JP2014226704A - アルミニウム合金材料のろう付方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フラックスを使用せずにろう付を行い、Ｍｇによる酸化皮膜の破壊作用を利用したろう付方法において、より良好で安定したろう付性を有し、工業的にも適用可能なろう付方法を提供する。
【解決手段】心材にろう材がクラッドされたＭｇ含有アルミニウム合金製ブレージングシートと、被接合材料である他のブレージングシート及びアルミニウム合金部材のいずれか一方とをろう付するろう付方法であって、前記ブレージングシートと、前記被接合材料とが接する接線に略平行な溝を、前記ブレージングシートの心材、前記他のブレージングシートの心材及び前記アルミニウム合金部材のいずれかの表面であり、かつ前記接線の近傍に形成し、フラックスを使用せずに不活性ガス雰囲気下で加熱することにより前記ろう材を溶融し、溶融したろう材を前記溝に流し、前記ブレージングシートと前記他のブレージングシート又は前記ブレージングシートと前記アルミニウム合金部材とをろう付する。
【選択図】図１

Description

本発明は、フラックスを使用せずにアルミニウム合金材料をろう付するろう付方法に関し、特に熱交換器の製造に好適なろう付方法に関する。

アルミニウム材料は熱伝導率が高く軽量であるため、自動車搭載用をはじめとする熱交換器に多く使用されている。内部に水やオイル等を循環させ熱交換させる熱交換器は、タンク、チューブ、フィン等の部材から構成され、各部材はろう付により金属的に接合されている。

ろう付により製造される熱交換器を構成するアルミニウム材料としては、心材となるアルミニウム合金板の片面または両面にろう材等をクラッドしたブレージングシートが用いられる。一般的にブレージングシートの心材には溶融温度が６００℃以上のアルミニウム合金が使用され、クラッドされるろう材合金には溶融温度が６００℃以下のＡｌ−Ｓｉ合金が使用される。このブレージングシートにより熱交換器の部材を作製してこれらを組み合わせ、６００℃前後の温度に加熱することにより、ブレージングシートのろう材のみを溶融して他の部材とろう付し、熱交換器を作製することができる。ブレージングシートを使用することにより、熱交換器を構成する多数の部材を一度にろう付することができるため、ブレージングシートは熱交換器用の材料として広く利用されている。

主に実用化されているろう付方法としては、真空ろう付法とノコロックろう付法が挙げられる。真空ろう付法ではＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金からなるろう材が用いられ、真空中で加熱することによりろう材中のＭｇが材料から蒸発し、その際に材料表面の酸化皮膜を破壊してろう付を可能にする。しかしながら、真空ろう付法は高価な真空加熱装置を必要とするという欠点があった。一方、ノコロックろう付法ではＡｌ−Ｓｉ系合金からなるろう材が用いられ、フラックスを塗布した後に不活性ガス中で加熱し、フラックスが材料表面の酸化皮膜を破壊してろう付を可能にするものである。しかしながら、フラックスが不均一に塗布されるとろう付不良の原因となるため、フラックスを必要箇所に均一に塗布する必要があった。

これに対して、高価な真空加熱装置やフラックスを用いないで不活性ガス中で加熱することによりろう付を可能にする方法が提案されている。特許文献１には、フラットパイプの内側にＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金からなるろう材を用いて乱流挿入片をフラックスを使用しないでろう付する方法が記載されている。また、特許文献２には、ろう材以外の部位にＭｇを含有するブレージングシートを用い、中空構造体の内部をフラックスを使用しないで不活性ガス中でろう付する方法が記載されている。

特開平９−２０６９８０号公報 特開２００４−２５２９７号公報

しかしながら、いずれの方法も閉じられた空間の内部についてはフラックスを使わずにろう付することが可能であるが、外部についてはフラックス無しでは安定したろう付性を得ることができない。そのため、各ろう付部位で安定したろう付性を得るためには、閉じ
られた空間の外部についてはフラックスを塗布してろう付する必要があり、全てのろう付部位をフラックス無しでろう付することはできない。

本発明は、フラックスを使用せずにろう付を行い、Ｍｇによる酸化皮膜の破壊作用を利用したろう付方法において、より良好で安定したろう付性を有し、工業的にも適用可能なろう付方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意検討を重ねた結果、溶融したろう材を溜める溝をブレージングシートと被接合材料とが接する接線の近傍に設けてフィレットの形成を促進することにより、良好なろう付性が達成されることを見出した。

本発明のろう付方法は、心材にろう材がクラッドされたＭｇ含有アルミニウム合金製ブレージングシートと、被接合材料である他のブレージングシート及びアルミニウム合金部材のいずれか一方とをろう付するろう付方法であって、前記ブレージングシートと、前記他のブレージングシート及び前記アルミニウム合金部材のいずれか一方とが接する接線に略平行な溝を、前記ブレージングシートの心材、前記他のブレージングシートの心材及び前記アルミニウム合金部材のいずれかの表面であり、かつ前記接線の近傍に形成し、フラックスを使用せずに不活性ガス雰囲気下で加熱することにより前記ろう材を溶融し、溶融したろう材を前記溝に流し、前記ブレージングシートと前記他のブレージングシート又は前記ブレージングシートと前記アルミニウム合金部材とをろう付することを特徴とする。

本発明のろう付方法において、前記溝は、深さが０．０１ｍｍ〜０．２５ｍｍ、幅が０．０２ｍｍ〜０．５ｍｍであることが好ましい。

本発明のろう付方法において、前記溝は、前記接線から０．５ｍｍ〜２ｍｍ離れた位置に形成されることが好ましい。

本発明の熱交換器は、前記ろう付方法によりヘッダータンクとチューブとを接合して製造された熱交換器であって、前記ヘッダータンク及び前記チューブの一方が、心材にろう材がクラッドされたＭｇ含有アルミニウム合金製ブレージングシートで形成され、他方が他のブレージングシート又はアルミニウム合金部材で形成されることを特徴とする。

本発明のろう付方法は、不活性ガス雰囲気下でフラックスを使用せずにろう付するろう付方法であって、ブレージングシートと、他のブレージングシート及びアルミニウム合金部材のいずれか一方とが接する接線に略平行な溝を、ブレージングシートの心材、他のブレージングシートの心材及びアルミニウム合金部材のいずれかの表面であり、かつ接線の近傍に形成することにより、溶融したろう材が溝に溜まり、安定して連続的なフィレットを形成することが可能になり、工業的にも好適に適用される。

本発明のろう付方法では、心材にろう材がクラッドされたアルミニウム合金製ブレージングシート（以下、単に「ブレージングシート」と記す）と、被接合材料である他のブレージングシート及びアルミニウム合金部材のいずれか一方とをろう付する。ろう材を溶融させることにより、ブレージングシートと被接合材料とを接合することができる。ブレージングシートと被接合材料とを溶融したろう材で接合するためには、アルミニウム材料の表面に存在する酸化皮膜を破壊して、アルミニウム材料の新生面を露出させる必要がある。フラックスを使用するろう付方法では、ろう付中に溶融したフラックスが材料表面を覆うことにより、アルミニウム材料の表面に存在する酸化皮膜を破壊し、材料の表面が再び酸化するのを防止している。一方、本発明のろう付方法では、ブレージングシートの心材
またはろう材中に含有するＭｇが、材料の表面に存在する酸化皮膜を破壊し、材料の表面が再び酸化するのを防止する作用を有している。すなわち、アルミニウムよりも酸化しやすいＭｇはアルミニウムの表面でＡｌ_２Ｏ_３＋Ｍｇ→Ａｌ＋ＭｇＯの反応により、アルミニウムの酸化皮膜を還元して破壊し、アルミニウム材料の新生面を露出させる。

しかし、Ｍｇが酸化皮膜を破壊する力はフラックスと比較して弱い。フラックスを使用すると酸化皮膜は細かく分解されるため、フラックスと接触した部分は全面にわたりアルミニウム材料の新生面が露出すると考えられる。一方、Ｍｇが酸化皮膜を破壊する場合には酸化皮膜を細かく分断することは難しく、新生面が十分に露出しない部位が生じることがあると考えられる。そのため、ろう付性が不安定となり、新生面が露出していない部位でフィレットが形成されなかったり、フィレットの大きさが小さくなることがある。

そこで、本発明では、ブレージングシートの心材、他のブレージングシートの心材及びアルミニウム合金部材のいずれかの表面にあらかじめ溝を形成し、溶融したろう材を溝に導くことにより、フィレットを安定して形成することを可能にした。溶融したろう材は毛細管力によりブレージングシートと被接合材料の接触部に集まる。ブレージングシートと被接合材料とが接する接線の近傍には溝が存在するため、溶融したろう材は毛細管力により優先的に溝へ流れる。溝には、溶融したろう材が一時的に溜まる。さらにろう材が溶融し、溶融したろう材の量が増加すると、ブレージングシートと被接合材料との接触部に集まったろう材はフィレットを形成する。この際、溶融したろう材が一箇所にのみ集中するとその箇所にのみフィレットを形成して、その他の箇所にはフィレットを形成しにくくなるため、フィレットが不連続になってしまう。しかし本発明では、フィレットの形成に先行して溝には溶融したろう材が存在する。溝に溜まったろう材とフィレットを形成するろう材は表面張力により一体化しようとするため、溝のある方向へフィレットの形成が促される。そのため、溶融したろう材が一箇所に集中することがなくなり、連続的な安定したフィレットを形成することができる。

従来、ろう付品に予め溝を形成してろう付する方法は知られている。例えば、接合部近傍であってブレージングシートのろう材層の表面に、接合部に通じる溝を形成する方法がある。この方法では、接合部から離れた部位にある溶融したろう材を接合部に供給するための導入路として溝を利用し、接合部におけるフィレットのサイズを大きくしている。しかし、本発明者らの検討では、ろう材層の表面に溝を形成しても溶融したろう材がろう材層の全面を覆ってしまうと、溝を形成したことによる効果が得られないことが確認されている。一方、本発明のろう付方法では、ブレージングシートと被接合材料とが接する接線と略平行に溝を形成している。本発明では溝を溶融したろう材が溜まる場所として利用している。すなわち、本発明では、溶融したろう材が溝に溜まることにより、溶融したろう材がブレージングシートと被接合材料との接触部のうち一箇所に集中するのを防ぎ、溶融したろう材を接触部全体に分散させることができる。

また、従来、ヘッダーパイプとチューブとフィンからなる熱交換器において、チューブ表面に溝を設けてヘッダーパイプのろう材を溝に流動させてチューブとフィンの接合部に供給する方法がある。この方法では溝をチューブ表面の長手方向に形成し、接合部から離れた部位にある溶融したろう材を供給する導入路として溝を利用している。一方、本発明では、ブレージングシートと被接合材料とが接する接線と略平行に溝を形成している。これにより、溶融したろう材がブレージングシートと被接合材料との接触部のうち一箇所に集中するのを防ぎ、溶融したろう材を接触部全体に分散させることができる。

本発明のろう付方法におけるヘッダータンクとチューブとの接合状態を示す斜視図である。 本発明のろう付方法におけるヘッダータンクとチューブとを接合するときの状態を示す平面図である。 図２の線Ａ−Ａに沿う断面図である。 本発明のろう付方法におけるヘッダータンクとチューブとを接合するときの状態を示す断面図である。 本発明のろう付方法におけるヘッダータンクとチューブとを接合するときの状態を示す斜視図である。 本発明のろう付方法におけるヘッダータンクとチューブとを接合するときの状態を示す断面図である。 実施例に使用した熱交換器を模擬したろう付評価サンプルの模式図である。

以下に本発明について詳細に説明する。

本発明のろう付方法では、溝は、ブレージングシートの心材、他のブレージングシートの心材及びアルミニウム合金部材のいずれかの表面に形成される。溝をろう材の表面に形成しても、ろう材が溶融すると、溝が溶融したろう材で埋まり、溝を形成していない部分と溝が一体化してしまう。その結果、溝を形成したにものかかわらずフィレットの形成を促進する効果が発揮されない。

本発明のろう付方法では、溝は、ブレージングシートと、被接合材料である他のブレージングシート及び前記アルミニウム合金部材のいずれか一方とが接する接線の近傍に、接線と略平行に形成される。接線と溝との間隔は、ブレージングシートと被接合材料との間に形成されるフィレットの大きさによって決定する必要がある。ブレージングシートのろう材が厚く、大きなフィレットが形成される場合は、接線と溝との間隔は大きくてもよい。しかし、ブレージングシートのろう材が薄く、小さなフィレットが形成される場合は、接線と溝との間隔は小さい方が好ましい。いずれの場合においても、溝が、フィレットが形成される位置と離れた位置にあると、溝に溶融したろう材が流れ込むことがなく、フィレットの形成を促進する効果が得られない。したがって、溝は、ブレージングシートと被接合材料とが接する接線から０．５ｍｍ〜２ｍｍ離れた位置に形成されるのが好ましい。

溝を形成する位置をより正確に決定する方法として、例えば、あらかじめフラックスを使用したろう付方法によりフィレットを形成する方法が挙げられる。具体的には、フラックスを使用したろう付方法により形成されたフィレットの形状を測定し、フィレットの外縁よりも接線側に溝を形成する。フィレットの形状および大きさは、ブレージングシートに設けられたろう材の量に影響されるため、同じ量のろう材がクラッドされたブレージングシートを用いて、フラックスを使用してアルミニウム合金部材をろう付するのがよい。これにより、形成されるフィレットの大きさを見積もることができる。フラックスを使用したろう付では、材料中にＭｇが存在するとろう付性が悪いため、Ｍｇを含有しない材料を用いて行うのが好ましい。また、理想的なフィレットの形状をシミュレーション等の計算により求め、計算結果をもとに溝を形成する位置を決定してもよい。

溝の大きさは、溶融したろう材が毛細管力により流れる大きさであればよい。溶融したろう材の表面張力から計算される理想的なフィレットの大きさを超えるような極端に大きなサイズでなければ毛細管力は働く。そのため、溝の大きさは任意に設定することができる。しかし、実用的な観点から、溝の深さは０．０１ｍｍ〜０．２５ｍｍ、幅は０．０２ｍｍ〜０．５ｍｍであることが好ましい。深さが０．０１ｍｍ未満であったり、幅が０．０２ｍｍ未満であると、溝を形成する加工が困難であるため、溝の一部が欠落することがある。また、溝が形成されていない材料表面の凹凸と溝との差が小さくなることから、溶融したろう材が溝の途中で流れなくなる可能性があり、連続したフィレットを安定して形
成することができなくなる。一方、深さが０．２５ｍｍを超えたり、幅が０．５ｍｍを超えると、溝を流れるろう材の量が増加するため、フィレットを形成するろう材の量が不足したり、溝の部分でエロージョンが発生し、フィレットを安定して形成することができなくなる。

本発明のろう付方法は、フラックスを使用しないろう付だけでなく、フラックスを使用するろう付や、フラックスを使用しないろう付とフラックスを使用するろう付を併用する場合にも適用可能である。しかし、フラックスを使用したろう付においては、前述のようにフラックスによる酸化皮膜を破壊する力が大きいため、一般的にはフィレットの形成が不安定になることは少ない。したがって、溝の形成によるフィレットを安定的に形成する効果があまり見られない。本発明のろう付方法は、フラックスを使用せずにろう付する場合に効果的である。

本発明で用いるブレージングシートは、心材にろう材がクラッドされたものであって、心材及び／又はろう材にＭｇを含有する。ろう材に含有するＭｇは、ろう付中にろう材の表面に存在するアルミニウム酸化皮膜を還元して破壊する。心材に含有するＭｇは、ろう付中に心材からろう材へ拡散してろう材表面に到達し、アルミニウム酸化皮膜を還元して破壊する。ろう材におけるＭｇの含有率は０．２〜３ｗｔ％であることが好ましい。含有率が０．２ｗｔ％未満であると、アルミニウム酸化被膜を還元して破壊する効果が不十分である。一方、含有率が３ｗｔ％を超えると、ろう材表面にマグネシウム酸化物が厚く形成され、ろう付性が低下する。また、心材におけるＭｇの含有率は０．０５〜２．５ｗｔ％であることが好ましい。含有率が０．０５ｗｔ％未満であると、アルミニウム酸化被膜を還元して破壊する効果が不十分である。一方、含有率が２．５ｗｔ％を超えると、心材の融点が低下し、ろう付中にろうの拡散が進行するためろう付性が低下する。

ろう材を構成するアルミニウム合金は特に限定されないが、例えば、Ａｌ−Ｓｉ合金が挙げられる。ろう材におけるＳｉの含有率は４〜１３ｗｔ％であることが好ましい。Ｓｉはろう材の融点を低下させ、溶融したろう材を生成しやすくする。Ｓｉの含有率が４ｗｔ％未満であると、溶融するろう材の量が少なく、良好なろう付性が得られない。一方、Ｓｉの含有率が１３ｗｔ％を超えると、心材やアルミニウム合金部材への侵食が大きくなる。また、ろう材はろう付性を改善するために、Ｂｉを０．０１〜１．０ｗｔ％含有していてもよい。さらに、ろう材の流動性を向上し、ろう付性を改善するために、Ｎａ、Ｓｒ等の元素を少量含有していてもよい。材料の耐食性を調整するために、Ｃｕ，Ｚｎ等の元素を含有していてもよい。

心材を構成するアルミニウム合金は特に限定されないが、例えば、ＪＩＳＡ１１００のような純Ａｌ系合金やＪＩＳＡ３００３のようなＡｌ−Ｍｎ系合金が挙げられる。また、心材は、材料の強度を調整するために、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｍｎ等の元素を含有していてもよい。また、耐食性を改善するためにＣｕ，Ｚｎ等の元素を含有していてもよい。

なお、本発明で用いるブレージングシートは、心材の一方の面にろう材がクラッドされ、心材のもう一方の面に犠牲材がクラッドされていてもよい。この場合、犠牲材は心材の一部とみなされる。したがって、犠牲材の表面の所定の位置に溝を形成することで本発明の効果を得ることができる。

本発明で用いる被接合材料は、ブレージングシート又はアルミニウム合金部材である。被接合材料であるブレージングシートを構成するアルミニウム合金は、上記Ｍｇ含有ブレージングシートと同じであっても、異なっていてもよい。

本発明のろう付方法において、ろう付の温度は５８０℃〜６２０℃であることが好まし
い。より好ましくは、５９０℃〜６１０℃である。ろう材を構成するアルミニウム合金がＡｌ−Ｓｉ系合金又はＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金である場合、ろう材の溶融開始温度は約５６０℃〜５８０℃である。したがって、ろう付の温度が５８０℃未満であると、溶融するろう材の量が不十分であり、ろう付性が低下する。また、ろう付の温度が６２０℃を超えると、ブレージングシートの心材およびアルミニウム合金部材の一部が溶融するエロージョンが発生し、良好な接合性が得られない。また、ろう付の温度における保持時間は３〜１０分であることが好ましい。

本発明では、ろう付は不活性ガス雰囲気下で行われる。不活性ガスとしては、窒素、アルゴン又はこれらの混合ガスが工業的に利用可能である。不活性ガスに窒素を使用すると、アルミニウム合金部材の表面にＭｇまたはＡｌと窒素の化合物皮膜を形成し、ろう付性を低下させることがある。アルゴンはＭｇまたはＡｌと反応しないため、不活性ガスとして適している。また不活性ガス雰囲気中の酸素濃度は２００ｐｐｍ以下であることが好ましい。酸素濃度はできるだけ低い方がろう付中にアルミニウム合金部材の表面が酸化するのを抑えられるため、酸素濃度は２０ｐｐｍ以下であることがより好ましい。

本発明のろう付方法を適用する製品としては、ろう付により製造される熱交換器が挙げられる。特にヘッダータンクとチューブとフィンから構成される熱交換器において、ヘッダータンクとチューブの接触部に安定した形状のフィレットを形成すると、熱交換器の内部を流れる冷媒を熱交換器内部に密閉することができる。ヘッダータンクとチューブとを接合するにあたり本発明のろう付方法を適用した例を図１〜図６に示す。

図１は、心材の片面にろう材をクラッドし、ろう材または心材にＭｇを含有したブレージングシートからなるヘッダータンクと、心材の片面にろう材をクラッドしたブレージングシートからなるチューブとの接合状態を示す斜視図である。図１に示すように、ヘッダータンク１には、ヘッダータンク１とチューブ２とが接する接線と略平行に溝３が形成されている。本実施形態では、溝３は、チューブ２の外周に沿って、その周囲を囲んで形成されている。そして、溝３の上部には、当該溝を埋めるようにオーバル形状のフィレット４が形成されている。図２は、ヘッダータンク１とチューブ２とを接合するときの状態を示す平面図であり、図３は、図２の線Ａ−Ａに沿う断面図である。ヘッダータンク１は、心材１ａとろう材１ｂとからなり、チューブ２は心材２ａとろう材２ｂとからなる。チューブ２のろう材２ｂ側がヘッダータンク１と当接している。溝３は、ヘッダータンク１の心材１ａの表面に形成されている。

図４は、ろう材をクラッドしていない心材のみからなるヘッダータンクと、心材の片面にろう材をクラッドし、ろう材または心材にＭｇを含有したブレージングシートからなるチューブとを接合するときの状態を示す断面図である。ヘッダータンク５はろう材をクラッドしない心材のみからなり、チューブ６は心材６ａとろう材６ｂとからなる。チューブ６のろう材６ｂ側がヘッダータンク５と当接している。ヘッダータンク５の両面には、一対の溝７ａ、７ｂが形成されている。

図５は、心材の片面にろう材をクラッドし、ろう材または心材にＭｇを含有したブレージングシートからなるヘッダータンクと、ろう材をクラッドしていない心材のみからなるチューブとを接合するときの状態を示す斜視図である。図５に示すように、チューブ９の外周面には、ヘッダータンク８とチューブ９とが接する接線と略平行に溝１０ａが形成されている。図６は、ヘッダータンク８とチューブ９とを接合するときの状態を示す断面図である。ヘッダータンク８は心材８ａとろう材８ｂとからなり、チューブ９は、ろう材がクラッドしていない心材のみからなる。チューブ９の外周面には、ヘッダータンク８の両側に一対の溝１０ａ、１０ｂが形成されている。

次に本発明を実施例に基づき説明する。

図７に示す熱交換器を模擬したろう付評価サンプル２０を用いて本発明のろう付性を確認した。ろう付評価サンプル２０は、１対のヘッダータンクサンプル２１と４本のチューブサンプル２２とからなる。

通常のブレージングシートの製造方法により表１に示す組成の心材およびろう材からなるブレージングシートを製造した。なお、表１示す組成の単位は「ｗｔ％」である。まず、各合金を鋳造後、心材を面削し、ろう材を熱間圧延により所定の厚さにした。その後、心材とろう材を合わせて熱間クラッド圧延し、冷間圧延により所定の厚さに仕上げた。ろう材は片面クラッドとし、クラッド率は１０％とした。板厚は１．５ｍｍとした。作製したブレージングシートを５０×３０ｍｍに切断し、チューブを差し込むための４箇所のスリット（２０．２×１．１ｍｍ）を機械加工により作製した。ブレージングシートの心材面には、各スリットから一定の間隔で離れた位置に刃状の工具を押し当て各種サイズの溝２３を形成した。これをヘッダータンクサンプル２１とした。

また、１．０ｍｍのＪＩＳＡ３００３のベア材を２０×５０ｍｍに切断した。これをチューブサンプル２２とした。１対のヘッダータンクサンプル２１のろう材面を内側、心材面を外側にし、ヘッダータンクサンプル２１のスリットにチューブサンプル２２を差し込んだ。ヘッダータンクサンプル２１とチューブサンプル２２とを治具で固定し、図７に示すろう付評価サンプル２０を作製した。

なお、ヘッダータンクサンプル２１に形成する溝２３の位置を決定するにあたって、予め、Ｍｇを含有しないブレージングシートである材料記号Ａ１とベア材とを組み合わせて、実施例と同じ形状のサンプルを作製した。前記サンプルにアルミろう付用のフラックスを塗布して、不活性ガス中で加熱し、ろう付サンプルを作製した。得られたろう付サンプルの接合部にできたフィレットは、スリットから１．４ｍｍの大きさであることを確認した。そのため、実施例において溝を形成するにあたり、スリットと溝の中心との間隔は１．４ｍｍ以下の値とした。具体的に、１．４ｍｍおよび０．７ｍｍとした。

ろう付評価サンプル２０を、フラックスを塗布せずに加熱炉内でろう付した。ろう付は炉内をアルゴンガスで満たし、酸素濃度が１０ｐｐｍの雰囲気中で行った。サンプルの温度を測定しながら、サンプルの温度が６００℃で３分保持できるろう付条件で実施した。

ろう付後、ヘッダータンクサンプル２１の心材面とチューブサンプル２２との接合部に形成されたフィレットの状態を外観から判断して評価した。評価は、チューブサンプル２２の外周に連続して均一な大きなフィレットが形成された場合を「◎」、チューブサンプル２２の外周に連続して均一なフィレットが形成された場合を「○」、チューブサンプル２２の外周に連続したフィレットが形成されたがフィレットの大きさが不十分な場合を「△」、チューブサンプル２２の外周に形成されたフィレットが不連続だった場合を「×」とした。評価結果を表２に示した。

心材又はろう材にＭｇを含有し心材面に溝が形成されたブレージングシートを用いてろう付を行った実施例１〜８では、チューブサンプルの外周に連続して均一なフィレットが形成された。特に、溝の深さが０．０１ｍｍ〜０．２５ｍｍであり、溝の幅が０．０２ｍｍ〜０．５ｍｍである実施例１〜３及び５〜７では、大きなフィレットが形成された。一
方、溝が形成されていないブレージングシートを用いてろう付を行った比較例１、２では、チューブサンプルの外周にフィレットが形成されたもののフィレットの大きさが不十分であった。また、心材又はろう材にＭｇを含有していないブレージングシートを用いてろう付を行った比較例３では、チューブサンプルの外周に形成されたフィレットが不連続であった。

本発明のろう付方法を適用し、ブレージングシートの心材、他のブレージングシートの心材及びアルミニウム合金部材のいずれかの表面に溝を形成してフラックスを使用せずに不活性ガス雰囲気下でろう付することにより、フラックスを使用せずにろう付した際におけるろう付性の不安定さを克服し、良好なろう付性を得ることが可能となる。本発明のろう付方法はフィレットの形成を必要とする熱交換器等のろう付製品への利用に適している。特に、熱交換器のヘッダータンクとチューブとの接合に適用することで、安定した形状のフィレットを形成することができ、ろう付による密閉性を確保した高信頼性のろう付製品を製造することが可能となる。

１、５、８ ヘッダータンク
２、６、９ チューブ
３、７ａ、７ｂ、１０ａ、１０ｂ、２３ 溝
４ フィレット
２１ ヘッダータンクサンプル
２２ チューブサンプル
２０ ろう付評価サンプル

Claims (4)

1. 心材にろう材がクラッドされたＭｇ含有アルミニウム合金製ブレージングシートと、被接合材料である他のブレージングシート及びアルミニウム合金部材のいずれか一方とをろう付するろう付方法であって、
   前記ブレージングシートと、前記他のブレージングシート及び前記アルミニウム合金部材のいずれか一方とが接する接線に略平行な溝を、前記ブレージングシートの心材、前記他のブレージングシートの心材及び前記アルミニウム合金部材のいずれかの表面であり、かつ前記接線の近傍に形成し、
   フラックスを使用せずに不活性ガス雰囲気下で加熱することにより前記ろう材を溶融し、溶融したろう材を前記溝に流し、前記ブレージングシートと前記他のブレージングシート又は前記ブレージングシートと前記アルミニウム合金部材とをろう付することを特徴とする、ろう付方法。
2. 前記溝は、深さが０．０１ｍｍ〜０．２５ｍｍ、幅が０．０２ｍｍ〜０．５ｍｍであることを特徴とする、請求項１に記載のろう付方法。
3. 前記溝は、前記接線から０．５ｍｍ〜２ｍｍ離れた位置に形成されることを特徴とする、請求項１又は２に記載のろう付方法。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載のろう付方法によりヘッダータンクとチューブとを接合して製造された熱交換器であって、
   前記ヘッダータンク及び前記チューブの一方が、心材にろう材がクラッドされたＭｇ含有アルミニウム合金製ブレージングシートで形成され、他方が他のブレージングシート又はアルミニウム合金部材で形成されることを特徴とする熱交換器。