CN104114311A - 铝合金构件的面钎焊方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在使用单层的钎料片对2个铝合金构件彼此进行面钎焊时，可在钎焊面的周缘形成健全的焊脚的发明。具体而言，在使用由Al-Si-Mg系合金的钎料构成的单层钎料片对固相线温度在610℃以上的铝合金构件彼此进行面钎焊时，不在上述单层钎料片和上述铝合金构件的钎焊面上涂布钎剂，而在以俯视看面积大的一方的铝合金构件的表面的远离上述钎焊面的周缘的区域中涂布钎剂，在铝合金构件彼此之间夹持上述单层钎料片进行面接触的状态下，惰性气体气氛下，在保持规定的钎焊温度的同时，一边附加面压一边对铝合金构件彼此进行钎焊。

Description

铝合金构件的面钎焊方法
技术领域
本发明涉及一种将铝合金构件彼此用单层钎料片在惰性气体气氛中面钎焊时，能够形成健全的焊脚的铝合金构件的面钎焊方法。
背景技术
例如如铝热交换器的翅片材料和管材的钎焊中可见的，迄今的钎焊技术，以能够得到焊脚形状的线接触为基础。这样的钎焊法中，例如在下板为钎料片，在其上将板状的翅片垂直接合的情况下，熔融了的钎料在钎料片上流动形成焊脚。
在以这样的线接触为基础的钎焊技术中，为了抑制钎焊加热中的氧化，通常在大气中或惰性气体气氛中使用钎剂进行钎焊。
例如专利文献1中，提出了一种钎焊用铝材，它是使用非腐蚀性钎剂和金属粉末钎焊的构件，其中含有0.7～2.5wt％的Fe、0.5～2.0wt％的Mn的1种或2种，0.2wt％以下的Mg，从涂布非腐蚀性钎剂和金属粉末的表面到20μm的深度里，最大径超过5μm的第2相粒子数量在200个/mm2以下。
由此，按照不使用包层材料的钎焊法，可形成钎料流动性良好的优良焊脚，提供强度也优良的钎焊用铝材。
但是，近年，对车载用IGBT等的发热以面接触进行冷却的热交换系统的需求正在高涨，需要对铝构件的面彼此通过钎料进行面钎焊的技术。
例如专利文献2中，提出了一种铝合金铸件的钎焊方法，其中，将铝合金钎料浆料涂布在钎焊的铝合金铸件或其他被钎焊构件的钎焊部表面上后，在涂布了铝合金钎料浆料的钎焊部上组装其他被钎焊构件，将该组装体进行加热；所述铝合金钎料浆料是将含有23～37质量％的Cu、4～10质量％的Si、剩余部分由Al和不可避免的杂质构成的具有10～100μm的平均粒径的粉末状铝合金钎料，和作为固体成分含有11质量％以上的CsF的氟化物系钎剂悬浊于分散介质中的铝合金钎料浆料。
根据该方法可提供一种使用浸润性和耐腐蚀性强的钎料，即使是炉内钎焊也可得到健全的接合部的铝合金铸件的低温钎焊方法。
该面钎焊技术中，将含有粉末状钎料和钎剂的混合浆料涂布在被钎焊构件的钎焊部表面后，将被钎焊构件彼此组装，将该组装体进行加热。为此，容易在接合部产生空隙缺陷等，成为易于封入钎剂的结构。因此，与上述以形成焊脚为基本的钎焊技术相比，利用钎料对铝合金构件的面彼此进行面钎焊的技术成为了非常困难的技术。
另一方面，近年来，开发了将Al-Si系合金钎料包层在芯材中，将钎料片在惰性气体中进行无钎剂钎焊的方法。
例如引用文献3，提示了在以质量％计含有0.1～5.0％的Mg、3～13％的Si的Al-Si系钎料最外表面的位置上使用铝包层材料，在不伴随减压的非氧化性气氛中，使上述Al-Si系钎料和钎焊对象构件接触密合并进行加热，使上述芯材和上述钎焊对象构件接合的方法。
如果根据该方法，能够不需要钎剂或真空设备在大气压下进行无钎剂钎焊，即使在向钎料以外的被钎焊构成构件中添加Mg的情况下也不会成为钎焊阻碍因素。
但是，上述专利文献3所记载的钎焊方法中，使用由芯材和钎料构成的2层以上的包层材料。由于将该包层材料作为钎料片用于铝合金构件彼此的面钎焊中，需要将上述包层材料设为在芯材的两面上配置钎料的3层材料，包层材料的制造繁杂且成本上升。
于是，本发明人在反复认真研究与现有技术相比成本低且品质稳定的面钎焊法的过程中，提出了如专利文献4所示的利用单层钎料片在惰性气体气氛下对2个铝合金构件彼此以无钎剂进行面钎焊的技术。
上述专利文献4所提出的方法，是在固相线温度为570℃以上的铝合金构件彼此之间，以夹持具有下述成分组成的、由厚度15～200μm的钎料构成的单层钎料片使其面接触的状态下，在惰性气体气氛下，在保持钎焊温度570℃以上的同时，一边附加0.6gf/mm2以上的面压一边以无钎剂对铝合金构件彼此进行钎焊；所述的单层钎料片含有3～12质量％的Si、0.1～5.0质量％的Mg，剩余部分由Al和不可避免的杂质构成。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开平09-194976号公报
专利文献2：日本专利特开2007-83271号公报
专利文献3：日本专利第4547032号公报
专利文献4：日本专利特开2012-71335号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
然而，如果根据该技术，需要一边在夹持单层钎料片的2个铝合金构件彼此上赋予规定的压力以上的压力一边进行钎焊加热。为此，钎焊加热时熔融的钎料从铝合金构件彼此之间流出，在钎焊面的周缘上，不能形成健全的焊脚，从边缘突出。
另一方面，如前所述对车载用IGBT等的发热以面接触进行冷却的热交换系统的需求正在高涨，在对这样的热交换系统中使用的铝构件的面彼此进行面钎焊的情况下，需要在钎焊面的周缘形成健全的焊脚。假设没有在钎焊面的周缘上形成健全的焊脚的情况下，因为热交换系统使用时的热循环而在接合界面上反复施加应力，由于循环疲劳，存在于接合界面上的钎料发生龟裂的可能性高。
本发明是为了解决这样的技术问题而提出的，其目的是在利用单层钎料片对2个铝合金构件彼此进行面钎焊时，进一步提供可在钎焊面的周缘上形成健全的焊脚的面钎焊法。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明的铝合金构件的面钎焊方法的特征在于，为了实现其目的，在使用由Al-Si-Mg系合金的钎料构成的单层钎料片对固相线温度在610℃以上的铝合金构件彼此进行面钎焊时，不在上述单层钎料片和上述铝合金构件的钎焊面上涂布钎剂，而在以俯视看面积大的一方的铝合金构件的表面的远离上述钎焊面的周缘的区域中涂布钎剂，在铝合金构件彼此之间夹持上述单层钎料片进行面接触的状态下，惰性气体气氛下，在保持规定的钎焊温度的同时，一边附加面压一边对铝合金构件彼此进行钎焊。
作为Al-Si-Mg系合金的钎料，优选使用具有以下成分组成的合金：该合金含有3.0～12质量％的Si、0.1～0.35质量％的Mg，剩余部分由Al和不可避免的杂质构成。
此外，优选在远离上述钎焊面的周缘0.5～35mm的范围的区域中涂布钎剂。
进一步，上述钎剂的涂布量优选设为2～40g/m2。
发明效果
如果采用由本发明提供的铝合金构件的面钎焊方法，可以在2个铝合金构件之间附加面压并通过单层钎料片对2个铝合金构件进行面钎焊的同时，在钎焊面的周缘上形成健全的焊脚。
由于不使用由2层或3层以上的包层材料构成的钎料片而是使用单层的钎料片，整体而言可实现低成本化。此外，由于不在单层钎料片和铝合金构件的的钎焊面上涂布钎剂，2个铝合金构件之间附加面压进行钎焊，可抑制两铝合金构件之间易于发生的空隙缺陷等，其结果是可进行品质稳定的面钎焊。进一步，由于在以俯视看面积大的一方的铝合金构件的表面的远离钎焊面的周缘的区域中涂布钎剂，因此可在钎焊面的周缘上形成健全的焊脚。
附图说明
图1是对试验片的形状、配置进行说明的图。
图2是对试验片的组装进行说明的概念图。
图3是对试验片的切断位置、观察位置进行说明的图。
图4是对焊脚的“焊缝厚度”进行说明的图。
图5是焊缝厚度在150μm以上的焊脚的截面金属组织。
图6是焊缝厚度低于150μm的焊脚的截面金属组织。
图7是表示钎料中Mg添加量的影响的图。
图8是表示钎剂涂布位置的影响的图。
图9是表示钎剂涂布量的影响的图。
实施发明的最佳方式
通常，进行面钎焊时，在钎料的表面和铝合金构件的钎焊面上涂布钎剂，由于在接合的铝合金构件的面彼此之间插入钎料进行钎焊加热，因而容易在接合部产生空隙缺陷等，成为易于封入钎剂的结构。为此，钎焊制品的品质上容易产生参差不齐。
此外，目前的无钎剂面钎焊法中，由于将2层或3层以上的包层材料作为钎料片使用，因而成本变高。进一步，目前的无钎剂面钎焊法中，由于无钎剂的缘故，熔融了的钎料从铝合金构件彼此之间流出，有在钎焊面的周缘上难以形成健全的焊脚的问题。
如前所述对车载用IGBT等的发热以面接触进行冷却的热交换系统的需求正在高涨，在对这样的热交换系统中使用的铝构件的面彼此进行面钎焊的情况下，需要在钎焊面的周缘形成健全的焊脚。假设没有在钎焊面的周缘上形成健全的焊脚的情况下，因为热交换系统使用时的热循环而在接合界面上反复施加应力，由于循环疲劳，存在于接合界面上的钎料发生龟裂的可能性高。
因此，本发明人对不在钎料的表面和铝合金构件的钎焊面上涂布钎剂，而与目前技术相比低成本且品质稳定，可在钎焊面的周缘上形成健全的焊脚的面钎焊法进行反复认真研究的过程中，完成了本发明。
以下进行详细说明。
首先本发明是不在钎焊面上涂布钎剂，在2个铝合金构件彼此之间夹持钎料构成的单层钎料片使其面接触的状态下，使单层钎料片充分熔解并以钎料浸润铝合金构件彼此界面，由此进行面钎焊的技术。
在2个铝合金构件中，可以是一方的铝合金构件为铝合金板，也可以是两方都为铝合金板。例如设置可连接铝合金制部品彼此的契合部，在该契合部上可设置夹持单层钎料片的部位。总而言之本发明中，被接合材料不限定为铝合金板，只要是至少具有一部分能够钎焊的平滑面的铝合金制的部件即可。
在使用Al-Si-Mg系的钎料进行钎焊时，为了使该钎料充分熔解，需要以580℃以上的温度进行钎焊。为此，作为被接合材料的铝合金构件，优选其固相线温度在610℃以上的铝合金构成的构件。具体而言，优选AA1000系的构件。
在被接合材料的铝合金构件的固相线温度低于610℃的情况下，在钎焊加热中，铝合金构件的一部分熔解，由于附加的压力铝合金构件有变形的可能性。
更优选铝合金构件的固相线温度在615℃以上。进一步优选铝合金构件的固相线温度在620℃以上。
本发明的第一特征点是，为了抑制成本，作为钎料片使用具有规定的组成和厚度且由钎料单层构成的钎料片。
在此首先对钎料及将其制成薄板而得的钎料片进行说明。
作为钎料，使用具有以下成分组成的合金：该合金含有3.0～12质量％的Si、0.1～0.35质量％的Mg，剩余部分由Al和不可避免的杂质构成。
Si：3.0～12质量％
Si是根据其含量在降低单层钎料片的液相线的温度的同时，用于改善面钎焊中的浸润性的元素。钎料中所含的Si量如果低于3.0质量％，则单层钎料片的液相线的温度变得过高，即使达到规定的钎焊温度单层钎料片的熔解也不充分，有可能不能得到充分的钎焊强度。钎料中所含的Si量如果超过12质量％，则在铸造中铸块中央部上初晶Si析出(结晶析出)的可能性变高，即使能够得到健全的热轧板，也难以得到微观上组织均匀的单层钎料片。
因此，钎料的Si含量设为3.0～12质量％的范围。更优选的Si含量是4.0～12质量％的范围。进一步优选的Si含量是5.0～12质量％的范围。
Mg：0.1～0.35质量％
Mg被认为由于通过自身被氧化，作为还原剂起作用，抑制了铝合金板和单层钎料片的钎料的界面中的因钎焊加热的铝的氧化，是用于改善面钎焊中的浸润性的元素。
如果钎料中所含的Mg量低于0.1质量％，虽然根据钎焊温度等也有不同，但其效果变得不充分，有可能不能得到充分的钎焊强度。如果钎料中所含的Mg量超过0.35质量％，则在钎焊加热中，扩散至钎焊面的周缘的熔融钎剂与熔融钎料接触，通过与钎料中所含的Mg反应，损害钎剂的功能，不能形成健全的焊脚。
因此，钎料的Mg含量设为0.1～0.35质量％的范围。更优选的Mg含量是0.1～0.32质量％的范围。进一步优选的Mg含量是0.1～0.3质量％的范围。
作为不可避免的杂质可例举Fe、Cu、Mn、Zn等，但对于这些元素，如果在Fe低于1.0质量％，Cu低于1.0质量％，Mn低于1.0质量％，Zn低于1.0质量％的范围内，则不妨害本发明的效果。因此，作为不可避免的杂质的上述成分的含量分别优选设为低于1.0质量％。
此外，作为其他杂质元素，认为有Cr、Ni、Zr、Ti、V、B、Sr、Sb、Ca、Na等，但如果在Cr低于0.5质量％，Ni低于0.5质量％，Zr低于0.2质量％，Ti低于0.2质量％，V低于0.1质量％，B低于0.05质量％，Sr低于0.05质量％，Sb低于0.05质量％，Ca低于0.05质量％，Na低于0.01质量％的范围内，由于不对本发明的单层钎料片的性能特性有大的阻碍，可以作为不可避免的杂质而含有。Pb、Bi、Sn、In分别低于0.02质量％，其他各个元素低于0.02质量％，在该范围内，即使含有控制外元素也不妨碍本发明的效果。
钎料构成的单层钎料片
本发明中，将上述钎料制成薄板，作为单层钎料片使用。该厚度只要是可实现健全的面钎焊的厚度即可。如果厚度低于15μm，则有可能不能得到充分的钎焊强度。如果厚度超过200μm，则从接合面渗出的钎料的量过多，成本变高。
因此，钎料构成的单层钎料片的厚度的范围设为15～200μm。更优选的厚度的范围为15～150μm。进一步优选的厚度的范围为20～100μm。
钎料构成的单层钎料片的制造方法
例如，如果是100μm厚度的钎料构成的单层钎料片，可如下进行制造。
掺入作为原料的铸锭、废料等，投入熔解炉，熔制由规定的钎料组成构成的铝熔液。熔化炉通常是利用燃烧器的火焰直接对原料进行加热熔化的燃烧炉。在铝熔液达到规定的温度如达到800℃后，在铝熔液中投入适量的除渣用钎剂，利用搅拌棒进行熔液的搅拌，将全部原料熔化。之后，为了进行成分调整，将追加的原料如Mg等投入，进行30～60分钟程度的平静后，除去表面上漂浮的金属渣。在冷却至规定的温度如740℃后，将铝熔液从出炉口排出到流槽(日文：樋)，根据需要，流经在线旋转脱气装置、CFF过滤器等开始铸造。另外，在并设熔化炉和保持炉的情况下，将用熔化炉熔制了的熔液转移到保持炉后，在保持炉中进一步进行平静等，开始铸造。
DC铸造机的套管可以以1根注入，在重视生产效率的情况下也可多根注入。例如，在700mm×450mm尺寸的水冷式模具内，一边通过汲取管(ディップチューブ)、浮体进行浇注，一边以铸造速度60mm/分钟将下模降下，在对水冷式模具下部中的凝固壳层进行直接水冷(Direct Chill)的同时，将贮液槽(sump，サンプ)内的熔液凝固冷却为规定的尺寸，得到例如700mm×450mm×4500mm尺寸的板坯。铸造结束后，切割板坯的前端、后端并实施单面25mm的两面表面切削，将制成的400mm厚度的板坯插入均热炉(ソーキング炉)，实施450～540℃×1～12小时的均质化处理(HO处理)。均质化处理后，将板坯从均热炉中取出，通过热轧机实施数次热轧，得到例如6mm厚的热轧板卷材(Reroll，再轧)。
对该6mm厚的热轧板卷材实施数次冷轧，得到规定的厚度、如100μm厚度的钎料构成的单层钎料片。另外，在冷轧工序中，在冷轧板的加工硬化显著的情况下，根据需要，将卷材插入退火炉，实施保持温度300～450℃的中间退火处理，期待使冷轧板软化。
本发明的第二特征点是，不在单层钎料片和铝合金构件的钎焊面上涂布钎剂，在以俯视看面积大的一方的铝合金构件的表面上远离上述钎焊面的周缘的区域中涂布钎剂。
接着，对钎剂的涂布方式进行说明。
另外，本说明书中的钎焊面，指在钎焊加热前的组装状态下，单层钎料片的表面中与其他铝合金构件接触的面，或者一方的铝合金构件的表面中以俯视看与其他铝合金构件重复的面。
通常，在单层钎料片和铝合金构件的钎焊面上涂布钎剂的情况下，如前所述容易在钎焊面上产生空隙缺陷等，有封入钎剂的可能性。具体而言，对于其他的铝合金构件和钎料的接触面或者一方的铝合金构件的表面，如果在以俯视看与其他的铝合金构件重复的面上直接涂布钎剂，则在钎焊加热中熔融了的钎剂渗入钎焊面中，在钎焊面上发生起因于钎剂的缺陷的可能性增高。
因此，本发明中，不在该钎焊面上涂布钎剂，在于以俯视看面积大的一方的铝合金构件的表面上远离上述钎焊面的周缘的区域中涂布钎剂。
在以俯视看面积大的一方的铝合金构件的表面上远离上述钎焊面的周缘的 区域中涂布钎剂，
如果在这样的区域中涂布钎剂，在钎焊加热时，涂布了的钎剂熔融并在以俯视看面积大的一方的铝合金构件的表面扩散，到达其他的铝合金构件的周缘(钎焊面的周缘)。这样，到达钎焊面的周缘的熔融钎剂，以该状态滞留在其周缘，不浸透钎焊面，对熔融钎料和铝合金构件的浸润性进行改善，使钎焊面的周缘上形成健全的焊脚。
在钎焊加热前的组装的状态下，以俯视看面积大的一方的铝合金构件的表面上，如果是不与单层钎料片接触的面则当然也可以不涂布钎剂。此外，以俯视看面积大的一方的铝合金构件的表面上，即使是与单层钎料片接触的面，只要是以俯视看与其他的铝合金构件不重复的面，则由于是上述钎焊面的定义之外的部分也可以涂布钎剂。即使在这样的情况下，为了在钎焊面上附加规定的面压，只要是组装后，钎剂不浸透单层钎料片和铝合金构件的钎焊面，则钎焊加热时钎剂封入钎焊面的内部的可能性低。
例如，在钎焊加热前，在尺寸不同的二个铝合金构件之间夹持单层钎料片的情况下，单层钎料片的表面有时设定为仅从以俯视看面积小的一方的铝合金构件的边缘超出规定的宽度。在这样的情况下，由于从面积小的一方的铝合金构件的边缘超出的单层型钎料片的表面不是钎焊面，因此在该表面上也可以涂布钎剂。即使在这样的情况下，为了在钎焊面上附加规定的面压，只要是组装后，钎剂不浸透铝合金构件彼此的钎焊面，则钎焊加热时钎剂封入钎焊面的内部的可能性低。此外熔融了的钎剂易于滞留在钎焊面的边缘上，不使钎焊面的品质劣化，改善与熔融钎料的铝合金构件的浸润性，形成健全的焊脚。
钎焊面理想的是平面，但并不必须是平面。例如，以俯视看面积大的一方的铝合金构件上形成圆柱状的凹面，以俯视看面积小的另一个铝合金构件上形成圆柱状的凸面，上述凹面和上述凸面能够进行嵌合，在该嵌合面上，可以将进行了弯曲加工的单层钎料片以夹持的状态进行面钎焊。
另外，涂布钎剂的区域为以俯视看面积大的一方的铝合金构件的表面，需要从钎焊面的边缘略微远离。在钎剂涂布位置(从钎焊面的周缘到钎剂涂布区域的最短距离)超过35mm的情况下，虽然根据钎焊条件或钎剂涂布量有所不同，但在钎焊面的周缘上不能重复供给熔融钎剂，不能形成健全的焊脚的可能性变高。
如果还考虑到钎剂的涂布精度等，则优选的上述钎剂涂布位置为0.5～35mm的范围。更优选的钎剂涂布位置为0.5～30mm的范围。进一步优选的钎剂涂布位置为1.0～30mm的范围。
此外，优选的钎剂的涂布量为2～40g/m2的范围。如果钎剂的涂布量低于2g/m2，虽然根据钎剂涂布位置有所不同，但由于向钎焊面的周缘的钎剂供给不足，不能形成健全的焊脚。即使钎剂的涂布量超过40g/m2，也不能期待进一步提高形成健全的焊脚的效果，反而增加了钎剂的使用量提高了生产成本。更优选的钎剂的涂布量为2～35g/m2的范围。
对于钎剂的涂布，事先仅对一方的铝合金构件的表面上规定的区域实施密封，在这之上可以用混合了溶剂、钎剂、粘合剂等的浆料进行辊印刷，也可进一步用以溶剂稀释了的混合液进行空气喷涂(エアースプレー)。或者，事先不对铝合金构件实施密封，可以在其他的铝合金构件的周围用笔等适量涂布混合了溶剂、钎剂、粘合剂等的浆料。作为钎剂，例如可例举氟化物类非腐蚀性钎剂，作为代表性的化合物形态，可例举KAlF4、K2AlF5、K3AlF6、AlF3、KF、CsF等。与单独使用这些钎剂相比，混合使用的方式由于接近共晶组成、融点下降而更优选。此外，如上所述优选钎剂的涂布量为2～40g/m2的范围。
惰性气体气氛下
将如上所述的由Al-Si-Mg系合金的钎料构成的单层钎料片充分熔解，为了将铝合金构件彼此的界面浸润进行面钎焊，至少需要在保持温度580℃以上保持规定时间。
为此，即使在钎焊加热中，为了抑制铝合金构件的钎焊面表面或者单层钎料片的钎料面的氧化，也需要在惰性气体气氛下进行面钎焊。
作为惰性气体，可使用氮气、氩气、氦气等。此外，惰性气体中的氧浓度优选为500ppm以下。如果惰性气体中的氧浓度超过500ppm，则面钎焊后的接合强度(剪切应力)下降。更优选的惰性气体中的氧浓度为100ppm。进一步优选的惰性气体中的氧浓度为10ppm以下。具体而言，对于工业用氮气，由于其规格规定氧浓度10ppm以下，因而从成本方面考虑最优选使用工业用氮气。
当然，钎焊加热中，在钎焊温度保持中和冷却中，优选使惰性气体气氛充满加热装置内。然而，在电磁感应加热这样的急速加热的情况下，在达到规定的保持温度前，也可喷射惰性气体，将加热装置内的大气置换为惰性气体。
同时附加面压
本发明的面钎焊方法中，对规定组成的由Al-Si-Mg系合金的钎料构成的单层钎料片进行熔化，在使钎料和铝合金构件进行面接触的状态下，进行钎焊加热，此时需要一边对接合面附加1.0gf/mm2以上(0.01MPa以上)的面压，一边保持规定的钎焊温度。当然，也可以在钎焊加热时不附加面压，从达到规定的保持温度开始，对接合面附加1.0gf/mm2以上的面压进行面钎焊。
在面压低于1.0gf/mm2的情况下，不能得到充分的钎焊强度。当然，为了充分确保面钎焊后的钎焊强度，优选对接合面附加高面压。因而，更优选的面压为5.0gf/mm2以上(0.05MPa以上)。进一步优选的面压为10gf/mm2以上(0.1MPa以上)。
同时保持规定的钎焊温度
本发明的面钎焊方法中，为了将规定的组成的单层钎料片(钎料)熔化，浸润铝合金构件彼此的界面，可靠地进行面钎焊，确保充分的钎焊强度，钎焊温度至少需要在580℃以上。
在钎焊温度低于580℃的情况下，钎料的熔化变得不充分，不能得到充分的钎焊强度。当然，保持温度高则越能得到充分的钎焊强度。因此，更优选的保持温度为设为585℃以上。进一步优选的保持温度为590℃以上。
钎焊温度中的保持时间优选2分钟以上。虽然根据钎焊温度有所不同，但如果保持时间低于2分钟，则由于接合面上的温度的不均匀，不能得到充分的钎焊强度。更优选的保持时间为5分钟以上。
实施例
单层钎料片的制作
将规定的各种铸锭计量、掺合，在涂布有脱模材料的30号坩埚中分别装入装填9kg(计5个供试材料)的原材料。将这些坩锅插入电炉内，在760℃下进行熔化去除渣滓，之后，将熔液温度保持在740℃。接着通过小型旋转脱气装置，以流量1Nl/分钟向熔液吹入氮气10分钟，进行脱气处理。然后，平静30分钟，用搅拌棒除去浮在熔液表面上的渣滓，再用样勺将圆盘样品取至成分分析用模具中。
接着，用夹具将坩埚从电炉内依次取出，向预热到200℃的5个模具(70mm×70mm×15mm)浇铸铝熔液。对各钎料试料的圆盘样品用发光光谱分析进行组成分析。其结果示于表1。
[表1]
表1：使用的试料的成分组成(质量)％)
对于铸块，将冒口切断后，对两面各进行3mm的表面切削，使厚度达到9mm。将该铸块装入电加热炉中，以100℃/小时的升温速度加热至480℃，进行480℃×1小时的均质化处理，接着用热轧机实施热轧至3mm厚度。
之后，对热轧板实施冷轧，制成1.2mm厚度的冷轧板，为了使其软化实施1次390℃×2小时的中间退火。进一步实施冷轧，制成0.3mm厚度的冷轧板，为了使其软化实施2次390℃×2小时的中间退火。进一步实施冷轧，制成0.06mm(60μm)的最终冷轧板。将该最终冷轧板切割为规定的大小(26mm×26mm)，制成多片单层钎料片。
试验片的制作
如图1所示，在AA1050合金制的块体A(40mm×40mm×4mm)上40mm×40mm的面的中央粘贴密封签(27mm×27mm)，并测定质量。进一步喷涂氟化物钎剂和水的混合液，在40mm×40mm的面上涂布规定的量，在200℃下干燥后，测定质量。将钎剂涂布前/涂布后的质量差除以涂布面积(1.6×103mm2)，算出钎剂涂布量(g/m2)。然后剥离密封签，将单层钎料片(25mm×25mm×60μm)载放在没有涂布钎剂的区域(27mm×27mm)的面的中央，并在上述单层钎料片(25mm×25mm)的面的中央重叠AA1050合金制的块体B(25mm×25mm×3mm)中25mm×25mm的面。
如图2所示，使用夹具在块体B的上面设置碟形弹簧，赋予1.5MPa的压力，并在试验炉内插入组装了的块体等。在通过安装在块体A上的热电偶测定实体温度的同时，通过PID控制进行速度为50℃/分钟、到600℃为止的加热，在600℃的钎焊温度下保持5分钟后，将对电阻线的输出设为OFF，将组装了的块体等炉内冷却。在安装在块体A上的热电偶显示为500℃以下后，将组装的块体等从炉中取出空气冷却至室温。加热中的气氛使用工业用氮气(氧浓度10ppm以下的氮)并进行调整。
焊脚形成率的测定
如图3所示，钎焊后的块体AB中，对○标记的6个位置进行截面微观组织观察，测定焊脚形成率。这里的焊脚形成率指，将钎焊后的块体AB内形成的健全的焊脚的位置数量，除以全部观察位置数量6所得的值。是否形成了健全的焊脚的判定，通过如图4所示的测定焊脚部的“焊缝厚度”进行。被观察到焊缝厚度在150μm以上的焊脚的位置，判定为形成了健全的焊脚。被观察到焊缝厚度低于150μm的焊脚的位置，或者完全观察不到焊脚的位置，判定为没有形成健全的焊脚。图5、图6分别表示了“焊缝厚度”为150μm以上的焊脚的截面金属组织、“焊缝厚度”低于150μm的焊脚的截面金属组织的例子。
对(1)钎料中的Mg添加量、(2)钎剂涂布位置(从块体B的周缘到钎剂涂布区域的最短距离)、(3)钎剂涂布量对如上所述的焊脚形成率的影响进行调査。但是，在对(2)钎剂涂布位置的影响进行调査时，在改变块体A的尺寸(48mm×48mm×4mm、68mm×68mm×4mm、98mm×98mm×4mm、118mm×118mm×4mm)的同时，也通过使用各种尺寸(35×35mm、55×55mm、85×85mm、105×105mm)的密封签来调节钎剂涂布位置。
其结果示于表2～4、和图7～9。另外，在以下示出的实施例的图表中，对没有显示特别精确的条件的例子，使用C合金钎料(Mg添加量：0.19质量％)，钎剂涂布位置设定为1mm，钎剂涂布量设定为10g/m2，在上述钎焊条件下进行钎焊，进行接合块体AB的制作。
[表2]
表2：钎料中的Mg添加量的影响
注)钎剂涂布量：10g/m2、钎剂涂布位置：1mm
[表3]
表3：钎剂涂布位置的影响
注)钎料中的Mg含量：0.19质量％、钎剂涂布量：10g/m2
[表4]
表4：钎剂涂布量的影响
注)钎料中的Mg含量：0.19质量％、钎剂涂布位置：1mm
如表2、图7所示，如果观察钎料中的Mg添加量对焊脚形成率的影响，则发现如果钎料中所含的Mg量在0.29质量％以下，焊脚形成率为6/6(100％)。钎料中所含的Mg量在0.51质量％的情况下，焊脚形成率为2/6(33％)。如果钎料中所含的Mg量低于0.1质量％，如果还考虑到有可能不能得到充分的钎焊强度，优选的钎料的Mg含量为0.1～0.35质量％的范围。
如表3、图8所示，如果观察钎剂涂布位置(从块体B的周缘到钎剂涂布区域的最短距离)对焊脚形成率的影响，则发现如果钎剂涂布位置在30mm以下，焊脚形成率为6/6(100％)。此外，在钎剂涂布位置为40mm的情况下，焊脚形成率为0/6(0％)。另外，如果还考虑到钎剂的涂布精度等，则优选的钎剂涂布位置为0.5～35mm的范围。
如表4、图9所示，如果观察钎剂涂布量对焊脚形成率的影响，则发现如果钎剂涂布量在3g/m2以上，焊脚形成率为6/6(100％)。此外，即使在钎剂涂布量为1g/m2的情况下，焊脚形成率也显示为5/6(83％)，远远高于不涂布钎剂的情况下的焊脚形成率即1/6(17％)，表明有助于焊脚形成率的提高。即使钎剂的涂布量超过40g/m2，也不能期待进一步提高形成健全的焊脚的效果，反之如果还考虑到增加了钎剂的使用量生产成本提高，则优选的钎剂涂布量为2～40g/m2的范围。
工业上利用的可能性
如果采用如上的本发明，可提供一种在通过单层钎料片对2个铝合金构件彼此进行面钎焊的同时，进一步可在钎焊面的周缘上形成健全的焊脚的面钎焊法。

Claims (4)

1.一种铝合金构件的面钎焊方法，其特征在于，在使用由Al-Si-Mg系合金的钎料构成的单层钎料片对固相线温度在610℃以上的铝合金构件彼此进行面钎焊时，不在所述单层钎料片和所述铝合金构件的钎焊面上涂布钎剂，而在以俯视看面积大的一方的铝合金构件的表面的远离所述钎焊面的周缘的区域中涂布钎剂，在铝合金构件彼此之间夹持所述单层钎料片进行面接触的状态下，惰性气体气氛下，在保持规定的钎焊温度的同时，一边附加面压一边对铝合金构件彼此进行钎焊。
2.如权利要求1所述的铝合金构件的面钎焊方法，其特征在于，作为所述Al-Si-Mg系合金的钎料，使用具有以下成分组成的合金：该合金含有3.0～12质量％的Si、0.1～0.35质量％的Mg，剩余部分由Al和不可避免的杂质构成。
3.如权利要求1或2所述的铝合金构件的面钎焊方法，其特征在于，将从所述钎焊面的周缘开始的远离距离设为0.5～35mm的范围。
4.如权利要求1～3中任一项所述的铝合金构件的面钎焊方法，其特征在于，将所述钎剂的涂布量设为2～40g/m2。
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