CN107614178A - 铝结构体的制造方法 - Google Patents

Abstract

提供一种在具有中空结构体和筒状部件的铝结构体中，能够在中空结构体的外表面容易地形成健全的角焊缝的制造方法。准备复合板，该复合板具有包含芯材层和钎料层的2层或3层以上的多层结构，且在多层结构的至少1层中含有破坏氧化膜的元素，其中，芯材层由铝材形成，钎料层被配置在芯材层的单面侧。准备由铝材形成的筒状部件(3)。由复合板制造外表面侧由钎料层形成且具有使筒状部件(3)插入的贯穿孔(211)的中空结构体(20)。将筒状部件(3)插入贯穿孔(211)而组装成筒状部件(3)的端部被配置于中空结构体(20)的内部的铝结构体(1)。在不活泼气体气氛中对铝结构体(1)进行加热，利用复合板的钎料层进行中空结构体(20)与筒状部件(3)的钎焊。

Description

铝结构体的制造方法

技术领域

本发明涉及一种铝结构体的制造方法，该铝结构体具有中空结构体和插入该中空结构体的管状部件。

背景技术

铝材具有导热系数高、分量轻等种种优点。因此，近年来，为了将组装到空调或汽车等的并流式热交换器形成为铝制的研究在活跃地进行(例如，专利文献1)。

被例示为并流式热交换器的具备含有贯穿孔的中空结构体以及插入到上述贯穿孔的管状部件的铝结构体，通常通过将中空结构体与管状部件钎焊而制造。作为铝结构体的钎焊方法，经常使用如下的所谓的助焊剂钎焊法，即，使用由Al-Si(铝-硅)系合金构成的钎料，在钎料上涂布氟化物系的助焊剂后，在氮气氛下对被处理物进行加热从而对其进行钎焊。钎料被设在中空结构体的内表面以及外表面，根据情况有时也被设在管状部件的外表面。

然而，在助焊剂钎焊法中，当助焊剂的涂布量不足时，待钎焊的铝材的表面所存在的氧化膜的破坏可能变得不充分。结果，引起钎焊性的降低，根据情况可能会发生钎焊不良。

另外，例如在热交换器中，存在有对铝结构体的外表面实施表面处理的工序，该工序中使用酸等洗去助焊剂残渣的作业的成本负担被视为问题。进一步地，近年来，特别是在汽车用的热交换器中，热交换器的进一步的小型化、轻量化受到强烈期待，热交换器内部的制冷剂流路随之变得细微化。为此，产生了在进行钎焊后，制冷剂流路被助焊剂残渣堵塞的问题。

而且，助焊剂钎焊法中使用的氟化物系助焊剂具有因与铝材中所含有的Mg(镁)反应而被消耗，引起钎焊性的恶化的问题。为此，助焊剂钎焊法难以对含Mg的高强度材料进行钎焊。而且，由于不能使用高强度材料，铝材的薄型化乃至铝结构体的轻量化都存在极限。

因此，提出了所谓的无助焊剂钎焊法，即，向钎料中添加具有破坏氧化膜的功能的Mg等，不使用助焊剂而在不活泼气体气氛下进行钎焊。例如在专利文献2中，提出了如下方法，即，使用Al-Si-Mg系合金钎料，在非氧化性气体气氛下以无助焊剂的方式进行钎焊。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-67994号公报

专利文献2：日本特开平11-285817号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，无助焊剂钎焊法存在如下问题，即，与助焊剂钎焊法相比，根据被处理物的形状或结构以及形成钎焊接合的位置的不同，钎焊接合的质量容易恶化。例如，在利用无助焊剂钎焊法进行中空结构体和管状部件的钎焊的情况下，存在由加热产生的钎料被引入到中空结构体的内部从而难以在中空结构体的外表面形成角焊缝(fillet)的问题。由于在中空结构体的外表面的角焊缝断裂的产生，有可能成为外观上的问题，因此不为优选。

为了改善无助焊剂钎焊法的钎焊性，也考虑到如下方法，即，提高不活泼气体的浓度以使氧浓度或露点降低，或者使用高纯度的氩气以作为不活泼气体等方法。然而，这些方法除了使角焊缝形成于中空结构体的外表面的效果不充分以外，还具有生产率或成本方面的问题，从而难以应用于量产设备。

另外，在中空结构体与管状部件的接合中，需要使插入管状部件的贯穿孔的尺寸比管状部件略大。因此，在管状部件的外表面与中空结构体之间形成一定程度的间隙。虽然也对通过严格控制该间隙来改善钎焊性的方法进行研究，但与上述一样，由于钎焊性的改善效果、生产率以及成本方面的问题，难以在工业规模上应用上述方法。

钎料被引入到中空结构体的内部的现象被认为是例如由以下机理引起的。在无助焊剂钎焊法中，通过用添加到钎料或芯材中的Mg等元素破坏存在于钎料以及对象材料的表面的氧化膜来进行钎焊。加热开始后到钎料开始熔融为止的期间，Mg等在固体钎料中扩散并移动到表面。因此，到钎料开始熔融为止的期间，对钎料的氧化膜的破坏缓慢进行，对象材料的氧化膜几乎没有被破坏。

钎料刚开始熔融后，钎料以及对象材料中的任意一方的氧化膜均没有被充分破坏。因此，角焊缝的形成缓慢进行。

此时，在中空结构体的内部，由于中空结构体的内表面等被氧化，从而气氛中的氧减少。而且，气氛难以从外部空间流入中空结构体的内部。结果，与外部空间相比，中空结构体内部的气氛的氧浓度变低。因此，与存在于中空结构体的外部的氧化膜相比，存在于中空结构体的内部的氧化膜更快地被破坏。结果，存在于中空结构体内部的钎料变得能够比存在于外部的钎料更早流动，在中空结构体的内部，即，例如在筒状部件与中空结构体的被接合部的内表面优先形成角焊缝。

钎料的熔融进一步进行，当中空结构体的外表面的钎料变得能够流动时，将成为中空结构体的内部与外部通过钎料相连的状态。因此，外表面的钎料被引入到中空结构体的内部，在中空结构体的外表面难以形成角焊缝。

基于无助焊剂钎焊法的铝结构体的钎焊除了如上所述难以稳定地形成良好的钎焊接合以外，可使用的材料或钎焊设备的限制也大。因此，利用无助焊剂钎焊法的铝结构体的钎焊在工业规模上长期持续的例子迄今为止都不存在。但是，无助焊剂钎焊法能够避免因助焊剂所致的堵塞或助焊剂残渣的不利影响，能够避免因助焊剂的涂布不均匀所致的钎焊不良的产生，能够应用高强度材料，并且，能够使铝材薄型化等，能够解决助焊剂钎焊法难以实现的问题。因此，无助焊剂钎焊法的实用化受到强烈期待。

本发明是鉴于上述背景而做出的，目的在于提供一种在具有中空结构体和筒状部件的铝结构体中，能够在中空结构体的外表面容易地形成健全的角焊缝的制造方法。

用于解决课题的技术方案

本发明的一个方式在于一种铝结构体的制造方法，其特征在于，包括如下步骤，即：准备复合板，该复合板具有包含芯材层和钎料层的2层或3层以上的多层结构，并且在该多层结构的至少1层中含有破坏氧化膜的元素，其中，所述芯材层由铝材形成，所述钎料层配置于该芯材层的单面侧并由Al-Si系合金形成；准备筒状部件，该筒状部件由铝材形成；由所述复合板制造中空结构体，该中空结构体的外表面侧由所述钎料层形成且具有使所述筒状部件插入的贯穿孔；将所述筒状部件插入所述贯穿孔而组装成铝结构体，在该铝结构体中，所述筒状部件的端部被配置到所述中空结构体的内部；在不活泼气体气氛中对该铝结构体进行加热，进行利用所述复合板的所述钎料层将所述中空结构体与所述筒状部件接合的钎焊处理。

发明效果

在上述铝结构体的制造方法中，上述中空结构体被制造为将上述钎料层配置在外表面侧。而且，上述筒状部件由铝材构成，在其外表面不存在钎料。因此，当上述铝结构体的上述钎焊处理开始时，在上述中空结构体的外表面，上述钎料层熔融而产生钎料。

在上述外表面所产生的钎料随温度的上升其量增加，最后变得可流动。结果，钎料被优先提供给上述筒状部件与上述中空结构体外表面的被接合部，角焊缝开始形成。

此时，由于在上述筒状部件与上述中空结构体之间存在间隙，因此上述钎料的一部分也可通过上述贯穿孔被提供到上述中空结构体的内部。但是，由于在上述中空结构体的内部不存在钎料层，因此不会发生如以往的无助焊剂钎焊法那样的因Mg等所致的氧化膜的破坏。因此，上述中空结构体的外表面的钎料朝向内部一边破坏氧化膜一边相对缓慢地濡湿扩散。因此，能够容易地避免外表面的角焊缝的钎料的过分减少。

上述的结果为，上述制造方法能够在上述中空结构体的外表面与上述筒状部件的被接合部容易地形成健全的角焊缝。

而且，如上所述，上述制造方法通过将进行钎焊处理前的上述铝结构体设为上述特定的构成，从而在上述中空结构体的外表面能够形成健全的角焊缝。因此，与对钎焊时的气氛进行管理或对筒状部件与中空结构体的间隙进行管理的方法相比，成本负担更小，而且在外表面形成健全的角焊缝的效果好。

只要是具有中空结构体和筒状部件的铝结构体，不论是什么用途都能应用上述制造方法，能够特别合适地应用于配备在空调或汽车等中的并流式热交换器。

附图说明

图1是表示实施例中的模拟并流式热交换器的测试体的主要部分的立体图。

图2是实施例中的测试体的主要部分的剖视图。

图3是表示图2的III-III线箭头方向剖视图中的管状部件与中空结构体的被接合部的放大图。

图4是表示图2中的头部与箱部的被接合部的放大图。

具体实施方式

在上述铝结构体的制造方法中，构成上述芯材层以及上述筒状部件的“铝材”既可以是纯铝，也可以是铝合金。

另外，上述筒状部件例如既可以是挤压管或挤压多孔管等挤压型材，也可以是将铝板成形为筒状而得到的成形板材。虽然上述成形板材也可以由将芯材与钎料层叠得到的单面钎焊板制造，但在使用单面钎焊板的情况下，钎料必须配置在内表面。不在筒状部件的外表面设置钎料的理由如下。

在筒状部件的外表面存在钎料的情况下，当该钎料熔融时，中空结构体的内部与外部将成为通过钎料连接的状态。因此，存在于中空结构体的外表面的钎料被引入到内部，结果，可能引起中空结构体的外表面的角焊缝断裂。

此外，当上述铝结构体为并流式热交换器时，在相邻的筒状部件之间配置外部散热片(outer fin)。较之于筒状部件与中空结构体的被接合部，外部散热片与筒状部件的被接合部的间隙通常更小。因此，在此情况下，在筒状部件的外表面所产生的钎料被优先提供给外部散热片与筒状部件的被接合部。结果，提供给中空结构体与筒状部件的被接合部的钎料不足，可能变得更容易发生角焊缝断裂。

为了避免这样的问题，需要在上述筒状部件的外表面配置不具有作为钎料的功能的铝材。

构成上述中空结构体的复合板具有包含上述芯材层和上述钎料层的多层结构。即，上述复合板既可以是在芯材层的单面配置有钎料层的2层复合板，也可以是在芯材层与钎料层之间配置有具有与二者不同的化学成分的中间材料层的3层以上的多层复合板。

另外，上述复合板在上述多层结构的至少1层中含有破坏氧化膜的元素。由此，能够实现无助焊剂钎焊。作为破坏氧化膜的元素，例如有Mg(镁)、Li(锂)、Be(铍)、Ba(钡)以及Ca(钙)等。不需要使多层结构所包含的所有层都含有这些元素。例如，当芯材层中含有Mg等时，钎料层或中间材料层等中可以不含Mg等。

上述芯材层也可以由如下的铝合金构成，该铝合金含有Mg：0.2～1.3％(质量％，下同)，其余部分由具有Al以及不可避免的杂质的化学成分构成。芯材层中所含的Mg在钎焊处理过程中溶出到钎料中。由此，能够利用从芯材层溶出的Mg来破坏存在于中空结构体或筒状部件等的表面的氧化膜。结果，能够更容易地形成健全的角焊缝。

在Mg的含量不足0.2％的情况下，破坏氧化膜的效果可能会变得不充分。另一方面，在Mg的含量超过1.3％的情况下，在进行钎焊处理时可能会发生钎料向芯材层渗透的被称为“侵蚀”的现象，从而降低钎焊性。而且，在此情况下，因为溶出到钎料的Mg的量增多，从而钎料的表面张力降低，可能引起形成角焊缝的能力的降低。

上述钎料层也可以由如下的铝合金构成，该铝合金必须含有Si：6～13％，还含有选自Mg：0.2～1.2％、Li：0.004～0.1％、Be：0.004～0.1％以及Ca：0.005～0.03％中的1种或者2种以上，其余部分由Al以及不可避免的杂质构成。通过将Si的含量设定为上述特定范围，能够向存在于中空结构体的外表面的被接合部提供足够量的钎料，从而提升钎焊性。

另外，通过将Mg、Li、Be以及Ca的含量设为上述特定范围，能使这些元素在钎焊处理过程中溶出到钎料中，破坏存在于被接合部的氧化膜。结果，能够容易地形成健全的角焊缝。

在钎料层中的Si的含量不足6％的情况下，可能发生在钎焊处理过程中产生的钎料的量不足，或者钎料的流动性降低等问题。结果，可能引起钎焊性的降低。另一方面，在Si的含量超过13％的情况下，钎料可能会过度流动。而且，在此情况下，在钎料层的压延时容易发生裂化。

在Mg、Li、Be以及Ca的含量不足上述特定范围的情况下，破坏氧化膜的效果可能变得不充分。另一方面，在这些元素的含量超过上述特定范围的情况下，在上述钎料层形成来源于Mg等的牢固的氧化膜，可能引起钎焊性的下降。

构成上述钎料层的铝合金还可以含有Bi(铋)：0.004～0.2％。Bi通过存在于钎料中而使表面张力变低，作为结果，能够使钎焊性提升。在Bi的含量不足0.004％的情况下，使表面张力降低的效果变得不充分。另外，在Bi的含量超过0.2％的情况下，在钎料的压延时容易发生裂化。进一步地，在此情况下，如果钎料的表面张力过低，反而可能使形成角焊缝的能力降低。

在上述芯材层与上述钎料层之间配置有中间材料层的情况下，中间材料层可以由如下的铝合金构成，该铝合金含有选自Li：0.05％以上、Be：0.05％以上、Ba：0.05％以上以及Ca：0.05％以上中的1种或2种以上，其余部分具有由Al以及不可避免的杂质构成的化学成分。中间材料层中所含有的上述元素在钎焊处理过程中溶出到钎料中，能够破坏氧化膜。结果，能够容易地形成健全的角焊缝。

在中间材料层中仅含有上述4种元素中的任意1种的情况下，通过将该元素的含量设为0.05％以上，能够充分获得破坏氧化膜的效果。另外，在中间材料层中含有上述4种元素中的2种以上的情况下，通过将至少1种元素的含量设为0.05％以上，能够充分获得破坏氧化膜的效果。

上述4种元素的含量的上限根据钎料层与中间材料层的厚度的比率而变化。具体而言，在假设上述4种元素全部溶出到钎料中的情况下，优选为钎料中上述元素的合计量优选在0.15％以下，进一步优选在0.1％以下。例如，在中间材料层具有钎料层的1/5的厚度、中间材料层中含有Li以及Be的情况下，优选为将中间材料层中的Li和Be的合计量设在0.75％以下，进一步优选为设在0.5％以下。

在钎料中的上述元素的合计量超过0.15％的情况下，钎焊处理过程中会形成该元素的氧化物，可能引起钎焊性的降低。而且，在中间材料层中的上述元素的合计量超过1.5％的情况下，在中间材料的铸造或压延时容易产生裂化。

构成上述中间材料层的铝合金还可以含有Si：4～13％。在此情况下，由于在钎焊处理过程中钎料层和中间材料层同时开始熔融，因此中间材料层中的Li等迅速地溶出到钎料中。结果，能够更早开始破坏氧化膜，特别是在升温速度快的情况下能够进一步提升钎焊性。

在中间材料层中的Si的含量不足4％的情况下，由于中间材料层的熔融的开始被延迟，因此上述的效果可能变得不充分。另一方面，在Si的含量超过13％的情况下，芯材的溶解量变得过多，可能引起钎焊性的降低。而且，在此情况下，在中间材料的压延时容易产生裂化。

构成上述中间材料层的铝合金还可以含有Zn：0.2～6％以及Cu：0.1～3％中的至少一种。在此情况下，由于中间材料层的固相线温度降低，因此，在钎料层即将熔融前，能够使Li等向钎料层的扩散速度增加。结果，能够进一步提升破坏氧化膜的效果。

在Zn以及Cu的含量均不足上述范围的情况下，由于中间材料层的固相线温度不会充分降低，因此上述效果可能变得不充分。另一方面，在Zn或Cu中的至少一方的含量超过上述范围的情况下，在中间材料的压延时容易产生裂化。

构成上述中间材料层的铝合金还可以含有Mg：0.2～6％。Mg与上述Li等同样地具有破坏氧化膜的功能。因此，通过使上述中间材料层中含有上述特定范围的Mg，除了由Li等实现的破坏氧化膜的效果以外，还能够获得由Mg实现的破坏氧化膜的效果，从而能够进一步促进氧化膜的破坏。

在中间材料层中的Mg的含量不足0.2％的情况下，由Mg实现的上述效果可能变得不充分。另一方面，在Mg的含量超过6％的情况下，在中间材料的压延时容易产生裂化。

上述复合板的中间材料层也可以由必须含Mg的铝合金替代上述必须含Li等的铝合金来构成。即，上述中间材料层可以由如下的铝合金构成，该铝合金含有Mg：0.2～6％，其余部分具有由Al以及不可避免的杂质构成的化学成分。在此情况下，由于氧化膜被溶出到钎料中的Mg破坏，因此也能够更加容易地形成健全的角焊缝。在中间材料层中的Mg的含量不足0.2％的情况下，由Mg实现的上述效果可能变得不充分。另一方面，在Mg的含量超过6％的情况下，在中间材料的压延时容易产生裂化。

构成上述中间材料层的铝合金还可以含有Si：4～13％。Si的作用效果以及对其含量进行限定的理由与上述含Li等的中间材料层的情况是一样的。

此外，在构成钎料层的铝合金中必须含有Li等的情况与必须含有Mg的情况中的任意一种情况下，构成上述中间材料层的铝合金均还可以含有Bi：0.02～1.2％。中间材料层中的Bi溶出到钎料中，能够降低钎料的表面张力从而提升钎焊性。在Bi的含量不足0.02％的情况下，降低表面张力的效果变得不充分。而且，在Bi的含量超过1.2％的情况下，在中间材料的压延时容易产生裂化。进一步地，在此情况下，钎料的表面张力过分降低，反而可能使形成角焊缝的能力降低。

在上述制造方法中，准备好具有上述构成的复合板以及筒状部件后，由复合板制造上述中空结构体。其后，将筒状部件插入中空结构体的贯穿孔以构成铝结构体，并进行利用无助焊剂钎焊法将上述中空结构体与上述筒状部件接合的钎焊处理。

在此，优选为在进行上述钎焊处理前利用酸或碱对上述中空结构体进行蚀刻。由此，将在形成为中空结构体为止的期间于表面上所形成的氧化膜去除。虽然从进行了蚀刻后到进行钎焊处理为止的期间自然形成氧化膜，但该氧化膜比利用蚀刻所去除的氧化膜脆弱。因此，能够在钎焊处理过程中容易地破坏，结果，能够进一步提升钎焊性。

作为钎焊处理时的气氛，可使用氮、氩以及氮和氩的混合气体等工业上可利用的不活泼气体。从提升钎焊性的观点出发，优选为不活泼气体的氧浓度低。具体而言，例如可优选使用氧浓度为50ppm以下的不活泼气体。

钎焊处理时的加热温度优选为585～620℃，进一步优选为590～610℃。在加热温度不到585℃的情况下，钎料的流动性不充分，可能引起钎焊性的降低。另一方面，在加热温度超过620℃的情况下，上述芯材层可能发生侵蚀。而且，从抑制升温过程中铝结构体的不必要的氧化的观点出发，钎焊处理时的升温速度优选采用尽可能快的速度。

实施例

(实施例)

关于上述铝结构体的制造方法的实施例，用图进行说明。本实施例的铝结构体1具有模拟并流式热交换器的结构，如图1及图2所示，铝结构体1具有中空结构体2、插入到中空结构体2的多个筒状部件3以及配置在相邻的筒状部件3之间的外部散热片4。中空结构体2、筒状部件3以及外部散热片4通过无助焊剂钎焊法相互接合。

如图1及图2所示，中空结构体2呈筒状，具有头部21和箱部22，其中，头部21具备使筒状部件3插入的贯穿孔211，箱部22与头部21相对配置。头部21以及箱部22由具有包含芯材层和钎料层的多层结构的复合板制造，其中，芯材层由铝材形成，钎料层由Al-Si系合金形成并配置于芯材层的单面侧。并且，头部21以及箱部22被制造为，使复合板的钎料层配置在中空结构体2的外表面。在复合板的多层结构的至少1层中含有破坏氧化膜的元素。

筒状部件3由铝材构成。此外，在图1中示出了将铝材挤压成型而形成的挤压多孔管的例子，但也可以使用将板材加工为筒状而形成的成形板材以代替挤压多孔管。在使用成形板材的情况下，需要在其外表面配置不作为钎料发挥功能的铝材。

如图1所示，在本实施例中，相邻的筒状部件3之间配置有由铝材形成的外部散热片4。外部散热片4由在芯材的两面配置有钎料的双面钎焊板构成。本实施例的外部散热片4为将双面钎焊板成形为波纹型的波纹状散热片。

如上所述那样由所准备的头部21以及箱部22组装成中空结构体2之后，将筒状部件3插入中空结构体2的贯穿孔211。然后，在相邻的筒状部件3之间配置外部散热片4，构成图1所示的铝结构体1。

其后，在不活泼气体气氛中对铝结构体1进行加热，进行利用复合板的钎料层将头部21、箱部22以及筒状部件3同时接合的钎焊处理。

如上所述，头部21以及箱部22的钎料层被配置在中空结构体2的外表面。而且，在筒状部件3的外表面没有配置钎料。因此，钎焊处理完成后，如图3所示，在筒状部件3与头部21的被接合部24的外表面，形成来源于复合板的钎料层的角焊缝F1。而且，如图4所示，在头部21与箱部22的被接合部25的外表面，也形成来源于复合板的钎料层的角焊缝F2。此外，为了方便起见，省略了图1以及图2中的关于角焊缝F1以及角焊缝F2的记载。

此外，虽然在图中未示出，但在本实施例中，通过上述的钎焊处理，外部散热片4被接合到筒状部件3。基于上述作业，能够得到使各构成配件通过钎焊接合的铝结构体1。

此外，虽然本实施例的铝结构体1的在中空结构体2的长度方向上的两端开口，但在实际的并流式热交换器中，中空结构体2的两端通常被另外准备的盖部(图中省略)封闭。盖部的材质没有特别限定，例如可以使用单面钎焊板或双面钎焊板。

在盖部使用钎焊板的情况下，即可以将钎料朝向外表面配置，也可以将钎料朝向内表面配置。如上所述，由于头部21以及箱部22的内表面不存在钎料层，因此，在进行钎焊处理时，不会发生盖部的钎料同筒状部件3与头部21的被接合部24通过内表面连接，或者盖部的钎料同头部21与箱部22的被接合部25通过内表面连接的情况。因此，即使在盖部的内表面配置钎料，也不会对角焊缝F1或角焊缝F2的形成带来不利影响。

(实验例)

本实验例是将上述实施例中的复合板或筒状部件3的材料进行各种变更并评价钎焊性的例子。以下，详细说明本实验例中使用的测试体的制造方法和评价方法。

＜构成配件的准备＞

·头部21以及箱部22

如表1～表7所示，准备好对多层结构的层构成进行各种变更的复合板后，对复合板施以冲压加工而制造出图1以及图2所示的头部21以及箱部22。材料A1～A15(参考表1)具有由芯材层和层叠于芯材层的单面的钎料层构成的双层结构。材料B1～B50(参考表2～表6)具有依次层叠有芯材层、中间材料层、钎料层的3层结构。材料C1～C2、D1～D6以及E1(参考表7)具有在芯材层的两面设置有钎料层的3层以上的多层结构。即，使用材料C1～C2、D1～D6以及E1构成的中空结构体2在外表面以及内表面两面具有钎料层。

复合板的板厚均是1.2mm。钎料层的包覆率、即钎料层的厚度相对于复合板的整体板厚的比率均被设为5％。而且，如表2～表7所示，中间材料层的包覆率被设为1％或者2.5％中的任意一个。

·筒状部件3

如表8～表10所示，作为筒状部件3，使用了挤压多孔管或者由单面钎焊板形成的成形板材中的任意一个。

挤压多孔管由如下的1000系合金制得，该1000系合金含有Cu(铜)：0.4％以及Mn(锰)：0.1％，其余部分具有由Al以及不可避免的杂质构成的化学成分。并且，挤压多孔管的壁厚被设为0.25mm。

成形板材由单面钎焊板制得，该单面钎焊板由芯材和层叠在芯材的单面的钎料形成，且具有0.25mm的板厚。成形板材呈筒状，在外表面配置有钎料。

单面钎焊板的芯材为如下的3000系合金，该3000系合金含有Si：0.15％、Cu：0.1％、Mn：1.2％以及Mg：0.3％，其余部分具有由Al以及不可避免的杂质构成的化学成分。而且，单面钎焊板的钎料为如下的Al-Si系合金，该Al-Si系合金含有Si：10％、Mg：0.1％以及Bi：0.05％，其余部分具有由Al以及不可避免的杂质构成的化学成分。钎料的包覆率被设为10％。

·外部散热片4

外部散热片4由双面钎焊板制得，该双面钎焊板由芯材以及层叠在芯材的两面的钎料构成，且具有0.1mm的板厚。

双面钎焊板的芯材为如下的铝合金，该铝合金含有Mn：1.2％、Mg：0.4％以及Zn：0.1％，其余部分具有由Al以及不可避免的杂质构成的化学成分。并且，双面钎焊板的钎料均为如下的Al-Si系合金，该Al-Si系合金含有Si：10％以及Bi：0.05％，其余部分具有由Al以及不可避免的杂质构成的化学成分。任意一个面的钎料的包覆率均被设为10％。

＜测试体的组装＞

将上述各构成配件浸渍到丙酮中以进行脱脂处理。接着，如表1～表7所示，关于部分由复合板形成的配件，利用酸或碱进行蚀刻而将其氧化膜去除。在利用酸进行蚀刻的情况下，在浓度2％的氢氟酸水溶液中将配件浸渍60秒，接着，将配件水洗后干燥。另外，在利用碱进行蚀刻的情况下，在浓度5％、温度50℃的氢氧化钠水溶液中将配件浸渍30秒，接着，将配件水洗后干燥。

然后，将各配件如表8～表10所示那样进行组合后利用夹具进行固定，组装出图1所示的铝结构体1(测试体1～78)。

＜钎焊处理＞

使用氮气炉进行钎焊处理，该氮气炉具有预热室和与预热室连接的钎焊室，且能够利用氮气对炉内进行置换。钎焊处理按照以下步骤进行。在各测试体的筒状部件3与头部21的被接合部24附近安装热电偶后，将测试体配置于预热室。当在预热室内使测试体的温度升温到450℃后，将测试体移动到钎焊室，并将测试体的温度升温到600℃。当测试体的温度达到600℃后，立即将测试体移动到预热室。然后，在预热室内冷却直至温度变为540℃后，将测试体取出到炉外。通过以上操作进行钎焊处理，完成测试体的钎焊。

将上述的钎焊处理中的预热室以及钎焊室内的气氛设为氧浓度为12～17ppm的氮气气氛。并且，使配置在预热室的测试体达到450℃的时间为20分钟左右。如表8～表10所示，将被移动到钎焊室的测试体达到600℃的升温时间设为12分钟或3分钟中的任意一个。

＜评价＞

对钎焊后的测试体进行目视观察并对角焊缝的形成状态进行评价。在本例中，对以下2处进行目视观察，即，在头部21与筒状部件3的被接合部24的外表面所形成的角焊缝F1(参考图3)，以及在头部21与箱部22的被接合部25的外表面所形成的角焊缝F2(参考图4)。将其结果示出在表8～表10中。

此外，在表8～表10中的“角焊缝的形成状态”栏中示出的记号分别为对应于以下状态的记号。在记号A～E中，D以及E的状态由于可能牵涉到泄露不良而判定为不合格。

A：均匀地形成了大尺寸的角焊缝

B：均匀地形成了尺寸比A小的角焊缝

C：虽然形成了尺寸比B小或者尺寸不均匀的角焊缝，但未产生角焊缝断裂

D：局部地产生了角焊缝断裂，角焊缝变得不连续

E：与D相比产生了更多的角焊缝断裂，或者未形成角焊缝

【表1】

【表2】

【表3】

【表4】

【表5】

【表6】

【表7】

【表8】

【表9】

【表10】

由表8以及表9可知，关于测试体1～测试体57，在进行钎焊处理之前的中空结构体2的内部没有配置钎料层。因此，测试体1～测试体57在头部21与筒状部件3的被接合部24以及头部21与箱部22的被接合部25中的任意一个被接合部处，均能够在外表面形成良好的角焊缝F1、F2。

而且，测试体1～测试体57中，由于复合板的芯材层、钎料层或中间材料层的化学成分在上述的特定范围内，因此能够容易地增大角焊缝的尺寸，并且能够形成均匀的角焊缝。

另一方面，表10所示的测试体58中，由于芯材层以及钎料层中的任意一个均使用了不含有Mg等破坏氧化膜的元素的复合板，因此在头部21与筒状部件3的被接合部24以及头部21与箱部22的被接合部25发生了角焊缝断裂。

测试体59、68以及69中，由于筒状部件使用了在外表面侧具有钎料的成形板材，因此是在中空结构体2的内部配置了钎料的状态下实施钎焊处理的，钎料被引入到中空结构体2的内部。结果，在头部21与筒状部件3的被接合部24发生了角焊缝断裂。

测试体60中，由于筒状部件使用了成形板材，因此在钎焊处理过程中钎料被引入到中空结构体2的内部。结果，在头部21与筒状部件3的被接合部24以及头部21与箱部22的被接合部25发生了角焊缝断裂。而且，测试体60中，由于芯材层中所含的Mg过多，因此在钎焊处理过程中发生了侵蚀。

测试体70～74以及测试体76～78中，由于使用了具有内侧钎料层的复合板，因此是在中空结构体2的内部配置了钎料层的状态下实施的钎焊处理的。因此，钎料被引入到中空结构体2的内部，在头部21与筒状部件3的被接合部24以及头部21与箱部22的被接合部25发生了角焊缝断裂。

测试体61中，由于钎焊处理过程中的升温时间短，因此钎焊进行得不充分，在头部21与筒状部件3的被接合部24以及头部21与箱部22的被接合部25发生了角焊缝断裂。此外，对具有相同构成的中空结构体2进行更充分的升温的测试体22(参考表8)中，未发生角焊缝断裂。

测试体62～67以及测试体75的中间材料层或者钎料层中所含的Si等元素过多。因此，在制造复合板的过程中发生了裂化，无法制作出头部21等。

Claims (12)

1.一种铝结构体的制造方法，其特征在于，包括如下步骤，即：

准备复合板，该复合板具有包含芯材层和钎料层的2层或3层以上的多层结构，并且在该多层结构的至少1层中含有破坏氧化膜的元素，其中，所述芯材层由铝材形成，所述钎料层配置于该芯材层的单面侧并由Al-Si系合金形成；

准备筒状部件，该筒状部件由铝材形成；

由所述复合板制造中空结构体，该中空结构体的外表面侧由所述钎料层形成且具有使所述筒状部件插入的贯穿孔；

将所述筒状部件插入所述贯穿孔而组装成铝结构体，在该铝结构体中，所述筒状部件的端部被配置到所述中空结构体的内部；

在不活泼气体气氛中对该铝结构体进行加热，进行利用所述复合板的所述钎料层将所述中空结构体与所述筒状部件接合的钎焊处理。

2.根据权利要求1所述的铝结构体的制造方法，其特征在于，

所述芯材层由如下的铝合金构成，该铝合金含有Mg：0.2～1.3质量％，其余部分具有由Al以及不可避免的杂质构成的化学成分。

3.根据权利要求1或2所述的铝结构体的制造方法，其特征在于，

所述复合板还具有配置在所述芯材层与所述钎料层之间的中间材料层，该中间材料层由如下的铝合金构成，该铝合金含有选自Li：0.05质量％以上、Be：0.05质量％以上、Ba：0.05质量％以上以及Ca：0.05质量％以上中的1种或2种以上，其余部分具有由Al以及不可避免的杂质构成的化学成分。

4.根据权利要求3所述的铝结构体的制造方法，其特征在于，

构成所述中间材料层的铝合金还含有Si：4～13质量％。

5.根据权利要求3或4所述的铝结构体的制造方法，其特征在于，

构成所述中间材料层的铝合金还含有Zn：0.2～6质量％以及Cu：0.1～3质量％之中的至少一种。

6.根据权利要求3～5中任一项所述的铝结构体的制造方法，其特征在于，

构成所述中间材料层的铝合金还含有Mg：0.2～6质量％。

7.根据权利要求1或2所述的铝结构体的制造方法，其特征在于，

所述复合板还具有配置在所述芯材层与所述钎料层之间的中间材料层，该中间材料层由如下的铝合金构成，该铝合金含有Mg：0.2～6质量％，其余部分具有由Al以及不可避免的杂质构成的化学成分。

8.根据权利要求7所述的铝结构体的制造方法，其特征在于，

构成所述中间材料层的铝合金还含有Si：4～13质量％。

9.根据权利要求3～8中任一项所述的铝结构体的制造方法，其特征在于，

构成所述中间材料层的铝合金还含有Bi：0.02～1.2质量％。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的铝结构体的制造方法，其特征在于，

所述钎料层由如下的铝合金构成，该铝合金必须含有Si：6～13质量％，还含有选自Mg：0.2～1.2质量％、Li：0.004～0.1质量％、Be：0.004～0.1质量％以及Ca：0.005～0.03质量％中的1种或2种以上，其余部分具有由Al以及不可避免的杂质构成的化学成分。

11.根据权利要求10所述的铝结构体的制造方法，其特征在于，

构成所述钎料层的铝合金还含有Bi：0.004～0.2质量％。

12.根据权利要求1～11中任一项所述的铝结构体的制造方法，其特征在于，

在进行所述钎焊处理前利用酸或碱对所述中空结构体进行蚀刻。