには、酸素濃度、露点を極端に低く厳しく管理
する必要や、真空引きして一度排気したり、真空予熱し
て酸素、水分を追い出すという余分な手段が必要であっ
たものと考えられる。

【００３５】

【実施例】以下に実施例にもとづき本発明を詳細に説明
する。板厚０．６ｍｍの各種のブレージングシートにプ
レスオイルを塗布しプレスした後、有機溶剤で洗浄・乾
燥し、１段で縦１１５ｍｍ×横１３５ｍｍ×高さ１４ｍ
ｍのドローンカップ型熱交換器模型を２段積み重ね仮組
立した。なお、比較例１〜４では、有機溶剤による洗浄
の変わりに１０％Ｈ₂ＳＯ₄で酸洗しその後十分に水洗し
た。

【００３６】仮組立した熱交換器模型をろう付け炉に入
れ比較例１〜４以外は特に真空引きすることなく直接、
窒素ガスで雰囲気を置換し１気圧に保ち６１０℃×１０
分でろう付けした。ろう付けは図１に示すようにドロー
ンカップ型熱交換器模型に上面中央に穴の開いた箱型の
覆いをして行った。覆いの内容積、覆いの材質、覆い内
の置きＭｇ、非酸化性雰囲気の酸素濃度・露点、覆い内
の雰囲気気体の流速を変えて各々の影響を調べた。覆い
内の雰囲気気体の流速は、覆いの大きさに対する穴の大
きさ・数を調整し、また炉内への気体の吹き出し口に邪
魔板を配置することによって変えた。置きＭｇは、純Ｍ
ｇリボンを覆いの内側に沿って被ろう付け物を取り巻く
ように配置した。表１，表２にろう付け条件の詳細を示
す。

【００３７】

【表１】

【００３８】

【表２】

【００３９】表中、「芯材材質」とは「被ろう付け物の構
造材料」としての、ブレージングシート芯材の材質を表
す。この欄の「３００３」はＪＩＳＡ３００３のこと
で、１．２％Ｍｎ，０．１％Ｃｕ，０．３％Ｆｅ，０．
２％Ｓｉの化学組成のものを用いた。また、「３００３
系」は上記成分に後ろの括弧内の量のＭｇを添加したも
のである。さらに、「６０１０系」は、１．０％Ｓｉ，
０．３％Ｆｅ，０．４％Ｍｎ，０．２％Ｃｕに後ろの括
弧内の量のＭｇを添加したものである。（Ｍｇ量は合計
量。）以上の発明例１〜２１及び比較例１〜８についてろう付
け性を目視で評価し表１，表２に記入した。

【００４０】表中「外部ろう付け性」とは熱交換器模型
の外から見えるフィレット部のろう付け性を、「内部ろ
う付け性」とは熱交換器模型の内側のフィレット部のろ
う付け性（サンプルを切断して観察）を示す。

【００４１】ろう付け性の評価基準は以下の通りであ
る。 ◎ ろう切れがなく、ろう流れが１００％（フィレット
全長さにわたってろうが流れている）。 ○ ろう切れがなく、ろう流れは１００％で製品として
合格であるがフィレットがやや小さい。 × ろう切れがあり、ろう流れが８０％未満（フィレッ
ト全長さの８０％未満しかろうが流れていない）。

【００４２】表１、表２から下記の事がわかる。発明例
１〜２１は全て本発明の必須の構成である「覆い」とそ
の覆い内部に「Ｍｇ供給源」を有するものである。発明
例１はＭｇ供給源が被ろう付け物の構造部材（芯材）に
しか無いので、内部ろう付け性は雰囲気気体の流れが外
部に比べ少ないため良好であるが、外部ろう付け性がや
や劣る。。発明例２はＭｇ供給源が覆い内の置きＭｇの
みなので、外部ろう付け性・内部ろう付け性ともやや劣
る。発明例３はＭｇ供給源が覆いの材質中のＭｇのみな
ので、外部ろう付け性・内部ろう付け性ともやや劣る。
発明例４はＭｇ供給源がろう材中のＭｇのみなので、内
部ろう付け性は雰囲気気体の流れが外部に比べ少ないた
め良好であるが、外部ろう付け性がやや劣る。発明例５
はろう材中にＭｇの他Ｂｉも含まれているので、Ｂｉ無
しの発明例４に比べ外部ろう付け性が良くなる。発明例
６はＭｇ供給源がろう材と覆い材質の２つだが、ろう材
のＭｇ量が０．０２％と少ないので、外部ろう付け性が
やや劣る。発明例７はろう材のＭｇが０．１％と発明例
６と比べ多いので内部ろう付け性・外部ろう付け性とも
良好である。発明例８は発明範囲内ではあるがＸ／Ｙ
が３０と大きく、それに伴い覆い内の気体の流れが
５．９ｍ／分と速いので、外部ろう付け性がやや劣る。
発明例９は窒素雰囲気中の酸素濃度が８００ｐｐｍと高
いがろう材中Ｍｇが５．０％と多く、かつ覆い材質にＭ
ｇも含まれているので、内部ろう付け性・外部ろう付け
性とも良好である。発明例１０はＸ／Ｙが３０と大
きく、それに伴い覆い内の気体の流れが５．９と速い
が、ろう材、覆い材質、覆い内置きＭｇとＭｇ供給源が
３つあるので、内部ろう付け性・外部ろう付け性とも良
好である。発明例１１はろう材、覆い内置きＭｇとＭｇ
供給源が３つあるので、内部ろう付け性・外部ろう付け
性とも良好である。発明例１２は、ろう材、覆い内置き
Ｍｇ、被ろう付け物構造部材とＭｇ供給源が３つあるの
で、内部ろう付け性・外部ろう付け性とも良好である。
発明例１３は、ろう材、被ろう付け物構造部材とＭｇ供
給源が２つあるが、ろう材のＭｇが０．０２％と少ない
ので外部ろう付け性がやや劣る。。発明例１４は、ろう
材、被ろう付け物構造部材とＭｇ供給源が２つあり、ろ
う材のＭｇが１．０％と多いので、内部ろう付け性・外
部ろう付け性とも良好である。発明例１５は、ろう材、
覆い材質、被ろう付け物構造部材とＭｇ供給源が３つあ
るので、内部ろう付け性・外部ろう付け性とも良好であ
る。発明例１６は、Ｍｇ供給源に関しては発明例１５と
ほぼ同じで、窒素雰囲気中の酸素濃度が８００ｐｐｍと
高いので、外部ろう付け性がやや劣る。発明例１７は、
Ｍｇ供給源に関しては発明例１５、１６とほぼ同じで、
窒素雰囲気中の酸素濃度も発明例１６と同じく８００ｐ
ｐｍと高いが、ろう材中にＢｉを含むので外部ろう付け
性も良好になった。発明例１８は、覆い材質、覆い内置
きＭｇとＭｇ供給源が２つあるが、ろう材にＭｇを含ま
ないので、内部ろう付け性・外部ろう付け性ともやや劣
る。発明例１９は、覆い材質、覆い内置きＭｇ、被ろう
付け物構造部材とＭｇ供給源が３つあるので、内部ろう
付け性・外部ろう付け性とも良好である。発明例２０
は、覆い材質、被ろう付け物構造部材とＭｇ供給源が２
つで各々Ｍｇ量が多いので、ろう材にＭｇを含まない
が、内部ろう付け性・外部ろう付け性とも良好である。
発明例２１は、覆い内部の置きＭｇ、被ろう付け物構造
部材とＭｇ供給源が２つでＭｇ量がそれほど多くなく、
ろう材にＭｇを含まないので、外部ろう付け性がやや劣
る。なお、被ろう付け物構造部材にＭｇ含有材料を使用
したものは、Ｍｇ含有材料を使用しなかったものと比べ
ろう付け後の強度が高かったのは言うまでもない。

【００４３】比較例１〜４は全て本発明の必須の構成で
ある覆いを欠くので、（覆いの内容積の代わりに炉の内
容積をＸとして計算した）Ｘ／Ｙの比が１００と大き
く、それに従って覆い内の気体の流速が１０．０ｍ／分
になる。従って、Ｍｇ供給源のない比較例１，３は、内
部ろう付け性・外部ろう付け性とも悪い。ろう材にＭｇ
を含む比較例２でも内部が良好になるだけで外部ろう付
け性は悪い。ろう材にさらにＢｉを含む比較例４でも同
様だった。なお、比較例１〜４は前述のように全て被ろ
う付け部材の前処理に酸洗を用い、真空引きしてから窒
素封入したので、手数と時間がかかった。

【００４４】比較例５は、覆いはあるがＭｇ供給源がな
いので、内部ろう付け性・外部ろう付け性とも悪い。

【００４５】比較例６〜８は、覆いもＭｇ供給源もある
が雰囲気ガス中の酸素濃度と露点が本願の範囲を外れる
ものである。Ｍｇ供給源が１つ(比較例６)では、内部ろ
う付け性・外部ろう付け性とも悪く。Ｍｇ供給源が２つ
以上(比較例７，８)になると内部ろう付け性は合格レベ
ルになるが外部ろう付け性は悪いままである。

【００４６】

【効果】以上、詳細に述べたことからわかるように、本
発明は以下に列挙するような数多くの効果を有する。

【００４７】すなわち、Ａ窒素雰囲気中で行う非腐食性弗化物系フラックスろ
う付けにおける１．複雑な製品形状に組み立ててからのフラックス塗布
・乾燥から生ずるという生産性阻害要因を排除し、２．連続炉を用いる場合に水分が乾燥炉からろう付け炉
に持ち込まれることによっておこるろう付け性低下を防
止し、３．フラックスを多めに塗布しがちになることによる、
ろう付け炉の汚染、このためのろう付け炉のクリーニン
グ、オーバーホールの頻度増加、コスト増加の不利の全
てを回避し、４．さらには、ろう付け温度でフラックスが液相になる
ことによる、ろう付け後の製品表面の外観不良、その後
の表面処理への悪影響を排除し、５．処理のための大がかりな設備を不要とし、６．構造部材へのＭｇ含有アルミニウム合金を使用可能
とする。

【００４８】また、Ｂ真空ろう付けにおける１．真空中で多量のＭｇゲッター材を使用することによ
るろう付け炉の汚染を防止し、２．構造部材にＭｇ含有アルミニウム合金を使用しても
真空でないためほとんどが構造部材中に残るので強度向
上・薄肉化が計れ、３．さらに真空にするための真空ポンプや真空を維持す
るための機密性の高い設備が不要となる。

【００４９】さらに、Ｃ従前の改良技術における１.非酸化性雰囲気（窒素）の酸素濃度、水分量の厳し
い規制が緩くなるので、ａ雰囲気ガスの大量消費が不要となりランニングコス
トが低減し、ｂ真空引きしてから雰囲気ガスに置換する必要がない
ので、真空ろう付けの３に記したメリットも生じ、２.高価な添加元素Ｂｉが不要になり材料費の低減も計
れ、３.酸又はアルカリエッチングが不要になるので、その
ための設備やエッチング後の入念な水洗・乾燥の時間と
手数が不要となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のろう付け時の概念を示す断面図であ
る。炉体中の被ろう付け物を覆いが覆っている。

【図２】本発明に用いた覆いの一例の斜視図である。上
面中央部に穴が開いている。

【符号の説明】

１覆い２被ろう付け物３ろう付け炉４覆い上面の穴

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ２３Ｋ 35/28 ３１０Ｂ２３Ｋ 35/28 ３１０ＡＣ２２Ｃ 21/00 Ｃ２２Ｃ 21/00 Ｄ (72)発明者正田広美東京都中央区日本橋室町四丁目３番18号スカイアルミニウム株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミニウムのろう付けにおいて、被ろう
付け物に覆いをし覆い内部の雰囲気気体の流れを抑え、
かつ、覆い内部にＭｇ供給源を有することを特徴とする
フラックスレス非酸化性雰囲気ろう付け方法。
【請求項２】覆いに、外との雰囲気の置換を生じる程度
の穴、または隙間を設けたことを特徴とする請求項１の
ろう付け方法。
【請求項３】覆い内部の雰囲気気体の流れを６ｍ／分未
満に抑えたことを特徴とする請求項１〜２のろう付け方
法。
【請求項４】覆いの外の非酸化性雰囲気中の酸素濃度が
２０〜１０００ｐｐｍ、露点が−６０〜−２０℃である
ことを特徴とする請求項１〜３のろう付け方法。
【請求項５】覆いの内容積Ｘと被ろう付け物の外容積Ｙ
との比が１＜Ｘ／Ｙ ≦５０であることを特徴と
する請求項１〜４のろう付け方法。
【請求項６】Ｍｇ供給源として、被ろう付け物のろう材
にＳｉを５〜２０重量％、Ｍｇを０．０２〜６．０重量
％含有するアルミニウム合金を使用することを特徴とす
る請求項１〜５のろう付け方法。
【請求項７】さらにＢｉを０．０２〜１．２重量％含有
するろう材を使用することを特徴とする請求項６のろう
付け方法。
【請求項８】Ｍｇ供給源として、被ろう付け物の構造材
料としてＭｇを０．０５〜１．３重量％含有するアルミ
ニウム合金を使用することを特徴とする請求項１〜７の
ろう付け方法。
【請求項９】Ｍｇ供給源として、覆い内に純Ｍｇまたは
Ｍｇ合金を置いてろう付けすることを特徴とする請求項
１〜８のろう付け方法。
【請求項１０】Ｍｇ供給源として、覆いの少なくとも内
側の材質にＭｇを０．０５〜８重量％含有するアルミニ
ウム合金を使用することを特徴とする請求項１〜９のろ
う付け方法。