JP2004298877A

JP2004298877A - ろう付け接合品のフラックス除去方法

Info

Publication number: JP2004298877A
Application number: JP2003091471A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Goi; 浩伍井; Shintaro Tabata; 紳太郎田端; Tsutomu Matsuzaki; 勉松崎
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2003-03-28
Filing date: 2003-03-28
Publication date: 2004-10-28

Abstract

【課題】短時間でフラックスを除去できるろう付け接合品のフラックス除去方法を提供する。
【解決手段】ろう付けにより接合されたチューブ２とヘッダ座板４のフラックス塗布エリアにレーザ照射装置１０でレーザ光を照射してフラックスを除去する。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ろう付け接合品のフラックス除去方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば燃料電池自動車には燃料電池スタックを冷却するためにラジエータが搭載される。このラジエータの材料としては、ステンレス鋼材とアルミニューム材が主に使用される。ステンレス鋼材はアルミニューム材に較べて熱伝導率が低いため、大型化し、且つ、重量及び製造コストが増大する。これに対し、アルミニューム材は熱伝導率が高いため、小型・軽量化を図ることができる。
【０００３】
しかし、アルミニューム材を使用すると、冷却水により腐食したり、冷却水中に金属イオンが混入する。又、アルミニューム材の部材間のろう付けにフラックスを使用すると、このフラックス中の金属イオンが冷却水に混入する。従って、フラックス塗布エリアが冷却水の流路となる場合には、ろう付け工程の後にフラックス塗布エリアのフラックスを除去する工程を行い、その後に、冷却水の流路となる内面に樹脂コーテングを施す工程を行っている。
【０００４】
ところで、従来のフラックス除去方法は、ろう付け接合品を加熱された純水に浸漬したり、強アルカリ性のアルミニウム用脱脂剤等の薬品で洗浄したりするものであった（特許文献１）。又、ブラシなどの物理的方法で除去する方法もある。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１６７７８２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のろう付け接合品のフラックス除去方法は、フラックスを完全に除去するのに長時間（数時間〜百数十時間）を要するという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、短時間でフラックスを除去できるろう付け接合品のフラックス除去方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、ろう付けにより接合された複数の部材のフラックス塗布エリアにレーザ光を照射してフラックスを除去することを特徴とするろう付け接合品のフラックス除去方法である。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１記載のろう付け接合品のフラックス除去方法であって、ろう付けにより接合された複数の部材は、複数のチューブと、この各チューブの両端部がそれぞれ外面側に貫通された一対のヘッダ座板であり、各ヘッダ座板の外面にヘッダタンク部材をそれぞれ固定して内部が冷媒出入り用タンクにされることを特徴とするろう付け接合品のフラックス除去方法である。
【００１０】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、レーザ光を照射すると、その照射スポットが直ちに局部的に加熱されることによりフラックスが分解気化され、このようなレーザの照射をフラックス塗布エリアの全域について行えばフラックスが完全に除去される。従って、短時間でフラックスを除去できる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明の効果に加え、冷媒出入り用タンクの内面側のフラックスを除去できるため、フラックス中の金属イオンが冷媒中に混入される事態を防止できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１〜図５は本発明のフラックス除去方法を適用した燃料電池自動車のラジエータ１の製造方法の一実施形態を示し、図１はラジエータ１の製造方法の工程図、図２はろう付け接合品５の正面図、図３はレーザ光をろう付け接合品５に照射している状態の斜視図、図４はラジエータ１の組み付け完成状態の正面図、図５はレーザ光を照射したろう付け接合品５とレーザ光を照射しなかったろう付け接合品とを純水に浸漬し、一定時間経過後の純水の導電率の特性線図である。
【００１４】
図１に示すように、燃料電池自動車のラジエータ１（図４に示す）は、組み付け工程（ステップＳ１）、フラックス塗布工程（ステップＳ２）、ろう付け工程（ステップＳ３）、フラックス除去工程（ステップＳ４）、コーテング工程（ステップＳ５）、タンク組み付け工程（ステップＳ６）が順次行われることによって製造される。
【００１５】
図２に示すように、組み付け工程（ステップＳ１）では、アルミニューム材のチューブ２と同じくアルミニューム材のコルゲートフィン３とを交互に積層し、この積層されたチューブ２の両端部にアルミニューム材の一対のヘッダ座板４を組み付ける。各チューブ２の端部は各ヘッダ座板４の孔（特に符号を付さず）から外面に貫通された状態とされる。
【００１６】
フラックス塗布工程（ステップＳ２）では、上記組み付け体にフラックス水溶液を流しかけたり、シャワーする。そして、熱風でフラックス水溶液の水分を除去し、これでフラックスの塗布が完了する。
【００１７】
ろう付け工程（ステップＳ３）では、上記組み付け体を加熱処理して各チューブ２と各コルゲートフィン３と各ヘッダ座板３の互いの接触箇所をろう付けしてろう付け接合品５を作製する。
【００１８】
図３に示すように、フラックス除去工程（ステップＳ４）では、上記ろう付け接合品５のフラックス塗布エリアにレーザ照射装置１０によってレーザ光を照射する。レーザ照射装置１０は、レーザ光を発生させるレーザ発生器１０ａとこのレーザ発生器１０ａで発生させたレーザ光を照射するレーザ照射部１０ｂとから構成されている。レーザ光は、照射スポットに断続的に照射し、照射スポットの温度がアルミニューム材の融点（６５０℃）より低い温度（例えば６００〜６２０℃）にしか達しないように照射される。具体的には、米国ＧｅｎｅｒａｌＬａｓｅｒｔｒｏｎｉｃｓＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（ＧＬＣ）社製Ｎｄ：ＹＡＧレーザ照射装置Ｍｏｄｅｌ−Ａ１００を使用し、波長が１０６４ｎｍ、出力が１００Ｗ、繰り返し周波数が５〜１０ＫＨｚ、パルス幅が１５０〜２００ｎｓ、パルスエネルギーが１８〜３６ｍｊで１０ｃｍ^２当たり数秒から１０秒程度のレーザ光を照射する。又、ＧＬＣ社製Ｍｏｄｅｌ−Ａ２００を使用し、１７０Ｗの出力で照射する。このレーザ照射によってフラックスを分解気化して除去する。
【００１９】
フラックスの成分がＫＡｌＦ_４である場合には、分解式：α・ＫＡｌＦ_４→β・ＫＡｌＦ_３＋γ・ＫＦ（α、β、γは所定の整数）となり、ＫＦガスが発生して分解気化する。
【００２０】
コーテング工程（ステップＳ５）では、フラックス除去したろう付け接合品５に対し、少なくとも冷却水の流路になる内面に樹脂コーテング液を塗布して樹脂コーテング層を形成する。具体的には、チューブ２の内部流路の内面、チューブの端部の外面、ヘッダ座板４の外面などである。樹脂コーテング液は、フラックスが除去されたフラックス塗布エリアにも確実に塗布される。
【００２１】
図４に示すように、タンク組み付け工程（ステップＳ６）では、一対のヘッダ座板４の外面に例えば樹脂材のヘッダタンク部材６を組み付け固定する。尚、各ヘッダタンク部材６には入口パイプ７、出口パイプ８がそれぞれ固定されている。以上により、ラジエータ１の製造が完了する。
【００２２】
上記フラックス除去工程（ステップＳ４）においては、レーザ光を照射することでフラックスを除去した。つまり、レーザ光を照射すると、その照射スポットが直ちに局部的に加熱されることによりフラックスが分解気化される。このようなレーザの照射をフラックス塗布エリアの全域について行うことでフラックスを完全に除去できる。従って、短時間でフラックスを除去できる。
【００２３】
レーザ光によるフラックス除去の効果は、次のようにして検証した。つまり、図５に示すように、レーザ照射を行ったろう付け接合体５とレーザ照射を行わなかったろう付け接合体とを純水に浸漬し、所定時間経過後の純水の導電率を測定した。すると、レーザ光未照射のろう付け接合体を浸漬した純水の導電率は、浸漬時間の経過と共に上昇した。これに対し、レーザ光照射のろう付け接合体を浸漬した純水の導電率は、浸漬時間が経過しても上昇せずにほとんどゼロの値のままであった。これは、フラックス塗布エリアのフラックスが除去され、金属イオンが純水中に混入されないためであると考えられる。
【００２４】
尚、前記実施形態では、ろう付け接合体５がラジエータ１の構成品である場合を例に取って説明したが、本発明はラジエータ１の構成品以外でも適用できることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示し、ラジエータの製造方法の工程図である。
【図２】本発明の一実施形態を示し、ろう付け接合品の正面図である。
【図３】本発明の一実施形態を示し、レーザ光をろう付け接合品に照射している状態の斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態を示し、ラジエータの組み付け完成状態の正面図である。
【図５】本発明の一実施形態を示し、レーザ光を照射したろう付け接合品とレーザ光を照射しなかったろう付け接合品とを純水に浸漬し、一定時間経過後の純水の導電率の特性線図である。
【符号の説明】
１ラジエータ
２チューブ
４ヘッダ座板
５ろう付け接合体
６ヘッダタンク部材
１０レーザ照射装置

Claims

ろう付けにより接合された複数の部材のフラックス塗布エリアにレーザ光を照射してフラックスを除去することを特徴とするろう付け接合品（５）のフラックス除去方法。
請求項１記載のろう付け接合品（５）のフラックス除去方法であって、
ろう付けにより接合された複数の部材は、複数のチューブ（２）と、この各チューブ（２）の両端部がそれぞれ外面側に貫通された一対のヘッダ座板（４）であり、各ヘッダ座板（４）の外面にヘッダタンク部材（６）をそれぞれ固定して内部が冷媒出入り用タンクにされることを特徴とするろう付け接合品（５）のフラックス除去方法。