JP2005254320A - Manufacturing method of heat exchanger - Google Patents

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Yuji Yoshitomi
雄二 吉冨
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Marelli Corp
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Calsonic Kansei Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a heat exchanger which has an excellent strength and can improve production efficiency significantly. <P>SOLUTION: The manufacturing method of the heat exchanger 1 comprises in order: a preheating step to heat an assembly of a core part 4 and tank parts 5, 6 in advance after assembling the core part 4 and the tank parts 5, 6; a brazing step to braze these core part 4 and tank parts 5, 6; a slow cooling step to gradually remove the heat of the brazed core part 4 and tank parts 5, 6; and a cooling step to cool the core part 4 and tank parts 5, 6 to ambient temperature after the slow cooling step. An oxygen content in the slow cooling step is set to a higher content than the oxygen content in the steps prior to the slow cooling step. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、例えばエバポレータやコンデンサ等の熱交換器の製造方法に関し、特にアルミニウム製熱交換器におけるコア部とタンク部とのろう付け工法の改善を図る技術に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a heat exchanger such as an evaporator or a condenser, and more particularly to a technique for improving a brazing method between a core portion and a tank portion in an aluminum heat exchanger.

一般に、アルミニウム製の熱交換器には、エバポレータやコンデンサあるいはラジエ−タ等があるが、これらは、一般にろう付け工法により製造されている。この製造方法は、チューブやフィン等からなるコア部や、ヘッダプレートやタンクカバー部材等からなるタンク部などの熱交換器の各種部品を組み付けた後、炉内に入れて加熱することにより、これら各種部品間の接合部に予め設けられたろう材を介して一体的にろう付けするものである。   In general, an aluminum heat exchanger includes an evaporator, a condenser, a radiator, and the like, and these are generally manufactured by a brazing method. This manufacturing method is performed by assembling various parts of a heat exchanger such as a core part made of tubes, fins, etc., a tank part made of a header plate, a tank cover member, etc. It brazes integrally through the brazing material previously provided in the junction part between various components.

このようなアルミニウム製の熱交換器の各種部品は、主に純アルミニウムにMn等の元素を含有したアルミニウム合金が基礎となる材料(以下、これを芯材と称す)である。従って、部品相互を接合するには、接合部位の芯材の表面に、アルミニウムにSi等を含有した前記芯材より融点の低いAl−Si系合金のろう材をクラッドした材料を採用している。そして、これら部品を組付けるか、前記ろう材をクラッドする代わりに前記芯材の部品との接合部にろう材の箔を置いてこれら部品を組付けた後、ろう付け接合部にフラックスを塗布して所定の炉中でろう付けするか、フラックスを塗布せず真空炉中でろう付けしている。   Various parts of such an aluminum heat exchanger are materials (hereinafter referred to as a core material) based on an aluminum alloy mainly containing pure aluminum and an element such as Mn. Therefore, in order to join the parts to each other, a material obtained by clad a brazing material of an Al-Si alloy having a melting point lower than that of the core material containing Si or the like in aluminum is used on the surface of the core material at the joining portion. . Then, instead of assembling these parts or clad the brazing material, put the brazing material foil at the joint with the core part and assemble these parts, and then apply the flux to the brazed joint Then, brazing is performed in a predetermined furnace, or brazing is performed in a vacuum furnace without applying a flux.

具体的には、このようなろう付け作業は、組み付けたコア部とタンク部とを前もって加熱する予熱工程と、これらコア部とタンク部とをろう付けするろう付け工程と、ろう付けされたコア部とタンク部の熱を緩やかに取り除く徐冷工程と、徐冷工程を経たコア部とタンク部とを常温まで冷却する冷却工程とからなり、これら予熱工程、ろう付け工程、徐冷工程および冷却工程を順次行うことにより、コア部とタンク部とが接合されて熱交換器を形成するようになっている。   Specifically, such a brazing operation includes a preheating process in which the assembled core part and the tank part are heated in advance, a brazing process in which the core part and the tank part are brazed, and a brazed core. It consists of a gradual cooling process that gently removes heat from the tank part and the tank part, and a cooling process that cools the core part and tank part that have undergone the gradual cooling process to room temperature. These preheating process, brazing process, gradual cooling process and cooling By sequentially performing the steps, the core part and the tank part are joined to form a heat exchanger.

また、このとき、炉内雰囲気における酸素濃度は、タンク部のろう材の凝固が完了するまで、つまり加熱処理全域に亘って低いレベルに保たれており、タンク部のろう材の凝固が完了した後、冷却工程で増加する(すなわち、高いレベルに上げられる)ようにしている。   At this time, the oxygen concentration in the furnace atmosphere is kept at a low level until the solidification of the brazing material in the tank portion is completed, that is, throughout the entire heat treatment, and the solidification of the brazing material in the tank portion is completed. After that, it is increased (that is, raised to a high level) in the cooling process.

ところが、このような熱交換器では、タンク部の板厚がコア部の板厚に比較して厚くなることから、当該タンク部の熱容量が大きくなるため、温度変化とそれに伴う時間との関係を示す図5から見てわかるように、昇温時、コア部に対してタンク部が、予熱工程からろう付け工程に達するまで時間を要するとともに、冷却時、該タンク部が徐冷工程において固相温度に到達するまで時間を要してしまう(図中太線で示す)。   However, in such a heat exchanger, since the thickness of the tank portion is larger than the thickness of the core portion, the heat capacity of the tank portion increases. As can be seen from FIG. 5, when the temperature rises, it takes time for the tank portion to reach the brazing step from the preheating step with respect to the core portion. It takes time to reach the temperature (indicated by a bold line in the figure).

このため、場合によっては冷却時、徐冷工程においてタンク部からコア部へとろう材が流動し、コア部(詳細には、フィンとチューブとの接合部分や、チューブが断面B型の形状からなる、いわゆる、B型チューブである場合、このチューブの内側における合わせ部など)でエロージョンが発生するおそれがあった。   For this reason, in some cases, during cooling, the brazing material flows from the tank portion to the core portion in the slow cooling process, and the core portion (specifically, the joint portion between the fin and the tube or the tube has a B-shaped cross section). In the case of a so-called B-type tube, there is a risk that erosion may occur at the mating portion inside the tube).

ここで、エロージョンとは、ろう材中のSiが芯材に拡散し、この拡散量が多くなり過ぎると、前記芯材における本来の融点(この場合、640〔℃〕〜650〔℃〕)を低下させ、ろう付け温度(この場合、590〔℃〕程度)近傍で溶融するようにしてしまう現象である。そして、このエロージョンが生じることに起因して芯材が溶融すると、コア部(この場合、チューブ)に貫通孔を生じさせる可能性があった。   Here, erosion means that Si in the brazing material diffuses into the core material, and if the amount of diffusion is excessive, the original melting point of the core material (in this case, 640 [° C.] to 650 [° C.]). This is a phenomenon that lowers and melts in the vicinity of the brazing temperature (in this case, about 590 [° C.]). When the core material is melted due to the occurrence of erosion, there is a possibility that a through hole is generated in the core portion (in this case, a tube).

かかる問題を解決する手法の1つとして、図6に示すように、前記予熱工程において大熱容量部であるタンク部に高温の窒素ガスを噴き付け、当該タンク部を積極的に加熱することによって、小熱容量部であるコア部より先にタンク部を昇温させ(図中太線で示す)、予熱工程の時間短縮を図る技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2003−80366号公報(第3頁および第4頁、第1図および第3図)
As one of the techniques for solving such a problem, as shown in FIG. 6, by spraying a high-temperature nitrogen gas into the tank part which is a large heat capacity part in the preheating step and actively heating the tank part, A technique has been proposed in which the temperature of the tank part is increased before the core part, which is a small heat capacity part (indicated by a thick line in the figure), and the preheating process is shortened (for example, see Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 2003-80366 (pages 3 and 4; FIGS. 1 and 3)

しかしながら、かかる特許文献1に記載の熱交換器の製造方法では、予熱工程においてタンク部に高温の窒素ガスを噴き付け、予熱工程における加熱時間を短縮させることにより、生産効率を向上させることができるが、タンク部がコア部よりも早く昇温してしまうため、タンク部からコア部へのろう材の流動や、それに伴うエロージョン等の不具合の発生の危険性がある。さらに、徐冷工程においてコア部と比較してタンク部が固相温度に到達するまで時間を要してしまう(図6中太線で示す)ため、コア部へのろう材の流動や、それに伴うエロージョン等の不具合が発生する可能性のある未だ不十分な問題がある。   However, in the manufacturing method of the heat exchanger described in Patent Document 1, it is possible to improve the production efficiency by spraying high-temperature nitrogen gas to the tank portion in the preheating step and shortening the heating time in the preheating step. However, since the temperature of the tank part increases faster than that of the core part, there is a risk of occurrence of problems such as the flow of brazing material from the tank part to the core part and the erosion associated therewith. Furthermore, in the slow cooling process, it takes time until the tank part reaches the solid phase temperature as compared with the core part (indicated by a thick line in FIG. 6). There are still inadequate problems that can cause problems such as erosion.

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、耐久強度に優れ、かつ、生産効率を格段と向上させ得る熱交換器の製造方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a heat exchanger that is excellent in durability and can significantly improve production efficiency.

請求項1に記載の発明は、コア部とタンク部とを組み付けた後、当該組み付けたコア部およびタンク部を前もって加熱する予熱工程と、これらコア部とタンク部とをろう付けするろう付け工程と、当該ろう付けされたコア部とタンク部の熱を緩やかに取り除く徐冷工程と、この徐冷工程を経たコア部とタンク部とを常温まで冷却する冷却工程を順次行うことにより熱交換器を製造する製造方法において、上記徐冷工程では、当該徐冷工程以前の酸素濃度より高い酸素濃度に設定することを特徴とする。   The invention according to claim 1 is a preheating step in which the core portion and the tank portion are preheated after the core portion and the tank portion are assembled, and a brazing step in which the core portion and the tank portion are brazed. And a slow cooling process for gently removing the heat of the brazed core part and the tank part, and a cooling process for cooling the core part and the tank part that have undergone the slow cooling process to room temperature in order. In the manufacturing method for manufacturing the above, the annealing step is characterized in that the oxygen concentration is set higher than the oxygen concentration before the annealing step.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の熱交換器の製造方法であって、上記徐冷工程にて上記酸素濃度を高く設定するのは、上記コア部におけるろう材の凝固が完了した後であることを特徴とする。   Invention of Claim 2 is a manufacturing method of the heat exchanger of Claim 1, Comprising: Solidification of the brazing material in the said core part is what sets the said oxygen concentration high in the said slow cooling process. It is after being completed.

請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の熱交換器の製造方法であって、上記徐冷工程にて設定した酸素濃度は、1000〔ppm〕以上であることを特徴とする。   Invention of Claim 3 is a manufacturing method of the heat exchanger of Claim 1 or Claim 2, Comprising: The oxygen concentration set in the said slow cooling process is 1000 [ppm] or more. Features.

請求項1に記載の発明によれば、徐冷工程において、この徐冷工程以前の酸素濃度より高い酸素濃度に設定した状態で、ろう付けした熱交換器を徐冷処理することによって、コア部と比較して熱容量の大きいタンク部のろう材を酸化させ、このタンク部における濡れ性を低減させることができるため、タンク部からコア部へのろう材の流動を抑制することができ、当該ろう材の流動に起因したエロージョンの発生を未然に防止することができる。かくして、耐強度性および生産効率を格段と向上させることができる。   According to the first aspect of the present invention, in the slow cooling step, the brazing heat exchanger is gradually cooled in a state where the oxygen concentration is set higher than the oxygen concentration before the slow cooling step. Compared with the above, it can oxidize the brazing filler metal in the tank part with a larger heat capacity and reduce the wettability in this tank part, so that the brazing filler metal flow from the tank part to the core part can be suppressed. It is possible to prevent the occurrence of erosion due to the flow of the material. Thus, strength resistance and production efficiency can be significantly improved.

請求項2に記載の発明によれば、徐冷工程にてコア部におけるろう材の凝固が完了した後、酸素濃度を高く設定することにより、容易かつ確実にタンク部からコア部へのろう材の流動を防止することができる。   According to the second aspect of the present invention, the brazing material from the tank portion to the core portion can be easily and surely set by setting the oxygen concentration high after solidification of the brazing material in the core portion is completed in the slow cooling process. Can be prevented from flowing.

請求項3に記載の発明によれば、徐冷工程にて設定した酸素濃度が、1000〔ppm〕以上であることにより、コア部に比較して熱容量の大きいタンク部からのろう材の流動を、容易かつ確実に防止することができる。   According to the third aspect of the present invention, when the oxygen concentration set in the slow cooling step is 1000 ppm or more, the brazing material flows from the tank portion having a larger heat capacity than the core portion. Can be easily and reliably prevented.

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施の形態は、本発明の熱交換器を、自動車用ラジエータに適用した例である。   Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this Embodiment is an example which applied the heat exchanger of this invention to the radiator for motor vehicles.

「ラジエータの構成」
図1は本発明に係るラジエータの概略構成を示す外観図、図2はラジエータの要部(コア部)の説明に供する斜視図、図3はろう付け処理の際の温度変化とそれに伴う時間および酸素濃度の関係を示すグラフ、図4は図3のろう付け処理によって製造されたラジエータにおけるろう付け状態を示す概略構成図である。
"Configuration of Radiator"
FIG. 1 is an external view showing a schematic configuration of a radiator according to the present invention, FIG. 2 is a perspective view for explaining a main part (core part) of the radiator, FIG. 3 is a temperature change during the brazing process, a time associated therewith, FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a brazing state in the radiator manufactured by the brazing process of FIG. 3.

図1に示すように、本実施の形態の熱交換器であるラジエータ1は、積層された複数のチューブ2と、これら隣接するチューブ2、2間に配置された複数の波形フィン3からなるコア部4と、このコア部4における複数のチューブ2の上端部および下端部がそれぞれ接続されたタンク部としての上方ヘッダタンク部5および下方ヘッダタンク部6と、上方ヘッダタンク部5に接続された入口パイプ7および出口パイプ8とを備えている。   As shown in FIG. 1, a radiator 1 that is a heat exchanger of the present embodiment includes a core composed of a plurality of stacked tubes 2 and a plurality of corrugated fins 3 disposed between the adjacent tubes 2 and 2. Connected to the upper header tank portion 5 and the upper header tank portion 5 and the lower header tank portion 6 as tank portions to which the upper end portions and lower end portions of the plurality of tubes 2 in the core portion 4 are respectively connected. An inlet pipe 7 and an outlet pipe 8 are provided.

上方および下方ヘッダタンク部5、6は、それぞれヘッダプレート9と、このヘッダプレート9に接合されたタンクカバー部材10とから構成され、内部に図2に示すように、タンク室11が形成されている。   The upper and lower header tank portions 5 and 6 are each composed of a header plate 9 and a tank cover member 10 joined to the header plate 9, and a tank chamber 11 is formed therein as shown in FIG. Yes.

このとき、このラジエータ1は、以下のようなろう付け工法により製造されている。すなわち、この製造方法は、チューブ2やフィン3からなるコア部4や、ヘッダプレート9やタンクカバー部材10からなる上方および下方ヘッダタンク部5、6などのラジエータ1の各種部品を組み付けた後、図示を省略する炉内に入れて加熱することにより、これら各種部品間の接合部に予め設けられたろう材(図示省略する)を介して一体的にろう付けするものである。   At this time, the radiator 1 is manufactured by the following brazing method. That is, in this manufacturing method, after assembling various parts of the radiator 1 such as the core portion 4 including the tube 2 and the fin 3 and the upper and lower header tank portions 5 and 6 including the header plate 9 and the tank cover member 10, By heating in a furnace not shown in the figure, brazing is integrally performed via a brazing material (not shown) provided in advance at the joint between these various parts.

[実験による考察]
ここで、実際にラジエータ1を製造する際のろう付け工法について調べてみた。
[Experimental considerations]
Here, the brazing method when actually manufacturing the radiator 1 was examined.

本実施の形態の場合、ラジエータ1はアルミニウム製の部品を用いて形成されており、これら各種部品は、主に純アルミニウムにMn等の元素を含有したアルミニウム合金を芯材としている。   In the case of the present embodiment, the radiator 1 is formed using aluminum parts, and these various parts mainly have an aluminum alloy containing pure aluminum and an element such as Mn as a core material.

従って、部品相互を接合するには、接合部位の芯材の表面に、アルミニウムにSi等を含有した前記芯材より融点の低いAl−Si系合金のろう材をクラッドしている。   Therefore, in order to join components together, a brazing material of an Al—Si alloy having a melting point lower than that of the core material containing Si or the like in aluminum is clad on the surface of the core material at the joining portion.

そして、このろう材をクラッドした各種部品(コア部4、上方および下方ヘッダタンク部5、6)を組付けるか、前記ろう材をクラッドする代わりに前記芯材状態の各種部品(コア部4、上方および下方ヘッダタンク部5、6)の接合部に前記ろう材の箔を置きこれら部品を組付けた後、ろう付け接合部にフラックスを塗布して所定の炉中でろう付けするか、フラックスを塗布せず真空炉中でろう付けするようになされている。   Then, various parts clad with the brazing material (core part 4, upper and lower header tank parts 5, 6) are assembled, or instead of clad the brazing material, various parts in the core material state (core part 4, After the brazing material foil is placed at the joints of the upper and lower header tank parts 5, 6) and these parts are assembled, flux is applied to the brazed joints and brazed in a predetermined furnace. It is made to braze in a vacuum furnace without coating.

具体的には、このようなろう付け作業は、組み付けたコア部4と上方および下方ヘッダタンク部5、6とを前もって加熱する予熱工程と、これらコア部4と上方および下方ヘッダタンク部5、6とをろう付けするろう付け工程と、ろう付けされたコア部4と上方および下方ヘッダタンク部5、6の熱を緩やかに取り除く徐冷工程と、徐冷工程を経たコア部4と上方および下方ヘッダタンク部5、6とを常温まで冷却する冷却工程とからなり、これら予熱工程、ろう付け工程、徐冷工程および冷却工程を順次行うことにより、コア部4と上方および下方ヘッダタンク部5、6とが接合されてラジエータ1を形成するようになっている。   Specifically, such a brazing operation includes a preheating process in which the assembled core portion 4 and the upper and lower header tank portions 5 and 6 are heated in advance, and the core portion 4 and the upper and lower header tank portions 5 and 6. 6, brazing core part 4 and upper and lower header tank parts 5, 6 are gradually cooled to remove heat, core part 4 that has undergone the slow cooling process and upper part and It consists of a cooling process for cooling the lower header tank parts 5 and 6 to room temperature. By sequentially performing these preheating process, brazing process, slow cooling process and cooling process, the core part 4 and the upper and lower header tank parts 5 , 6 are joined together to form the radiator 1.

なお、予熱工程はフラックスを溶融させ、ろう付け工程はろう材を溶融させ、徐冷工程はろう材を凝固させ、冷却工程は熱交換器を室温まで冷却させる。   The preheating process melts the flux, the brazing process melts the brazing material, the slow cooling process solidifies the brazing material, and the cooling process cools the heat exchanger to room temperature.

そして、本実施の形態では、前記徐冷工程以前の予熱工程およびろう付け工程時の炉内雰囲気における酸素濃度より高い酸素濃度へと設定する。   And in this Embodiment, it sets to the oxygen concentration higher than the oxygen concentration in the atmosphere in the furnace at the time of the pre-heating process before the said slow cooling process, and a brazing process.

このとき、この酸素濃度は1000〔ppm〕以上に設定されることが望ましい。これは、酸素濃度が1000〔ppm〕未満の場合、ラジエータ1におけるコア部4と比較して熱容量の大きい上方および下方ヘッダタンク部5、6のろう材を十分に酸化させるのが難しくなる可能性があり、この上方および下方ヘッダタンク部5、6における濡れ性を低減させることが困難となって局部的にエロージョンが発生するおそれがあるためである。   At this time, the oxygen concentration is preferably set to 1000 ppm or more. This is because when the oxygen concentration is less than 1000 [ppm], it is difficult to sufficiently oxidize the brazing filler metal of the upper and lower header tank parts 5 and 6 having a large heat capacity as compared with the core part 4 in the radiator 1. This is because it is difficult to reduce wettability in the upper and lower header tank portions 5 and 6 and local erosion may occur.

因みに、このときのチューブ2、フィン3、ヘッダプレート9の板厚は、それぞれ0.15〔mm〕〜0.30〔mm〕、0.06〔mm〕〜0.10〔mm〕、0.8〔mm〕〜1.5〔mm〕の範囲で設定した。   Incidentally, the thicknesses of the tube 2, the fin 3 and the header plate 9 at this time are 0.15 [mm] to 0.30 [mm], 0.06 [mm] to 0.10 [mm], 0. It set in the range of 8 [mm]-1.5 [mm].

そして、本実施の形態では、表1に示す各構成部材を用いて熱交換器を製造した。

Figure 2005254320
And in this Embodiment, the heat exchanger was manufactured using each structural member shown in Table 1. FIG.
Figure 2005254320

すなわち、フィン3を0.08〔mm〕のアルミニウム合金(JIS規格A3003)で構成し、チューブ2を芯材として0.23〔mm〕のアルミニウム合金(JIS規格A3003)、犠牲材として0.03〔mm〕のアルミニウム合金(JIS規格A7072)、ろう材として0.03〔mm〕のアルミニウム合金(JIS規格A4343)を用いて構成し、ヘッダプレート9を芯材として1.04〔mm〕のアルミニウム合金(JIS規格A3003)、犠牲材として0.13〔mm〕のアルミニウム合金(JIS規格A7072)、ろう材として0.13〔mm〕のアルミニウム合金(JIS規格A4343)を用いて熱交換器を組み立てた。   That is, the fin 3 is made of 0.08 [mm] aluminum alloy (JIS standard A3003), the tube 2 is a core material of 0.23 [mm] aluminum alloy (JIS standard A3003), and the sacrificial material is 0.03. [Mm] aluminum alloy (JIS standard A7072), 0.03 [mm] aluminum alloy (JIS standard A4343) as brazing material, and 1.04 [mm] aluminum with header plate 9 as core material Assembling the heat exchanger using an alloy (JIS standard A3003), 0.13 [mm] aluminum alloy (JIS standard A7072) as a sacrificial material, and 0.13 [mm] aluminum alloy (JIS standard A4343) as a brazing material It was.

次に、表2に示す条件の下に予熱工程、ろう付け工程、徐冷工程および冷却工程を行った。

Figure 2005254320
Next, a preheating process, a brazing process, a slow cooling process, and a cooling process were performed under the conditions shown in Table 2.
Figure 2005254320

すなわち、予熱工程およびろう付け工程では、炉内の酸素濃度を80〔ppm〕に設定した。徐冷工程では、コア部4におけるチューブ2のろう材が溶融状態であるときは、炉内の酸素濃度を80〔ppm〕に設定し、この後、このチューブ2のろう材が凝固状態になった時点(このとき、上方および下方ヘッダタンク部5、6におけるヘッダプレート9のろう材は溶融状態および凝固状態である)で炉内の酸素濃度を1100〔ppm〕に設定した。冷却工程では、前記徐冷工程にて上昇させた酸素濃度、すなわち1100〔ppm〕に設定した酸素濃度のまま変更しなかった。   That is, in the preheating step and the brazing step, the oxygen concentration in the furnace was set to 80 [ppm]. In the slow cooling process, when the brazing material of the tube 2 in the core portion 4 is in a molten state, the oxygen concentration in the furnace is set to 80 [ppm], and then the brazing material of the tube 2 is in a solidified state. At this time (at this time, the brazing filler metal of the header plate 9 in the upper and lower header tank portions 5 and 6 is in a molten state and a solidified state), the oxygen concentration in the furnace was set to 1100 [ppm]. In the cooling step, the oxygen concentration increased in the slow cooling step, that is, the oxygen concentration set to 1100 [ppm] was not changed.

このときのコア部4とヘッダプレート9の温度変化と、それに伴った時間との関係を図3に示す。なお、この図3中、ヘッダプレート9を便宜上、タンク部と省略して示す。   The relationship between the temperature change of the core part 4 and the header plate 9 at this time, and the time accompanying it is shown in FIG. In FIG. 3, the header plate 9 is abbreviated as a tank portion for convenience.

この図3に示すように、昇温時の前記予熱工程およびろう付け工程の炉内雰囲気における酸素濃度(80〔ppm〕)に比較して、冷却時の前記徐冷工程(より詳しくは、コア部4におけるチューブ2のろう材が凝固状態になった時点)の炉内雰囲気における酸素濃度(1100〔ppm〕)を高く設定し、この状態で、ろう付けした熱交換器を徐冷処理することによって、コア部4と比較して熱容量の大きい上方および下方ヘッダタンク部5、6におけるヘッダプレート9のろう材を酸化させ、このヘッダプレート9における濡れ性を低減させることができるため、ヘッダプレート9(すなわち、上方および下方ヘッダタンク部5、6)からコア部4(特に、チューブ2)へのろう材の流動を抑制することができ、当該ろう材の流動に起因したエロージョンの発生を未然に防止することができる。   As shown in FIG. 3, compared to the oxygen concentration (80 [ppm]) in the furnace atmosphere of the preheating step and brazing step during temperature rising, the slow cooling step during cooling (more specifically, the core The oxygen concentration (1100 [ppm]) in the furnace atmosphere at the time when the brazing material of the tube 2 in the section 4 is in a solidified state) is set high, and the brazed heat exchanger is gradually cooled in this state. Therefore, it is possible to oxidize the brazing material of the header plate 9 in the upper and lower header tank portions 5 and 6 having a larger heat capacity than the core portion 4 and reduce the wettability in the header plate 9. That is, the flow of the brazing material from the upper and lower header tank portions 5 and 6 to the core portion 4 (particularly, the tube 2) can be suppressed, and an error caused by the flow of the brazing material The occurrence of John can be prevented in advance.

この結果、図4に示すように、ろう付けされたチューブ2内部と、チューブ2とフィン3との接合部分とのいずれにおいてもエロージョンの発生は認められず、ろう付け部分は健全であった。なお、この場合、一方のチューブ2には、表面にろう材をクラッドした平面状のアルミニウム板材2Aの両側部を、ロールホーミング法等の手法によって、同一方向に略90〔°〕に折り曲げた後、偏平チューブ状に折り曲げ、前記両側部を当接せしめてなる中柱を内側に立設させた、いわゆるB型チューブを用いた。   As a result, as shown in FIG. 4, no erosion was observed in any of the brazed tube 2 and the joined portion between the tube 2 and the fin 3, and the brazed portion was healthy. In this case, one tube 2 is formed by bending both sides of a flat aluminum plate 2A clad with a brazing material on the surface to approximately 90 ° in the same direction by a method such as a roll homing method. A so-called B-type tube was used, which was bent into a flat tube shape and a middle column formed by abutting the both side portions was erected inside.

従って、このろう付け加熱処理を用いて製造されるラジエータ1の場合、前記ろう付け加熱処理においてコア部4へのろう材の流動や、それに伴うエロージョン等の不具合が発生するのを未然に回避することができるため、耐強度性を向上させることができるとともに、生産効率を格段と向上させることができる。   Therefore, in the case of the radiator 1 manufactured using this brazing heat treatment, problems such as the flow of the brazing material to the core portion 4 and the erosion associated therewith in the brazing heat treatment can be avoided. Therefore, the strength resistance can be improved and the production efficiency can be remarkably improved.

また、この場合、エロージョンの発生を回避することができる分、コア部4の構成部品(すなわち、チューブ2、フィン3)の薄肉化が可能となる利点もある。   Further, in this case, there is an advantage that the components of the core portion 4 (that is, the tubes 2 and the fins 3) can be thinned as much as erosion can be avoided.

さらに、このろう付け加熱処理の場合、ろう付け加熱処理条件を一部変更するのみの容易な作業でエロージョンを防止することができるため、新規に設備投資する必要がなく、生産コストの増加も防止できる。   Furthermore, in the case of this brazing heat treatment, erosion can be prevented by an easy operation that requires only a partial change in the brazing heat treatment conditions, so there is no need for new capital investment and an increase in production costs can be prevented. it can.

このように、本実施の形態のラジエータの製造方法によれば、昇温時の前記予熱工程およびろう付け工程の炉内雰囲気における酸素濃度に比較して、冷却時の前記徐冷工程の炉内雰囲気における酸素濃度を高く設定し、この状態で、ろう付けした熱交換器を徐冷処理することによって、コア部4と比較して熱容量の大きい上方および下方ヘッダタンク部5、6におけるヘッダプレート9のろう材を酸化させ、このヘッダプレート9における濡れ性を低減させることができる。   Thus, according to the method for manufacturing a radiator of the present embodiment, the inside of the slow cooling step during cooling is compared with the oxygen concentration in the furnace atmosphere during the preheating step and brazing step during temperature rising. The oxygen concentration in the atmosphere is set high, and the brazed heat exchanger is gradually cooled in this state, so that the header plates 9 in the upper and lower header tank portions 5 and 6 having a larger heat capacity than the core portion 4 are obtained. The brazing filler metal can be oxidized to reduce the wettability of the header plate 9.

従って、徐冷工程において、上方および下方ヘッダタンク部5、6からコア部4へのろう材の流動を抑制することができるため、当該ろう材の流動に起因したコア部でのエロージョンの発生を未然に防止することができる。これにより、コア部4の構成部品であるチューブ2やフィン3の薄肉化を図ることができる。   Therefore, in the slow cooling process, it is possible to suppress the flow of the brazing material from the upper and lower header tank portions 5 and 6 to the core portion 4, so that the occurrence of erosion in the core portion due to the flow of the brazing material is prevented. It can be prevented in advance. Thereby, thickness reduction of the tube 2 and the fin 3 which are the components of the core part 4 can be achieved.

これととともに、上述のように、エロージョンによる不具合の発生を防止することができる分、確実に品質を向上させることができる。しかも、このように品質を向上させることによって、耐強度性に優れたラジエータ1を製造することができる。   In addition to this, as described above, the quality can be reliably improved by the amount that can prevent the occurrence of problems due to erosion. And the radiator 1 excellent in strength resistance can be manufactured by improving quality in this way.

また、チューブ2のろう材が凝固状態になった時点で炉内雰囲気における酸素濃度を高く設定するようにしたことにより、コア部4に比較して熱容量の大きいヘッダプレート9(すなわち、上方および下方ヘッダタンク部5、6)からチューブ2(すなわち、コア部4)へのろう材の流動を容易かつ確実に防止することができる。   Also, by setting the oxygen concentration in the furnace atmosphere high when the brazing material of the tube 2 is in a solidified state, the header plate 9 having a larger heat capacity than the core portion 4 (ie, the upper and lower portions). It is possible to easily and reliably prevent the brazing material from flowing from the header tank portions 5 and 6) to the tube 2 (that is, the core portion 4).

さらに、冷却時に設定した前記酸素濃度が、1100〔ppm〕以上であることにより、ヘッダプレート9のろう材を容易かつ確実に酸化させるため、前記ろう材の流動を容易かつ確実に防止することができる。   Furthermore, since the oxygen concentration set at the time of cooling is 1100 [ppm] or more, the brazing filler metal of the header plate 9 is easily and reliably oxidized, so that the flow of the brazing filler metal can be prevented easily and reliably. it can.

「その他の実施の形態」
以上、本発明を適用した具体的な実施の形態について説明したが、本発明は、上述の実施の形態に制限されることなく種々の変更が可能である。
"Other embodiments"
Although specific embodiments to which the present invention is applied have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made.

上述した実施の形態では、チューブ2として、いわゆるB型チューブを用いた場合について説明したが、本発明はこれに限ることなく、チューブ2としては、この他一般的な扁平型のものや、内部にフィンを有するもの等、様々な形状のチューブを広く適用することができ、その場合においても、上述の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。   In the above-described embodiment, the case where a so-called B-type tube is used as the tube 2 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the tube 2 may be a general flat type, an internal Various shapes of tubes such as those having fins can be widely applied, and even in this case, the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained.

本発明に係るラジエータの概略構成を示す外観図である。It is an external view which shows schematic structure of the radiator which concerns on this invention. ラジエータの要部(コア部)の説明に供する斜視図である。It is a perspective view with which it uses for description of the principal part (core part) of a radiator. ろう付け処理の際の温度変化とそれに伴う時間および酸素濃度の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the temperature change in the brazing process, the accompanying time, and oxygen concentration. 本発明を適用した製造方法によって製造されたラジエータにおけるろう付け状態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the brazing state in the radiator manufactured by the manufacturing method to which this invention is applied. 従来の熱交換器におけるろう付け処理の際の温度変化とそれに伴う時間および酸素濃度の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the temperature change at the time of the brazing process in the conventional heat exchanger, and time and oxygen concentration accompanying it. 従来の他の熱交換器におけるろう付け処理の際の温度変化とそれに伴う時間および酸素濃度の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship of the temperature change in the time of the brazing process in the other conventional heat exchanger, and accompanying time, and oxygen concentration.

符号の説明Explanation of symbols

1…ラジエータ(熱交換器)
2…チューブ
3…フィン
4…コア部
5…上部ヘッダタンク部(タンク部)
6…下部ヘッダタンク部(タンク部)
9…ヘッダプレート
10…タンクカバー部材
11…タンク室
1. Radiator (heat exchanger)
2 ... Tube 3 ... Fin 4 ... Core part 5 ... Upper header tank part (tank part)
6 ... Lower header tank (tank)
9 ... Header plate 10 ... Tank cover member 11 ... Tank chamber

Claims (3)

コア部(4)とタンク部(5、6)とを組み付けた後、当該組み付けたコア部(4)およびタンク部(5、6)を前もって加熱する予熱工程と、これらコア部(4)とタンク部(5、6)とをろう付けするろう付け工程と、当該ろう付けされたコア部(4)とタンク部(5、6)の熱を緩やかに取り除く徐冷工程と、この徐冷工程を経たコア部(4)とタンク部(5、6)とを常温まで冷却する冷却工程とを順次行うことにより熱交換器(1)を製造する製造方法において、
上記徐冷工程では、当該徐冷工程以前の酸素濃度より高い酸素濃度に設定する
ことを特徴とする熱交換器の製造方法。
After assembling the core part (4) and the tank part (5, 6), a preheating step of heating the assembled core part (4) and the tank part (5, 6) in advance, and the core part (4) A brazing step for brazing the tank portions (5, 6), a slow cooling step for gently removing heat from the brazed core portion (4) and the tank portions (5, 6), and this slow cooling step In the manufacturing method for manufacturing the heat exchanger (1) by sequentially performing the cooling step of cooling the core portion (4) and the tank portions (5, 6) to normal temperature through
In the said slow cooling process, it sets to oxygen concentration higher than the oxygen concentration before the said slow cooling process. The manufacturing method of the heat exchanger characterized by the above-mentioned.
請求項1に記載の熱交換器(1)の製造方法であって、
上記徐冷工程にて上記酸素濃度を高く設定するのは、上記コア部(4)におけるろう材の凝固が完了した後である
ことを特徴とする熱交換器の製造方法。
It is a manufacturing method of the heat exchanger (1) of Claim 1, Comprising:
The method for manufacturing a heat exchanger is characterized in that the oxygen concentration is set high in the slow cooling step after the solidification of the brazing filler metal in the core part (4) is completed.
請求項1または請求項2に記載の熱交換器(1)の製造方法であって、
上記徐冷工程にて設定した酸素濃度は、1000〔ppm〕以上である
ことを特徴とする熱交換器の製造方法。
It is a manufacturing method of the heat exchanger (1) of Claim 1 or Claim 2, Comprising:
The method for producing a heat exchanger, wherein the oxygen concentration set in the slow cooling step is 1000 ppm or more.
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