CN105537717A - 钎焊炉及铝材的钎焊方法 - Google Patents

Abstract

钎焊炉(1)具有预备加热室(2)和钎焊室(3)。预备加热室(2)具有：真空泵(21)，其用于在收纳了被处理材料(100)的状态下使室内减压；预备加热装置(22)，其在减压气氛下将被处理材料(100)预备加热；和复压气体导入装置(23)，其在预备加热后导入用于使室内复压的惰性气体。钎焊室(3)具有向室内导入惰性气体的气体置换装置(31)和将被处理材料(100)加热到钎焊温度的正式加热装置(32)。

Description

钎焊炉及铝材的钎焊方法

技术领域

本发明涉及用于进行铝材的钎焊的钎焊炉及铝材的钎焊方法。

背景技术

作为铝材的钎焊方法，多使用将助焊剂涂敷于被处理材料并在氮气等惰性气体气氛下将被处理材料加热来进行钎焊的CAB(ControlledAtmosphereBrazing(可控气氛钎焊))法。CAB法所使用的氟化物系助焊剂存在以下问题：在因钎焊时的加热而被氧化时，作为助焊剂的功能下降。为避免该问题，在CAB法中，通常，涂敷足够量的助焊剂，并且将气氛中的氧浓度控制为100ppm以下、更优选控制为20ppm以下，以进行钎焊。

由于氟化物系助焊剂对铝是无腐蚀性的，因此，从钎焊后的腐蚀性观点来看，不需要在钎焊后清洗铝材来将助焊剂的残渣除去。然而，根据铝材的用途，在助焊剂和/或助焊剂残渣存在时，有时会引起以下那样的问题。例如，在以汽车用换热器为代表的铝制换热器中，在其制造时有可能发生因助焊剂残渣而使表面处理性恶化等问题。此外，在铝制换热器的使用中，有可能发生以下问题：在冷媒通路发生助焊剂等所引起的堵塞或者助焊剂等对与换热器抵接的电子部件产生不良影响等。

于是，减少助焊剂的涂敷量的钎焊方法和不使用助焊剂的钎焊方法的开发正在进行。为了实现抑制接合不良的发生并且减少助焊剂的涂敷量或者不使用助焊剂的钎焊，降低钎焊时的气氛中的氧浓度和/或露点是有效的。

例如，在专利文献1中，提出了使用氩气和/或氦气作为惰性气体来进行钎焊的方法。这些气体与通常使用的氮气相比能降低气氛中的氧浓度和/或露点。

在专利文献2中，提出了采用将钎焊加热区的前室用门分隔的独立结构、并在前室中收纳了被处理材料的状态下将室内抽真空后用惰性气体使室内复压的方法。根据该方法，可降低氧气和/或水分从前室进入钎焊加热区的带入量。其结果，与以往相比能降低加热区的氧浓度和/或露点，例如，能比较容易地将氧浓度降低到50ppm左右。

此外，在专利文献3中，提出了使用含有微量Bi(铋)和/或Be(铍)的焊料的方法来作为不使用助焊剂地进行钎焊的所谓无助焊剂钎焊法。将含有Bi等的焊料或其被覆材料用酸或碱蚀刻，并使用严格管理氧浓度和/或露点的钎焊炉来进行加热，从而能不使用助焊剂地进行钎焊。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开2013-091066号公报

专利文献2：日本专利公开平10-277730号公报

专利文献3：日本专利公开平11-285817号公报

然而，由于专利文献1的技术需要使用比氮气昂贵的氩气和/或氦气，因此难以适用于量产设备。

专利文献2的技术在使用氮气作为惰性气体的情况下能使钎焊加热区的氧浓度和/或露点比以往降低。但是，即使使用专利文献2的技术来降低氧气和/或水分进入钎焊加热区的带入量，也不能完全抑制接合不良的发生。钎焊性的恶化和/或接合不良的发生容易在例如空气中的露点持续较高的季节和/或被处理材料的结构复杂的情况等发生。作为其原因，可举出钎焊所使用的工具和/或被处理材料上吸附的水分等被带入钎焊加热区这一原因。如后面所述，如上述那样带入的水分难以通过抽真空来充分除去。

此外，作为无助焊剂钎焊法，包括专利文献3的技术在内提出了很多关于材料和/或加热方法的技术方案。然而，时至今日，将惰性气体气氛下的无助焊剂钎焊法实用化的例子基本上没有。作为妨碍无助焊剂钎焊法实用化的主要原因，可举出以下原因：与使用助焊剂的钎焊法相比接合能力差的原因、以及钎焊性容易受到作业环境所产生的影响且难以使钎焊接合的品质稳定的原因。特别地，后一问题有可能因工具、被处理材料及焊料的保管环境和/或使用状况而产生严重的接合不良，因此成为妨碍无助焊剂钎焊法实用化的较大原因。

如上所述，在现有技术中，存在以下问题：在减少助焊剂的涂敷量的钎焊或者不使用助焊剂的钎焊中，难以使钎焊接合的品质稳定。本发明的发明人们基于上述背景而进一步反复研究，结果发现，以下三点可成为使钎焊性恶化的主要原因。

(1)因成形加工而附着于被处理材料的油分

(2)在用于钎焊的工具上吸附的水分及油分

(3)在用于钎焊的工具上附着的异物

对于上述(1)，因成形加工而附着于被处理材料上的油分难以通过抽真空来除去。为了减少油分，使用脱脂处理液来在成形加工后进行被处理材料的脱脂处理是有效的。但是，脱脂处理液因环境上的问题而使用受到了限制。此外，为了避免脱脂处理所导致的制造成本的增大，多在成形加工时使用挥发性油并省略脱脂处理。

对于上述(2)，例如，可以认为在使用石墨制的工具的情况下对钎焊性的影响变大。由于石墨等多孔质材料其孔内吸附有水分和/或油分，因此即使长时间进行抽真空也难以将孔内的水分等完全除去。

对于上述(3)，可以认为因各种原因而附着于工具上的异物成为问题。例如，在使用助焊剂的钎焊中，因加热而熔化的助焊剂再次固化并附着于工具上的状况频繁发生。该助焊剂有时与附着于工具的油分、铝材中的Mg(镁)、空气中的氧气或水分等混合或反应。如上述那样形成的混合物和/或反应物不能通过抽真空来除去。

如上所述，成为使钎焊性恶化的原因的水分等可从被处理材料和/或工具被带入到钎焊加热区。而且，可以认为被带入到钎焊加热区内的水分等因加热而蒸发或热分解并使钎焊性恶化。上述(1)～(3)的推定要因总是复合作用而对钎焊性产生多种影响，因此难以探明使钎焊性恶化的原因，且还妨碍发现用于更持久地改善钎焊性的解决对策。

发明内容

本发明鉴于上述背景而研制，其目的是提供在减少助焊剂的涂敷量的钎焊或者不使用助焊剂的钎焊中能容易地使钎焊接合的品质稳定的钎焊炉及钎焊方法。

本发明的一个方式是一种钎焊炉，用于由铝材构成的被处理材料的钎焊，该钎焊炉的特征在于，具有预备加热室和钎焊室，所述预备加热室具有：真空泵，其用于在收纳了所述被处理材料的状态下使室内减压；预备加热装置，其在减压气氛下将所述被处理材料预备加热；和复压气体导入装置，其在预备加热后导入用于使室内复压的惰性气体，所述钎焊室具有向室内导入惰性气体的气体置换装置和将所述被处理材料加热到钎焊温度的正式加热装置。

本发明的其他方式是一种铝材的钎焊方法，其特征在于，将由铝材构成的被处理材料在100Pa以下的减压气氛下预备加热，其次，通过供给惰性气体而使所述被处理材料的周围为惰性气体气氛，然后，在维持所述惰性气体气氛的状态下将所述被处理材料加热来进行钎焊。

发明效果

所述钎焊炉具有所述预备加热室，所述预备加热室具备所述真空泵、所述预备加热装置和所述复压气体导入装置。因此，所述钎焊炉能在将所述被处理材料收纳于所述预备加热室的状态下进行室内的减压及所述被处理材料的预备加热。而且，通过在减压气氛下进行所述被处理材料的预备加热，而能促进吸附于所述被处理材料及工具上的水分等的蒸发和/或热分解。其结果，与不进行预备加热的情况相比，能降低带入所述钎焊室内的水分等的量。

此外，所述钎焊炉能在所述预备加热完成后向所述预备加热室内导入惰性气体来进行复压。通过使用惰性气体来进行所述预备加热室的复压，能避免所述预备加热后的所述被处理材料及工具暴露于空气中，作为结果，能避免水分等向这些部件再次吸附。

另外，通过使用惰性气体来使所述预备加热室复压，而能在使所述被处理材料从所述预备加热室向所述钎焊室移动时避免空气混入钎焊室中。其结果，与现有的使用惰性气体的钎焊炉相比能将所述钎焊室内的氧浓度及露点保持在低水准。此外，由于所述钎焊室的马弗炉不需要使用具有牺牲氧化能力的石墨等，因此也能期待降低所述钎焊炉的制造成本的效果。

这样，所述钎焊炉与现有的钎焊炉相比能可靠地降低带入所述钎焊室内的水分等的量。因而，通过在进行减少助焊剂的涂敷量的钎焊或不使用助焊剂的钎焊时使用所述钎焊炉，而能抑制被处理材料、工具及焊料的保管环境和/或使用状况、炉外环境的变化等对钎焊性产生的影响。其结果，所述钎焊炉能容易地使钎焊接合的品质稳定，且能抑制钎焊性的恶化和/或接合不良的产生。

所述钎焊炉能抑制被处理材料等的保管状况等对钎焊性产生的影响，因此在例如高温多湿的地域和/或季节也能适当地使用。此外，所述钎焊炉在被处理材料和/或工具的保管环境等的严格管理困难的作业环境下也能实现良好的钎焊。

所述方式的钎焊方法进行减压气氛下的预备加热、惰性气体的供给所形成的复压及惰性气体气氛下的钎焊。因而，如上所述，在进行减少助焊剂的涂敷量的钎焊或不使用助焊剂的钎焊时，能抑制所述被处理材料、工具及焊料的保管环境和/或使用状况、炉外环境的变化等对钎焊性产生的影响。其结果，能容易地使钎焊接合的品质稳定。

附图说明

图1是实施例1的钎焊炉的侧视图。

图2是实施例2的具备多个副单元及冷却室的钎焊炉的侧视图。

图3是实验例1的构成蜂窝板的蜂窝芯及框部的俯视图。

图4是实验例1的将被处理材料固定于工具的状态的侧视图。

图5是实验例2的模拟平行流型换热器的被处理材料的俯视图。

图6是实验例3的模拟中空型换热器的被处理材料的侧剖视图。

图7是实验例3的收纳有被处理材料的状态的遮蔽箱的侧剖视图。

具体实施方式

在所述钎焊炉中，作为惰性气体，可使用没有氧化性的气体。在量产设备中，从成本的观点出发，通常使用氮气。

预备加热室优选构成为可使室内的压力为100Pa以下。通过使预备加热室内的压力为100Pa以下，而能进一步促进预备加热中的水分等的除去。其结果，能进一步缩短预备加热所需的时间。在预备加热室内的压力超过100Pa的情况下，水分等的除去所需的时间变长，有可能导致生产性的下降。此外，有些场合不能充分除去水分等，有可能导致钎焊接合的品质下降。

所述预备加热装置优选构成为能使所述被处理材料的温度超过200℃。在预备加热中，通过使被处理材料的温度为150℃以上，而能促进吸附于工具等的水分的蒸发。此外，通过将被处理材料加热到超过200℃的温度，除了水之外还能促进油分的除去。

所述正式加热装置具有能单独调整温度的多个副单元，该多个副单元可沿所述被处理材料的输送方向配置。在该情况下，能精密地控制被处理材料的温度。因此，能根据例如钎焊室内的位置来使被处理材料的温度阶段地变化，并实现高品质的钎焊接合。

在上述情况下，可在相邻的所述副单元之间能开闭地设置分隔门。在该情况下，通过在将分隔门关闭的状态下将被处理材料加热，而能将在相邻的分隔门之间配置的被处理材料使用各自的副单元来均匀加热。

所述钎焊炉具有与所述钎焊室连通的冷却室，该冷却室可具有向室内导入惰性气体的冷却气体导入装置。通过将被处理材料在惰性气体气氛下冷却，而能抑制被处理材料的不必要氧化。此外，在该情况下，由于将所述冷却室用惰性气体充满，因此难以发生空气混入钎焊室的情况。因而，能容易地长期将钎焊室内的氧浓度及露点保持在较低水准。

所述钎焊炉能用于预先涂敷有氟化物系助焊剂的被处理材料的钎焊(助焊剂钎焊)以及没有预先涂敷氟化物系助焊剂的被处理材料的钎焊(无助焊剂钎焊)中的任一种。在任一情况下，所述预备加热更优选通过将所述被处理材料加热到超过200℃且400℃以下的温度来进行。在减压气氛下，在将被处理材料加热到超过400℃的温度时，铝材和助焊剂所含的Zn(锌)和/或Mg(镁)有可能蒸发。

Zn通过钎焊时的加热而扩散并在材料中形成浓度梯度。这样，能向被处理材料施加牺牲阳极效果，能提高钎焊后的耐腐蚀性。此外，Mg具有在钎焊时将铝材表面的自然氧化膜破坏以提高钎焊性的效果。因而，在Zn和/或Mg蒸发时，有可能导致钎焊后的耐腐蚀性的恶化和/或被处理材料的钎焊性的恶化。为了避免该问题，预备加热的加热温度优选为超过200℃且400℃以下。再有，在加热温度超过400℃的情况下，能通过快速地复压来抑制Zn和/或Mg的蒸发。

在使用所述钎焊炉来进行助焊剂钎焊的情况下，能降低带入钎焊室内的水分和/或油分等，因此与以往的方法相比能有效地使助焊剂发挥作用。因而，既能确保良好的钎焊性，又能容易地比以往减少助焊剂的涂敷量。

在助焊剂钎焊中，能使用由水稀释的助焊剂。涂敷有该助焊剂的被处理材料优选在由另外准备的干燥装置预先使水分干燥后送入所述预备加热室内。在该情况下，可将干燥装置和预备加热室直接连结。此外，通过在预备加热室的排气管线设置水冷陷阱等，也能在预备加热室内使助焊剂的水分干燥。

在使用所述钎焊炉来进行无助焊剂钎焊的情况下，能减少带入钎焊室内的水分和/或油分等，因此与以往的无助焊剂钎焊相比能提高接合能力。因而，与以往相比能实现良好的钎焊，且能容易地使钎焊接合的品质稳定。

在进行无助焊剂钎焊的情况下，所述预备加热及所述钎焊优选在由金属或石墨构成且具有通气孔的遮蔽箱中收纳有所述被处理材料的状态下进行。在该情况下，在利用预备加热从被处理材料除去水分等后，使钎焊室内复压，从而使惰性气体从所述通气孔流入遮蔽箱内。而且，复压作业以后，成为几乎没有遮蔽箱的内部和外部之间的压力差的状态，因此易于维持遮蔽箱内部的惰性气体气氛。因此，在例如因某种原因而使钎焊室内的氧浓度和/或露点上升的情况等，也难以受到遮蔽箱外部的气氛的影响，能实现良好的钎焊，并且能更容易地使钎焊接合的品质稳定。

此外，优选地，在所述遮蔽箱中，还收纳有消耗箱内氧气的牺牲氧化材料。在该情况下，通过牺牲氧化材料的作用，能进一步降低遮蔽箱内的氧浓度。因而，能更容易地使钎焊接合的品质稳定。

作为所述牺牲氧化材料，例如，可使用生成氧化物时的自由能量比被处理材料低的金属或其合金。作为其具体例，可举出Mg或Mg合金。此外，作为牺牲氧化材料，可使用与被处理材料相同材质的Al(铝)或Al合金。牺牲氧化材料的形态没有特别限定，可采用粉末状或板状等各种形态。

实施例

(实施例1)

使用附图来说明上述钎焊炉及钎焊方法的实施例。如图1所示，钎焊炉1用于铝材所构成的被处理材料100的钎焊。钎焊炉1具有预备加热室2和钎焊室3。预备加热室2具有：用于在收纳有被处理材料100的状态下使室内减压的真空泵21；在减压气氛下将被处理材料100预备加热的预备加热装置22；和在预备加热后导入用于使室内复压的惰性气体的复压气体导入装置23。钎焊室3具有：将惰性气体导入室内的气体置换装置31；和将被处理材料100加热到钎焊温度的正式加热装置32。

本例的钎焊炉1是在不锈钢马弗炉24、33的外侧配置有预备加热装置22及正式加热装置32的外热式加热炉。在预备加热装置22及正式加热装置32之间能开闭地设有中间门25，由中间门25将预备加热室2和钎焊室3分隔。预备加热室2和钎焊室3的均热区域尺寸分别为长度300mm、宽度200mm及高度200mm。此外，在预备加热室2和钎焊室3分别设有输送被处理材料100的环带式的输送装置11。该输送装置11设置成在将后述的前门261关闭的状态下完全收纳于钎焊炉1的内部，并与在钎焊炉1的外部设置的输送装置(省略图示)分离。因此，能防止在钎焊炉1的外部设置的输送装置所导致的水分和/或油分等向炉内的带入。

预备加热室2具有送入及送出被处理材料100的出入口26，且在出入口26能开闭地设有前门261。预备加热室2构成为能通过在将前门261及中间门25关闭的状态下使真空泵21工作而使室内的压力为0.4Pa以下。再有，室内的压力能由皮拉尼真空计(未图示)来测定。

真空泵21在钎焊炉1的外部配置，且从真空泵21延伸的排气管线211与预备加热室2的室内连通。此外，在排气管线211，设有将真空泵21和预备加热室2之间切断的排气阀212。再有，本例的真空泵21是油旋转泵。

复压气体导入装置23具有：在钎焊炉1的外部配置的气体供给源231；从气体供给源231延伸到预备加热室2内的复压气体管线232；和配置于复压气体管线232上的复压阀233。复压气体导入装置23构成为能向预备加热室2内供给氮气。

向钎焊室3导入惰性气体的气体置换装置31具有：在钎焊炉1的外部配置的气体供给源231；从气体供给源231延伸且进入到钎焊室3内的置换气体管线311；和配置于置换气体管线311上的置换阀312。气体置换装置31构成为通过总是向钎焊室3内导入5m³/h的氮气而能将室内用氮气置换。在钎焊室3内由氮气充满后，剩余的氮气从在中间门25附近设置的气体释放口(省略图示)排出。再有，在本例中，在复压气体导入装置23和气体置换装置31之间共用气体供给源231。

钎焊炉1例如能如以下那样使用。首先，将前门261打开以将铝材所构成的被处理材料100送入预备加热室2内。接着，将前门261及中间门25关闭。在该状态下，使真空泵21工作以使室内成为减压气氛，并且使预备加热装置22工作来进行被处理材料100的预备加热。开始排气的定时和开始被处理材料100的预备加热的定时可以是同时的，也可以是任一方在先。从避免被处理材料100的不必要氧化的观点来看，优选在预备加热的开始之前开始排气。

在预备加热室2内的压力到达100Pa以下且被处理材料100的温度到达超过200℃的温度的时间点完成预备加热，关闭排气阀212，接着使真空泵21及预备加热装置22停止。然后，打开复压阀233以将预备加热室2内用氮气复压到大气压。这样，被处理材料100的周围成为惰性气体气氛。

在复压完成后，将复压阀233关闭，接着将中间门25打开。然后，将被处理材料100向钎焊室3内输送，并将中间门25关闭。由于钎焊室3内总是惰性气体气氛，因此在被处理材料100的输送中被处理材料100的周围维持惰性气体气氛。

然后，将配置于钎焊室3内的被处理材料100用正式加热装置32加热来进行钎焊。在钎焊完成后，敞开中间门25以将被处理材料100向预备加热室2输送。预备加热室2的室内维持惰性气体气氛，在将钎焊完的被处理材料100在预备加热室2的室内冷却后，从出入口26将被处理材料100送出。通过以上操作，而能进行被处理材料100的钎焊。

本例的钎焊炉1构成为能进行减压气氛下的预备加热、惰性气体的供给所形成的复压及惰性气体气氛下的钎焊。因而，如上所述，在进行减少助焊剂的涂敷量的钎焊或者不使用助焊剂的钎焊时，能抑制被处理材料100、工具及焊料的保管环境和/或使用状况、炉外环境的变化等对钎焊性产生的影响。其结果，能容易地使钎焊接合的品质稳定。

此外，由于钎焊炉1能抑制被处理材料100等的保管状况等对钎焊性产生的影响，因此在例如高温多湿的地区和/或季节也能适当地使用。另外，钎焊炉1在被处理材料100和/或工具的保管环境等的严格管理困难的环境下也能实现良好的钎焊。

(实施例2)

本例是具备三个副单元32a、32b、32c及冷却室4的钎焊炉1b的例子。如图2所示，本例的钎焊炉1b中的正式加热装置32具有能单独地调整温度的三个副单元32a～32c。副单元32a～32c沿被处理材料100的输送方向配置。此外，在相邻的副单元32a～32c之间能开闭地设有分隔门35。在本例中，由分隔门35分隔的三个加热区36(36a、36b及36c)的均热区域尺寸皆为长度300mm、宽度200mm及高度200mm。此外，气体置换装置31的置换气体管线311进入各加热区36a～36c。

此外，本例的钎焊炉1b具有与钎焊室3连通的冷却室4。在钎焊炉1b中，从设置于预备加热室2的入口27送入被处理材料100，并依次通过预备加热室2、加热区36a～36c及冷却室4，从设置于冷却室4的出口43送出。而且，构成为以上述的顺序通过各室，从而能依次进行被处理材料100的预备加热、复压、钎焊及冷却。

冷却室4具有向室内导入惰性气体的冷却气体导入装置41。钎焊室3和冷却室4之间，由后门42能开闭地分隔。此外，在设置于冷却室4的出口43，为了抑制空气从钎焊炉1的外部混入而能开闭地设有出口门431。再有，也可设置金属窗帘等来代替出口门431。此外，在具有出口门431的构成中，冷却室4还可构成为能进行室内的排气及复压。在该情况下，通过将冷却室4的室内排气、随后用惰性气体来复压，而能可靠地防止空气向冷却室4内混入。作为能实现该功能的构成，例如，与预备加热室2同样地，使真空泵的排气管线进入室内的构成等也可以考虑。

冷却气体导入装置41具有：在钎焊炉1b的外部配置的气体供给源231；从气体供给源231延伸且从出口43侧进入室内的冷却气体管线411；和配置于冷却气体管线411上的冷却阀412。冷却气体导入装置41构成为通过从冷却室4的出口43侧导入氮气而能将冷却室4内用氮气置换。在冷却室4内由氮气充满后，剩余的氮气从设置于后门42附近的气体释放口(省略图示)排出。再有，在本例中，在复压气体导入装置23、气体置换装置31及冷却气体导入装置41之间，共用气体供给源231。其他部分与实施例1相同。在图2中使用的标记中的、与在实施例1中使用的标记相同的标记在没有特别说明时表示与实施例1相同的构成要素等。

本例的钎焊炉1b的正式加热装置32具有能单独调整温度的多个副单元32a～32c，且多个副单元32a～32c沿被处理材料100的输送方向配置。此外，在相邻的副单元32a～32c之间能开闭地设有分隔门35。因而，能在由分隔门35分隔的各加热区36a～36c使被处理材料100的加热温度阶段地变化。此外，通过在将分隔门35关闭的状态下进行加热，而能在各加热区36a～36c中将被处理材料100均匀加热。其结果，能进一步提高钎焊的品质。

(实验例1)

本例是使用实施例1的钎焊炉1来进行钎焊试验的例子。在本例中，如表1所示，将制造条件进行种种改变，并制作了12种蜂窝板(试验体E1～E6及试验体C1～C6)。在下面说明被处理材料101的构成及实验方法。

〈被处理材料101〉

如图3所示，本例的被处理材料101具有：由四个中空挤压形材511构成的长方形形状的框部51；配置于框部51内侧的蜂窝芯52；和将框部51及蜂窝芯52从上下两面夹持的面板(未图示)。在将这些部件组装为预定的形状(参照图4)后，可通过进行钎焊来制作蜂窝板。

框部51的长边方向(长度方向)的外尺寸是260mm，短边(宽度方向)的外尺寸是180mm。构成框部51的中空挤压形材511由JISA6063铝合金构成，与长度方向正交的剖面的外尺寸是30mm×30mm。此外，四个中空挤压形材511中的、构成框部51的短边的一对中空挤压形材511a采用以下构成：在其中央部具有直径3mm的通气孔512，并能经通气孔512来进行框部51内侧的排气及复压。

蜂窝芯52通过排列多个芯部件521而构成，如图3所示，由相邻的芯部件521形成了六棱柱状的隔室522。芯部件521通过在由JISA6951铝合金构成的裸板施行波纹加工而制作。蜂窝芯52的高度是30mm，隔室522的尺寸是30mm。此外，各隔室522采用以下构成：具有两个直径1mm的贯穿孔(未图示)，且能经贯穿孔来进行各隔室522的排气及复压。

再有，如表1所示，向试验体E1～E6及C1～C5的蜂窝芯52供给没有进行脱脂处理的芯部件521。向试验体C6的蜂窝芯52供给预先使用丙酮进行脱脂处理的芯部件521。

面板包括芯材和在芯材的单面以10％的覆盖率覆盖的焊料，且面板具有1mm的厚度。面板的芯材由JISA6951铝合金构成，焊料由具有Al－10％Si－0.02％Bi的化学成分的铝合金构成。

〈实验方法〉

在将上述被处理材料101组装为预定的形状后，使用工具来将其固定。本例的工具是厚度10mm的各向同性石墨板53。为了模拟将工具在高湿环境下进行保管的状态，在各向同性石墨板53的整个面使用喷雾来喷出30cc的水，并在室温下放置18小时。在预先进行上述处理的一对各向同性石墨板53之间，如图4所示那样夹入被处理材料101，并将这些部件用不锈钢线54捆紧，从而将被处理材料101固定。

然后，使用实施例1的钎焊炉1来进行预备加热及钎焊。在将被处理材料101送入预备加热室2，并将前门261关闭后，马上开始室内的排气及预备加热。室内的压力及被处理材料101的加热温度的控制如以下那样进行。室内的压力被控制成：在预备加热室2的压力到达表1所示的值后手动操作排气阀212来调整开闭的程度，并使压力大体恒定，直到预备加热完成。

由于在减压气氛下正确地测量被处理材料101的温度是困难的，因此利用预备加热室2的炉壁的温度及使被处理材料101在室内停留的时间来控制被处理材料101的加热温度。具体地，控制预备加热装置22来使预备加热室2的炉壁的温度成为表1所示的值，在该状态下使被处理材料101在室内停留20分钟。再有，通过如上述那样进行预备加热，而预先确认被处理材料101的温度上升到以预备加热室2的炉壁的温度为基准－5～0℃的范围。

在预备加热完成后，将预备加热室2内用氮气复压，接着打开中间门25以将被处理材料101输送到钎焊室3。钎焊室3内的气氛的氧浓度及露点如表1所示。在将中间门25关闭后，从钎焊室3的顶棚部插入热电偶来与被处理材料101接触，测量其温度并由正式加热装置32来加热被处理材料101。在被处理材料101的温度到达600℃的时间点结束加热。再有，在本例中，虽然将温度测定用的热电偶从钎焊室3的顶棚部插入，但是，也可从钎焊室3的侧面插入热电偶。

然后，在将被处理材料101输送到预备加热室2而在氮气气氛下冷却后，从出入口26向炉外取出。通过以上操作完成钎焊，得到了蜂窝板。对于钎焊后的各试验体，通过超声波检查来评价蜂窝芯52和面板的接合状态及框部51和面板的接合状态。然后，将试验体中央切断以通过目视来评价构成蜂窝芯52的芯部件521彼此的接合状态。将这些结果在表1中表示。

再有，表1的评价结果栏记载的记号的意义如下。

蜂窝芯52和面板的接合状态

A⁺：极好

A：虽然在一部分存在焊脚形状不均匀的部分，但是良好

B：存在没有形成焊脚的部分

C：存在较多没有形成焊脚的部分

D：没有形成焊脚的部分很多

框部51和面板的接合状态

A⁺：极好

A：虽然存在微小的未接合部分，但是良好

B：存在未接合部分

C：未接合部分多

D：几乎整个面都没有接合

芯部件521彼此的接合状态

A⁺：极好

A：虽然在一部分存在焊脚形状不均匀的部分，但是良好

B：存在没有形成焊脚的部分

C：几乎没有形成焊脚

如从表1所知那样，进行了减压气氛下的预备加热、惰性气体的供给所形成的复压及惰性气体气氛下的钎焊的试验体E1～E6皆为接合状态良好。在试验体E1～E6中，降低了预备加热室2的压力的试验体E1及E4其框部51和面板的接合状态也特别良好。试验体E2、E3、E5及E6与试验体E1及E4相比预备加热室2的压力较高，因此在框部51和面板的接合部中的、外周附近形成有微小的未接合部分。该微小的未接合部分为实用上没有问题的程度，接合状态良好。

此外，提高了预备加热室2的设定温度的试验体E1～E3其芯部件521彼此的接合状态特别良好。试验体E4～E6与试验体E1～E3相比预备加热室2的设定温度较低，因此在一部分观察到焊脚形状不均匀的部分。然而，试验体E4～E6的焊脚形状为实用上没有问题的程度，接合状态良好。

使预备加热室2的压力为180Pa的试验体C1其框部51和面板的接合状态差，形成有未接合部分。此外，关于芯部件521彼此的接合部，也产生很多焊脚破损，成为接合不良。该接合不良的原因可以认为是：主要由于从钎焊室3中的工具放出的水分的影响而使室内的氧浓度及露点上升。

使预备加热室2的温度为140℃的试验体C2其框部51和面板的接合状态差、形成有未接合部分。此外，关于芯部件521彼此的接合部，几乎没有形成焊脚。预备加热室2的温度为140℃时的被处理材料101的温度推定为到达135～140℃左右，因此该接合不良的原因可以认为是：因预备加热的不足而没有将芯部件521的油分除尽，结果焊剂的浸润性下降。

使预备加热室2的压力及温度两者为差条件的试验体C3与试验体C2相比接合状态更差。此外，没有进行预备加热的试验体C4、预备加热及减压两者都没进行的试验体C5几乎没有形成焊脚。

虽然进行了蜂窝芯52的脱脂处理的试验体C6其蜂窝芯52和面板的接合状态及芯部件521彼此的接合状态比较良好，但是，框部51和面板的接合状态差，成为接合不良。因此，在试验体C6的钎焊中，可以理解为：通过除去芯部件521的油分而改善了芯部件521彼此的接合状态。另一方面，可以推测为：由于通过使预备加热室2的温度为140℃而没有将来自工具的水分除尽，因此没有改善框部51和面板的接合状态。

(实验例2)

本例是进行了模拟平行流型换热器的微芯的钎焊试验的例子。在本例中，如表2所示那样将制造条件进行种种改变，并制作了12种微芯(试验体E11～E16及试验体C11～C16)。在下面说明被处理材料102的构成及实验方法。

〈被处理材料102〉

如图5所示，本例的被处理材料102具有：一对集流管61；以互相平行排列的状态插穿集流管61的五个挤压管62；和配置于相邻的挤压管62之间的波纹形状的外翅片63。在将这些部件组装为预定的形状后，能通过进行钎焊来制作微芯。所得的微芯其在挤压管62的纵向(长度方向)上的尺寸是260mm，排列方向(宽度方向)上的尺寸是180mm。

挤压管62是由JISA1000系铝构成、且管内部由隔壁划分为多个流路的多孔管。再有，向试验体E11～E16及C11～C15供给没有进行脱脂处理的挤压管62。向试验体C16供给预先使用丙酮进行脱脂处理的挤压管62。

集流管61具有芯材和在芯材的两面分别以5％的覆盖率覆盖的焊料，且集流管具有1.2mm的厚度。集流管61的芯材由JISA3003铝合金构成，焊料由JISA4343铝合金构成。此外，集流管61具有用于插穿挤压管62的贯穿孔(省略图示)。

外翅片63具有芯材和在芯材的两面分别以10％的覆盖率覆盖的焊料，且外翅片具有0.1mm的厚度。外翅片63的芯材由JISA3003铝合金构成，焊料由JISA4045铝合金构成。

集流管61及外翅片63在使用丙酮进行脱脂处理后在预先涂敷有表2所示的量的助焊剂的状态下供给于被处理材料102的组装。助焊剂的涂敷量通过从进行助焊剂的涂敷和干燥后的集流管61及外翅片63的质量将在助焊剂的涂敷前预先测定的集流管61及外翅片63的质量减去而算出。

〈实验方法〉

在将上述被处理材料102组装为预定的形状后，如图5所示，通过使用不锈钢线64来将挤压管62及外翅片63在宽度方向上捆紧，而将被处理材料102固定。

然后，使用实施例1的钎焊炉1来进行预备加热及钎焊。钎焊的步骤除了将预备加热室2内的压力等改变为表2所示的条件以外与实验例1相同。对于钎焊后的各试验体，通过目视来评价集流管61和挤压管62的接合状态以及挤压管62和外翅片63的接合状态。将其结果在表2中表示。

再有，表2的评价结果栏记载的记号的意义如下。

A⁺：极好

A：虽然在一部分存在焊脚形状不均匀的部分，但是良好

B：存在没有形成焊脚的部分

C：存在很多没有形成焊脚的部分

如从表2所知那样，进行了减压气氛下的预备加热、惰性气体的供给所形成的复压和惰性气体气氛下的钎焊的试验体E11～E16皆为接合状态良好。在通过助焊剂钎焊来制作这种换热器的情况下，为了实现良好的钎焊接合，涂敷3g/m²左右的助焊剂是标准的。与之相对，即使试验体E11～E13使对集流管61涂敷的助焊剂的涂敷量变少为2g/m²目标量，使对外翅片63涂敷的助焊剂的涂敷量变少为1g/m²目标量，也能实现实用上没有问题的接合状态。

此外，虽然试验体E14～E16与试验体E11～E13相比降低了预备加热室2的温度，但是，使对外翅片63涂敷的助焊剂的涂敷量为2g/m²目标量，结果，能实现实用上没有问题的接合状态。

虽然使预备加热室2的压力为180Pa的试验体C11在集流管61及外翅片63两者涂敷了标准量的助焊剂(3g/m²目标量)，但是，在集流管61和挤压管62的接合部产生焊脚破损，成为接合不良。可以认为该接合不良的原因是：室内的氧浓度及露点上升。

涂敷与试验体E14～E16相同程度的助焊剂，并使预备加热室2的温度为140℃的试验体C12在集流管61和挤压管62的接合部及挤压管62和外翅片63的接合部两者都产生焊脚破损，成为接合不良。预备加热室2的温度为140℃时的被处理材料102的温度推定为到达135～140℃左右。因此，可以认为上述接合不良的原因是：除了室内的氧浓度及露点上升之外，挤压管62的油分也没有除尽。

虽然使预备加热室2的压力及温度两者为差条件的试验体C13涂敷了标准量的助焊剂(3g/m²目标量)，但是接合状态没有改善，成为接合不良。此外，对于没有进行预备加热的试验体C14、没有进行预备加热及减压两者的试验体C15，接合状态比试验体C12及C13更恶化。特别地，与试验体C15采用使助焊剂的涂敷量比标准量多的5g/m²目标量无关地，在集流管61和挤压管62的接合部及挤压管62和外翅片63的接合部两者都多发焊脚破损。

虽然进行了挤压管62的脱脂处理的试验体C16其挤压管62和外翅片63的接合状态比较良好，但是，集流管61和挤压管62的接合状态差。因此，在试验体C16的钎焊中，能理解为：通过除去挤压管62的油分而改善了挤压管62和外翅片63的接合状态。另一方面，推测为：由于钎焊室3内的氧浓度及露点高，因此集流管61和挤压管62的接合状态变差。

(实验例3)

本例是进行了模拟中空型换热器的微芯的钎焊试验的例子。在本例中，如表3所示那样将制造条件进行种种改变，并制作了20种微芯(试验体E21～E32及试验体C21～C28)。在下面说明被处理材料103的构成及实验方法。

〈被处理材料103〉

如图6及图7所示，本例的被处理材料103具有成形为方形杯状的一对杯部71和波纹形状的内翅片72。在杯部71的外周端缘设有凸缘部711，一对杯部71配置成凸缘部711互相抵接。此外，内翅片72配置于在一对杯部71之间形成的内部空间中。

在将一对杯部71及内翅片72组装为预定的形状(参照图6)后，可通过进行钎焊来制作微芯。得到的微芯具有长度50mm、宽度50mm及厚度10mm的外尺寸。

杯部71具有芯材和在芯材的两面分别以10％的覆盖率覆盖的焊料，且杯部具有0.6mm的厚度。杯部71的芯材由JISA6951铝合金构成，焊料由具有Al－10％Si－0.03％Bi的化学成分的铝合金构成。

内翅片72由JISA3003铝合金构成，且内翅片具有0.1mm的厚度。杯部71及内翅片72在预先使用丙酮来进行脱脂处理后供于组装。

〈实验方法〉

在将上述被处理材料103组装为预定形状后，使用工具来将这些部件固定。本例的工具是厚度3mm的不锈钢板73。如图6所示，在一对不锈钢板73之间夹入被处理材料103，并将这些部件用不锈钢线(未图示)捆紧，从而将被处理材料103固定。

对于试验体E27～E32、C25、C26及C28，将固定于不锈钢板73的被处理材料103收纳于遮蔽箱8(参照图7)。遮蔽箱8如表3所示那样由不锈钢(SUS304)、铝合金(A5052)或各向同性石墨构成，且具备四个直径3mm的通气孔81。

对于试验体E30～E32，还在遮蔽箱8的内部收纳了牺牲氧化材料82。如表3所示，在试验体E30的钎焊中，在遮蔽箱8的内部设置了0.5g由纯Mg构成的切削屑状的牺牲氧化材料82。在试验体E31的钎焊中，在遮蔽箱8的内部设置了0.5g由Al－35％Mg合金构成的切削屑状的牺牲氧化材料82。在试验体E32的钎焊中，在遮蔽箱8的内部设置了两个由JISA5052铝合金板构成的牺牲氧化材料82。该铝合金板的尺寸是长度40mm、宽度10mm及厚度1mm，每一个的质量为1g。

然后，使用实验例1的钎焊炉1来进行预备加热及钎焊。钎焊的步骤除了将预备加热室2内的压力等改变为表3所示的条件以外与实验例1相同。将钎焊后的各试验体的中央切断，通过目视来评价凸缘部711外侧(参照图6的标记712)的焊脚的形成状态、内侧(参照图6的标记713)的焊脚的形成状态及杯部71和内翅片72之间的焊脚的形成状态。将其结果在表3中表示。

再有，表3的评价结果栏记载的记号的意义如下。

A⁺：极好

A：虽然在一部分存在焊脚形状不均匀的部分，但是良好

B：存在没有形成焊脚的部分

C：存在很多没有形成焊脚的部分

D：完全没有形成焊脚

如从表3所知那样，进行了减压气氛下的预备加热、惰性气体的供给所形成的复压和惰性气体气氛下的钎焊的试验体E21～E32皆为接合状态良好。特别地，在将被处理材料103收纳于遮蔽箱8内的状态下进行预备加热及钎焊的试验体E27～E32与不使用遮蔽箱8地进行钎焊的试验体E21～E26相比，凸缘部711的外侧的焊脚的形成状态较好。再有，试验体E21～E26与试验体E27～E32相比，凸缘部711的外侧的焊脚的形成状态稍差，但却是没有实用上问题的接合状态。

此外，在遮蔽箱8中收纳了牺牲氧化材料82的状态下进行了钎焊的试验体E30～E32与不使用牺牲氧化材料82地进行钎焊的试验体E27～E29相比，在凸缘部711的外侧形成的焊脚较大。因此，能通过牺牲氧化材料82的作用来降低遮蔽箱8内的氧浓度，作为结果，凸缘部711的外侧的焊剂的浸润性提高是可以理解的。

使预备加热室2的压力为180Pa的试验体C21及使预备加热室2的设定温度为140℃的试验体C22在凸缘部711的外侧产生焊脚破损。此外，对于微芯内部的焊脚、即在凸缘部711的内侧形成的焊脚及在杯部71和内翅片72之间形成的焊脚，与试验体E21等相比形成状态变差。再有，预备加热室2的温度为140℃时的被处理材料103的温度推定为到达135～140℃左右。

使预备加热室2的压力及温度两者为差条件的试验体C23及不进行预备加热的试验体C24与试验体C22相比，在微芯内外两者焊脚的形成状态皆变得更差。

由于试验体C25及C26使用遮蔽箱8，因此与仅进行预备加热室2的减压的试验体C24相比改善了焊脚的形成状态。然而，由于在凸缘部711的外侧产生焊脚破损而成为接合不良，因此没达到没有实用上问题的水准。

此外，对于没有进行预备加热及减压这两者的试验体C27及C28，在微芯的内外两者焊脚破损皆多发，成为接合不良。特别地，试验体C28中，由于在遮蔽箱8内为空气氛围的状态下进行钎焊，因此接合状态反而恶化，几乎没有形成焊脚。

Claims (13)

1.一种钎焊炉，用于由铝材构成的被处理材料的钎焊，该钎焊炉的特征在于，

具有预备加热室和钎焊室，

所述预备加热室具有：真空泵，其用于在收纳了所述被处理材料的状态下使室内减压；预备加热装置，其在减压气氛下将所述被处理材料预备加热；和复压气体导入装置，其在预备加热后导入用于使室内复压的惰性气体，

所述钎焊室具有向室内导入惰性气体的气体置换装置和将所述被处理材料加热到钎焊温度的正式加热装置。

2.根据权利要求1所述的钎焊炉，其特征在于，

所述预备加热室构成为能使室内的压力为100Pa以下。

3.根据权利要求1或2所述的钎焊炉，其特征在于，

所述预备加热装置构成为能使所述被处理材料的温度超过200℃。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的钎焊炉，其特征在于，

所述正式加热装置具有能单独调整温度的多个副单元，该多个副单元沿所述被处理材料的输送方向配置。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的钎焊炉，其特征在于，

所述钎焊炉具有与所述钎焊室连通的冷却室，该冷却室具有向室内导入惰性气体的冷却气体导入装置。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的钎焊炉，其特征在于，

所述钎焊炉具有将所述被处理材料从入口输送到出口的输送装置。

7.一种铝材的钎焊方法，其特征在于，

将由铝材构成的被处理材料在100Pa以下的减压气氛下预备加热，

其次，通过供给惰性气体而使所述被处理材料的周围为惰性气体气氛，

然后，在维持所述惰性气体气氛的状态下将所述被处理材料加热来进行钎焊。

8.根据权利要求7所述的铝材的钎焊方法，其特征在于，

所述预备加热通过将所述被处理材料加热到超过200℃且400℃以下的温度来进行。

9.根据权利要求7或8所述的铝材的钎焊方法，其特征在于，

所述被处理材料在进行钎焊的部分预先涂敷了氟化物系助焊剂。

10.根据权利要求7或8所述的铝材的钎焊方法，其特征在于，

所述被处理材料在进行钎焊的部分没有预先涂敷氟化物系助焊剂。

11.根据权利要求10所述的铝材的钎焊方法，其特征在于，

所述预备加热及所述钎焊在由金属或石墨构成且具有通气孔的遮蔽箱中收纳了所述被处理材料的状态下进行。

12.根据权利要求11所述的铝材的钎焊方法，其特征在于，

所述遮蔽箱还收纳了消耗箱内的氧气的牺牲氧化材料。

13.根据权利要求7～12中任一项所述的铝材的钎焊方法，其特征在于，

使用权利要求1～6中任一项所述的钎焊炉来进行钎焊。