JP2006320931A - Method of soldering, and soldered product - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アルミニウムあるいはアルミニウム合金をろう付けするろう付け方法およびろう付け製品に関する。 The present invention relates to a brazing method and a brazed product for brazing aluminum or an aluminum alloy.
従来、アルミニウムあるいはアルミニウム合金のろう付けには、アルミニウム合金からなるろう付け材が一般的に用いられている。ろう付け材は、板状、ワイヤー状、スラリー状等種々の形状・状態のものがある。板状のろう付け材は、把持しやすく取り扱いが容易で、ろう付け時に、ろう付けの対象となるアルミニウムあるいはアルミニウム合金間に挟むだけで対象部材に固定することができる。 Conventionally, a brazing material made of an aluminum alloy is generally used for brazing aluminum or an aluminum alloy. The brazing material has various shapes and states such as a plate shape, a wire shape, and a slurry shape. The plate-like brazing material is easy to grip and handle, and can be fixed to the target member simply by being sandwiched between aluminum or aluminum alloy to be brazed.
板状のろう付け材の一例としては、特許文献1に示すようなものがある。特許文献1のろう付け材は、Al−Cu−Si系合金を用いて板状に形成されており、低融点化が図られている。このろう付け材によれば、ろう付け対象部材であるアルミニウムあるいはアルミニウム合金の材質の融点が低い場合でも、ろう付け材の融点をさらに低いものとすることができ、ろう付け時の僅かな温度のバラツキによるろう付け対象部材の軟化や、それに伴う変形や強度低下を防止することができる。
従来の板状のろう付け材を使用するに際しては、通常、接合面を平面状に形成してろう付けするようになっていた。接合面が平面でない形状である場合は、接合面に板状のろう付け材が追従せず、ろう付け性が低下してしまうため、板状のろう付け材は使用されていなかった。しかし、ろう付け対象部材間に挟むだけで固定できる板状のろう付け材を、ろう付け対象部材の接合面が平面でない形状である場合にも使用することが求められていた。 When using a conventional plate-like brazing material, the joining surface is usually formed into a flat shape and brazed. In the case where the joining surface has a non-planar shape, the plate-like brazing material does not follow the joining surface, and the brazing property is lowered, so that the plate-like brazing material has not been used. However, it has been required to use a plate-like brazing material that can be fixed simply by being sandwiched between brazing target members even when the joining surface of the brazing target member has a non-planar shape.
そこで、本発明は、アルミニウムあるいはアルミニウム合金の接合面が平面でない場合でも、接合面に板状のろう付け材を追従させて、ろう付け性を高めることができるろう付け方法およびろう付け製品を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention provides a brazing method and a brazed product that can improve brazing performance by causing a plate-like brazing material to follow the joint surface even when the joint surface of aluminum or aluminum alloy is not flat. The task is to do.
前記課題を解決するため、請求項1に係る発明は、接合面が平面でないアルミニウムあるいはアルミニウム合金の接合面をろう付け材によりろう付けするろう付け方法であって、板状に形成されたろう付け材を、前記アルミニウムあるいはアルミニウム合金の接合面形状に沿うようにプレス加工を行った後に、前記接合面に挟み込んでろう付けを行うことを特徴とするろう付け方法である。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
前記方法によれば、接合面が平面ではなく凹凸を有する形状であっても、プレス加工によって、板状のろう付け材を、前記接合面に合わせて変形しているので、接合面の形状に確実に追従させることができる。よって、ろう付け材が接合面全ての部分に行き渡り、ろう付け性を大幅に向上させることができる。 According to the above method, even if the joining surface is not flat but has a shape with irregularities, the plate-like brazing material is deformed according to the joining surface by pressing, so that the joining surface has the shape. It can be made to follow reliably. Therefore, the brazing material spreads over all the joint surfaces, and the brazing performance can be greatly improved.
請求項2に係る発明は、接合面が平面でないアルミニウムあるいはアルミニウム合金の接合面をろう付け材によりろう付けするろう付け方法であって、箔状に形成されたろう付け材を、前記アルミニウムあるいはアルミニウム合金の接合面に挟み込んで前記接合面の形状に追従させた後に、ろう付けを行うことを特徴とするろう付け方法である。
The invention according to
前記方法によれば、箔状に形成されたろう付け材を、接合面に挟み込むことで、接合面の形状に追従させているので、ろう付け材が接合面全ての部分に行き渡り、ろう付け性を大幅に向上させることができるとともに、プレス加工等の手間を省略することもできる。 According to the above method, since the brazing material formed in a foil shape is sandwiched between the joining surfaces to follow the shape of the joining surface, the brazing material spreads over all parts of the joining surface and brazeability is improved. It is possible to greatly improve, and it is possible to omit the trouble of pressing and the like.
請求項3に係る発明は、前記ろう付け材が、Al−Si系合金材と、Cu材と、フラックスとを積層して、圧延加工によって形成された請求項1または請求項2に記載のろう付け方法である。 According to a third aspect of the present invention, in the brazing material according to the first or second aspect, the brazing material is formed by laminating an Al-Si alloy material, a Cu material, and a flux, and rolling. It is a method of attaching.
前記方法によれば、Al−Cu−Si系合金材は硬く、展伸性、曲げ加工性が悪いため接合面への挟み込みが難しいのに対し、Al−Si系合金材と、Cu材はともに良好な塑性加工性を有しており、圧延加工後も良好な塑性加工性を維持しているので、ろう付け材のプレス加工や、接合面への挟み込みによる変形加工が容易に行える。 According to the above method, the Al—Cu—Si alloy material is hard and has poor stretchability and bending workability, so that it is difficult to sandwich the joint surface. Since it has good plastic workability and maintains good plastic workability even after rolling, it can be easily subjected to press working of a brazing material and deformation work by being sandwiched between joint surfaces.
請求項4に係る発明は、前記Al−Si系合金材は、Si含有量が5〜15質量%であり、前記Cu材は、Cu材および前記Al−Si系合金材の全体の質量に対するCu材の質量が22〜37質量%に相当するように構成され、前記フラックスは、フッ化セシウムを含むフッ化物系非腐食性フラックスである請求項3に記載のろう付け方法である。
According to a fourth aspect of the present invention, the Al—Si based alloy material has a Si content of 5 to 15% by mass, and the Cu material is Cu relative to the total mass of the Cu material and the Al—Si based alloy material. It is comprised so that the mass of a material may correspond to 22-37 mass%, The said flux is the brazing method of
前記方法によれば、ろう付け材の低融点化が達成され、低温ろう付けが可能となる。なお、ろう付け材の厚さは適宜定めればよいが、0.1〜1.5mmの範囲が適当である。これは、ろう付け材の厚さが、0.1mm以下では製造が困難であり、1.5mmを越えると、ろう付け材が接合面に合わせた変形に対応ができなくなるという問題が生じるおそれがあるためである。 According to the above method, the melting point of the brazing material can be lowered and brazing at a low temperature is possible. The thickness of the brazing material may be determined as appropriate, but a range of 0.1 to 1.5 mm is appropriate. This is because it is difficult to manufacture when the thickness of the brazing material is 0.1 mm or less, and when it exceeds 1.5 mm, there is a possibility that the problem that the brazing material cannot cope with the deformation according to the joint surface may occur. Because there is.
請求項5に係る発明は、前記請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載のろう付け方法によってろう付けして組み立てられたことを特徴とするろう付け製品である。
The invention according to
前記構成によれば、接合面が平面でなく凹凸を有する形状である場合でも、ろう付け対象部材同士が、高い接着性で固定された製品を得ることができる。 According to the said structure, even when a joining surface is not a plane but a shape which has an unevenness | corrugation, the product by which brazing object members were fixed with high adhesiveness can be obtained.
本発明によれば、本発明は、アルミニウムあるいはアルミニウム合金の接合面が平面でない場合でも、接合面に板状のろう付け材を追従させて、ろう付け性を高めることができるといった優れた効果を発揮する。 According to the present invention, the present invention has an excellent effect that the brazing property can be improved by causing a plate-like brazing material to follow the joint surface even when the joint surface of aluminum or aluminum alloy is not flat. Demonstrate.
次に、本発明に係るろう付け方法を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。 Next, the best mode for carrying out the brazing method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は本発明に係るろう付け方法を実施するための最良の第一の形態を示した工程説明図、図2は本発明に係るろう付け方法に使用するろう付け材の製造方法を説明するための工程説明図およびろう付け材の斜視図である。 FIG. 1 is a process explanatory view showing the best first embodiment for carrying out the brazing method according to the present invention, and FIG. 2 explains a method for producing a brazing material used in the brazing method according to the present invention. It is process explanatory drawing for this and a perspective view of a brazing material.
まず、本実施の形態に係るろう付け方法に使用するろう付け材の構成と製造方法を説明する。 First, the structure and manufacturing method of the brazing material used for the brazing method according to the present embodiment will be described.
図2(b)に示すように、かかるろう付け方法に使用するろう付け材1は、アルミニウムあるいはアルミニウム合金をろう付けする際に用いるろう付け材であって、板状に形成されている。ろう付け材1は、Al(アルミニウム)−Si(珪素)系合金材2と、Cu(銅)材3と、フラックス4とで構成されている。Cu材3は、Al−Si系合金材2とクラッドされて板状に形成されている。板状クラッド材のCu材3は、Al−Si系合金材2の、ろう付け材1の厚さ方向中心側に配置されており、Al−Si系合金材2が、ろう付け材1の表面を構成している。Cu材3の、ろう付け材1の厚さ方向中心側面には、フラックス4が所定厚さで板状に布設されている。すなわち、ろう付け材1は、厚さ方向外側から中心に向かってAl−Si系合金材2、Cu材3、フラックス4の順で積層されている。ろう付け材1は、全体で、例えば0.3mmの板状に形成されている。
As shown in FIG. 2B, a
Al−Si系合金材2は、Si含有量が5〜15質量%のものであり、Cu材3は、Cu材3およびAl−Si系合金材2の全体の質量に対するCu材3の質量が22〜37質量%に相当するように構成されている。このような組成によれば、ろう付け加熱時に、Al−Si系合金材2とCu材3とを反応(共融)させて、融点が525℃のAl−Cu−Si三元系共晶ろうを生成させることができる。この結果、530〜560℃の低い温度範囲で容易にろう付けできる。SiとCuの少なくとも一方の量が、前記の数値範囲を外れると、生成するろう組成と、Al−Cu−Si三元系共晶組成(Cu;26.7質量%、Si;5.3質量%)との差が大きくなりすぎ、530〜560℃の温度範囲でのろう付けが困難となる。
The Al-Si based
フラックス4は、融点が低く、非腐食性に優れたものが用いられる。ろう付け後のフラックス残渣除去工程を省略するために、フッ化物系非腐食性フラックスが用いられている。また、フラックス4には、CsF(フッ化セシウム)が含有されており、フラックス4の融点を、Al−Cu−Si三元系共晶ろうの融点525℃以下に下げるようになっている。 The flux 4 has a low melting point and is excellent in non-corrosiveness. In order to omit the flux residue removing step after brazing, a fluoride-based non-corrosive flux is used. Further, the flux 4 contains CsF (cesium fluoride), and the melting point of the flux 4 is lowered to a melting point of 525 ° C. or lower of the Al—Cu—Si ternary eutectic brazing.
フッ化物系非腐食性フラックス中に占めるCsFの割合は、コスト的には少ないほど有利であるが、10モル%に満たないと、フラックス4の融点を下げる効果が十分ではないので、530〜560℃でのろう付けが困難となる。したがって、フッ化物系非腐食性フラックス中に占めるCsFの割合は、10モル%以上とすることが好ましい。ろう付け材1全体の質量に対するフラックス4の質量は、20〜40%であれば十分である。
The lower the cost, the more advantageous is the proportion of CsF in the fluoride-based non-corrosive flux. However, if it is less than 10 mol%, the effect of lowering the melting point of the flux 4 is not sufficient, so 530-560. Brazing at ℃ becomes difficult. Therefore, the proportion of CsF in the fluoride non-corrosive flux is preferably 10 mol% or more. It is sufficient that the mass of the flux 4 with respect to the mass of the entire brazing
図2(a)に示すように、ろう付け材1を製造するに際しては、板状のAl−Si系合金材2と、板状のCu材3とを予めクラッドして準備する。Al−Si系合金材2としては、JIS A4343,A4045,A4047,4N43,4N45等が使用できる。
As shown in FIG. 2A, when the
次に、一対のAl−Si系合金材2とCu材3とのクラッド材を、互いにCu材3が対向するように、間隔をあけてそれぞれ配置する。このとき、下側のAl−Si系合金材2とCu材3とのクラッド材は、略水平になるように配置する。これとともに、対向するCu材3間に、フラックス4を所定厚さで布設(塗布または吹付け)する。
Next, the clad materials of the pair of Al—Si based
このように厚さ方向外側から中心に向かってAl−Si系合金材2、Cu材3、フラックス4と積層させた状態で、所定の間隔をあけて配置された一対の圧延ロール5,5間を通過させて圧延する。このとき、Al−Si系合金材2とCu材3とフラックス4は、圧延されて薄くなる。
Thus, between the pair of rolling
製造されるろう付け材1の厚さが薄い場合、例えば箔状のろう付け材(図4参照)6を製造する場合には、圧延ロール5,5は、複数対設けられ、ろう付け材全体の厚さを段階的に薄くして形成する。
When the
前記の手順でろう付け材1,6が製造されるので、図4に示すように、箔状のろう付け材6も当然に、Al−Si系合金材2、Cu材3、フラックス4より構成される。箔状のろう付け材6は、フラックス4を除いた、Al−Si系合金材2とCu材3との合計板厚が0.2mm以下に形成される。
Since the
なお、Al−Si系合金材2、Cu材3、フラックス4の配列順序は、前記構成に限られるものではなく、他の配列順序であっても差し支えない。他の配列順序としては、例えば、(1)Al−Si系合金材、フラックス、Cu材、(2)Al−Si系合金材、フラックス、Cu材、フラックス、Al−Si系合金材、(3)Cu材、Al−Si系合金材、フラックス、Al−Si系合金材、Cu材等の配列が考えられる。また、ろう付け材の表面にフラックスが設けられるものであってもよい。
Note that the arrangement order of the Al—
さらに、フラックス4が層状に設けられる構成に限られるものではない。例えば、フラックスが塊状に形成されて、Al−Si系合金材2とCu材3内に分散して配置されていてもよい。この場合、フラックスは、隣り合うフラックス同士が所定の間隔を隔てるように、例えば平面視千鳥状に配置されており、ろう付け時に、フラックスがろう付け対象部材(図示せず)の接合面全体に行き渡るように構成される。
Furthermore, it is not restricted to the structure by which the flux 4 is provided in layers. For example, the flux may be formed in a lump shape and dispersed in the Al—Si based
次に、図1を参照しながら、本実施の形態に係るろう付け方法を説明する。 Next, a brazing method according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
本実施の形態では、アルミニウムあるいはアルミニウム合金からなるろう付け対象部材7,8のうち一方の対象部材7の接合面7´に凹部11が形成され、他方の対象部材8の接合面8´に、凸部12が形成されたものを例に挙げて説明する。
In the present embodiment, the
まず、図1(a)に示すように、板状に形成されたろう付け材1を、接合面7´,8´の形状に沿うようにプレス加工を行う。例えば、ドーム状のろう付け材を形成する場合は、孔の開いたダイの上に、板状のろう付け材を載せ、Rの付いたポンチで叩いてへこませ、これをより大きな孔径のダイで打ち抜く等する。ろう付け材1は、その両面が接合面7´の凹部11および接合面8´の凸部12に隙間なく接するように加工される。このとき、ろう付け材1は、Al−Si系合金材2とCu材3とが別層で形成され、圧延加工で一体化されているので、変形性が高く、プレス加工を行いやすい。これは、Al−Si系合金材2と、Cu材3はともに良好な塑性加工性を有しており、圧延加工後も良好な塑性加工性を維持しているためである。
First, as shown in FIG. 1A, the
次に、図1(b)に示すように、ろう付け対象部材7,8でろう付け材1を挟み込んで固定した後にろう付けを行う。このとき、ろう付け材1は、一枚の板状であるので、取り扱いが容易であり、接合面7´の凹部11および接合面8´の凸部12に噛み合うことで、位置決めが行われ、かつ挟み込むだけで容易に固定される。このように、ろう付け材1を接合面7´,8´の形状に追従させているので、ろう付け時には、ろう付け材1が接合面7´,8´全ての部分に行き渡り、ろう付け性を大幅に向上させることができる。さらに、本実施の形態では、接合面8´の凸部12を接合面7´の凹部11に噛み合わせてろう付けを行えるので、せん断方向のろう付け強度を高めることができる。
Next, as shown in FIG. 1B, brazing is performed after the
本実施の形態では、ろう付け材1が、フラックス4を一体化した構成であるので、フラックス4を別途塗布する必要がなく、作業手間が少なくて済む。またろう付け材1は、前記の組成で形成されているので、530〜560℃の低い温度範囲で容易にろう付けできる。したがって、ろう付け対象部材7,8の材質や形状の選択範囲が広くなり、対象部材7,8として、変形容易な材質を選択できるとともに、薄板状のものも選択できるので、例えば、鋳物部品、熱交換器、自動車部品等の複雑な形状のろう付け製品を形成できる。
In the present embodiment, since the
以上のように、本実施の形態によれば、非常に接合性の高い複雑な形状のろう付け製品を提供することが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide a brazed product having a complicated shape with very high bondability.
図3は本発明に係るろう付け方法を実施するための最良の第二の形態を示した工程説明図である。 FIG. 3 is a process explanatory view showing the second best mode for carrying out the brazing method according to the present invention.
本実施の形態では、図4に示す箔状のろう付け材6を用いてろう付けを行う。
In the present embodiment, brazing is performed using a foil-
本実施の形態でも、図1と同様に、アルミニウムあるいはアルミニウム合金からなるろう付け対象部材7,8のうち一方の対象部材7の接合面7´に凹部11が形成され、他方の対象部材8の接合面8´に、凸部12が形成されている。
Also in the present embodiment, as in FIG. 1, the
図3(a)に示すように、箔状のろう付け材6を、ろう付け対象部材7,8間に位置させる。ろう付け材6は、接合面7´,8´の断面積よりも大きい面積のものを利用する。具体的には、接合面7´,8´の表面積と略一致する面積のろう付け材6を用いる。ろう付け材6の厚さは、接合面7´,8´間のクリアランス厚さと同等になっており、例えば、略0.2mmとなっている。
As shown in FIG. 3A, the
そして、図3(b)に示すように、ろう付け材6を、アルミニウムあるいはアルミニウム合金からなるろう付け対象部材7,8の接合面7´,8´に挟み込んだ後にろう付けを行う。このとき、ろう付け材6は箔状に形成されているので、接合面7´,8´に挟み込むだけで、接合面7´,8´の形状に追従させることができる。したがって、ろう付け材6が接合面7´,8´の全ての部分に行き渡り、ろう付け性を大幅に向上させることができる。
Then, as shown in FIG. 3B, brazing is performed after the
以上のように、本実施の形態では、前記第一の実施の形態と同様の作用効果を得られる他に、プレス加工等の手間を省略することもできる。よって、ろう付けの作業効率を大幅に向上させることができる。 As described above, in this embodiment, in addition to obtaining the same operational effects as those of the first embodiment, it is possible to omit labor such as press working. Therefore, the brazing work efficiency can be greatly improved.
特に、本実施の形態では、ろう付け材6が、Al−Si系合金材2とCu材3とが別層で形成され、圧延加工で一体化されているので、変形性が高く、接合面7´,8´への追従性が高い。
In particular, in the present embodiment, the
このように、本実施の形態においても、非常に接合性の高い複雑な形状のろう付け製品を効率的に提供することが可能となる。 Thus, also in the present embodiment, it is possible to efficiently provide a brazed product having a complicated shape with very high bondability.
なお、前記の実施の形態では、ろう付け材1,6が、Al−Si系合金材2とCu材3とが別層で形成され、圧延加工で一体化されているが、その組成は、これに限られるものではない。プレス加工あるいは接合面7´,8´での挟み込みによるろう付け材の変形が可能であれば、ろう付け材の組成は問わない。Al−Cu−Si系合金層形成が可能となるろう付け材であれば、低温ろう付けが可能である。
In the above-described embodiment, the
また、ろう付け材1,6の製造方法についても、前記の方法に限られるものではない。例えば、Al−Si系合金にCuがクラッドされて構成される中空の鞘内にフラックスを充填して形成されるろう付けワイヤー材、あるいはAl−Cu−Si系合金より構成される中空の鞘内にフラックスを充填して形成されるろう付けワイヤー材を、その外面側から一対の圧延ロールで圧延して、フラックスを挟んだ状態で板状のろう付け材を形成してもよい。さらに、フラックスを含まないろう付け材であっても本発明に係るろう付け方法は適用可能である。
Further, the manufacturing method of the
1,6 ろう付け材
2 Al−Si系合金材
3 Cu材
4 フラックス
7´,8´ 接合面
1,6
Claims (5)
板状に形成されたろう付け材を、前記アルミニウムあるいはアルミニウム合金の接合面形状に沿うようにプレス加工を行った後に、前記接合面に挟み込んでろう付けを行うことを特徴とするろう付け方法。 A brazing method in which a joining surface of aluminum or aluminum alloy having a non-planar joining surface is brazed with a brazing material,
A brazing method comprising: performing brazing by pressing a brazing material formed in a plate shape so as to conform to the shape of the joining surface of the aluminum or aluminum alloy, and then sandwiching the brazing material into the joining surface.
箔状に形成されたろう付け材を、前記アルミニウムあるいはアルミニウム合金の接合面に挟み込んで前記接合面の形状に追従させた後に、ろう付けを行うことを特徴とするろう付け方法。 A brazing method in which a joining surface of aluminum or aluminum alloy having a non-planar joining surface is brazed with a brazing material,
A brazing method comprising: brazing a brazing material formed in a foil shape between the joining surfaces of the aluminum or aluminum alloy and following the shape of the joining surfaces, followed by brazing.
前記Cu材は、Cu材および前記Al−Si系合金材の全体の質量に対するCu材の質量が22〜37質量%に相当するように構成され、
前記フラックスは、フッ化セシウムを含むフッ化物系非腐食性フラックスであることを特徴とする請求項3に記載のろう付け方法。 The Al-Si based alloy material has a Si content of 5 to 15% by mass,
The Cu material is configured such that the mass of the Cu material with respect to the total mass of the Cu material and the Al—Si based alloy material corresponds to 22 to 37% by mass,
The brazing method according to claim 3, wherein the flux is a fluoride-based non-corrosive flux containing cesium fluoride.
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