JP2015058472A - Method of soldering aluminum alloy member - Google Patents
Method of soldering aluminum alloy member Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015058472A JP2015058472A JP2013195592A JP2013195592A JP2015058472A JP 2015058472 A JP2015058472 A JP 2015058472A JP 2013195592 A JP2013195592 A JP 2013195592A JP 2013195592 A JP2013195592 A JP 2013195592A JP 2015058472 A JP2015058472 A JP 2015058472A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- brazing
- bonded surface
- aluminum alloy
- oxide film
- bonded
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)
Abstract
Description
本発明は不活性ガス雰囲気下、無フラックスでアルミニウム合金製ブレージングシートとアルミニウム合金部材とをろう付するろう付方法に関する。 The present invention relates to a brazing method for brazing an aluminum alloy brazing sheet and an aluminum alloy member without flux in an inert gas atmosphere.
現在、熱交換器のろう付方法としては、大別して、フラックスを用いない真空ろう付方法と、窒素などの非酸化性雰囲気中で行うフラックスを用いたろう付方法が工業的に実施されている。前者は高価な真空ろう付炉を必要とし、生産効率も低いという問題がある。後者はフラックスの使用自体に費用がかかる。また、フラックスを塗布する工程及び乾燥する工程が必要であり、そのための費用が嵩む。 At present, the brazing method for heat exchangers is broadly divided into a vacuum brazing method using no flux and a brazing method using a flux performed in a non-oxidizing atmosphere such as nitrogen. The former requires an expensive vacuum brazing furnace and has a problem of low production efficiency. The latter is expensive to use the flux itself. Moreover, the process of apply | coating a flux and the process of drying are required, and the expense for it increases.
また、フラックスを用いてＭｇ含有アルミニウム合金をろう付すると、Ｍｇとフラックスに含有されるＦとが反応する。ＦとＭｇの反応生成物がろう付性を損なうため、フラックスを用いたろう付はＭｇ含有アルミニウム合金の接合には不適当とされている。Ｍｇはアルミニウム合金の強度向上に有効な添加元素である。したがって、材料としてＭｇ含有アルミニウム合金を使用することができないことは、ろう付製品の強度の点で不利となる。 Moreover, when Mg containing aluminum alloy is brazed using a flux, Mg and F contained in the flux react. Since the reaction product of F and Mg impairs brazing, brazing using a flux is not suitable for joining Mg-containing aluminum alloys. Mg is an additive element effective for improving the strength of the aluminum alloy. Therefore, the inability to use Mg-containing aluminum alloy as a material is disadvantageous in terms of the strength of the brazed product.
そこで、フラックスを用いずに不活性ガス雰囲気でろう付を行うことは、装置として真空炉よりも安価な不活性ガス炉が使用でき、かつ、Ｍｇ含有アルミニウム合金の接合にも用いることができるので工業的に有利である。このような観点から、種々のろう付方法が開発されてきた。 Therefore, brazing in an inert gas atmosphere without using a flux can use an inert gas furnace that is cheaper than a vacuum furnace as an apparatus, and can also be used for joining Mg-containing aluminum alloys. Industrially advantageous. From such a viewpoint, various brazing methods have been developed.
しかしながら、フラックスを用いずに不活性ガス雰囲気でろう付を行った場合、継手形状によっては接合が不十分になることが知られている。例えば、図７に示すようなカップ型成形品１００同士を重ね合わせた継手形状を接合する場合であり、接合部１００’の内側１０１では十分なフィレットが形成されるのに対して、接合部１００’の外側１０２ではろう量が不足するためフィレットが極端に小さく、良好なろう付性が得られないという問題がある。これは、接合部１００’の外側１０２と内側１０１とでは、気流の流れが異なるためであると考えられる。接合部１００’の内側１０１では気流の流れが少ないため、接合部１００’近傍にＭｇ蒸気が形成されるのに対して、接合部１００’の外側１０２では不活性ガスの気流により、接合部１００’近傍でのＭｇ蒸気の形成が妨げられる。これにより、接合部１００’の外側１０２におけるろうの濡れ性が接合部１００’の内側１０１よりも悪く、接合部１００’の外側１０２で溶融したろう材が接合部１００’の内側１０１に徐々に引き寄せられたと考えられる。接合部の外側におけるろう材量の不足を補うために、接合部の外側にろう材を追加したとしても、結局はろうが接合部の内側に移動してしまい、接合部の外側での良好なろう付性を確保することはできない。 However, when brazing is performed in an inert gas atmosphere without using a flux, it is known that bonding may be insufficient depending on the shape of the joint. For example, in the case where a joint shape in which cup-shaped molded products 100 are overlapped as shown in FIG. 7 is joined, a sufficient fillet is formed on the inner side 101 of the joint part 100 ′, whereas the joint part 100 is formed. Since the amount of brazing is insufficient on the outer side 102, there is a problem that the fillet is extremely small and good brazing properties cannot be obtained. This is considered to be because the airflow is different between the outer side 102 and the inner side 101 of the joint portion 100 ′. Since there is less airflow in the inner part 101 ′ of the joint 100 ′, Mg vapor is formed in the vicinity of the joint 100 ′, whereas in the outer part 102 of the joint 100 ′, an inert gas stream causes the joint 100. 'Prevents the formation of Mg vapor in the vicinity. As a result, the wettability of the brazing at the outer side 102 of the joining part 100 ′ is worse than the inner side 101 of the joining part 100 ′, and the brazing material melted at the outer side 102 of the joining part 100 ′ gradually enters the inner side 101 of the joining part 100 ′. It is thought that it was attracted. In order to make up for the shortage of brazing filler metal outside the joint, even if brazing material is added outside the joint, the wax will eventually move inside the joint, which is good outside the joint. Brazing ability cannot be ensured.
そこで、被ろう付物に対する不活性ガスの流れを抑制するために被ろう付物に覆いをして、覆いの内部にＭｇ蒸気の供給源を配置する方法が提案されている（特許文献１）。しかし、この方法では、接合部の外側でのろう付性は改善されるものの、被ろう付物に覆いを被せることにより被ろう付物の昇温が遅くなる。これにより、ろう付に要する時間が長くなるので、生産効率の低下を招くという欠点を有する。 Then, in order to suppress the flow of the inert gas with respect to a brazing object, the method of covering the brazing object and arrange | positioning the supply source of Mg vapor | steam inside the covering is proposed (patent document 1). . However, in this method, the brazing property on the outside of the joint is improved, but the temperature rise of the brazing object is slowed by covering the brazing object. As a result, the time required for brazing becomes longer, so that the production efficiency is lowered.
これに対して、炉内に配置された被ろう付物を加熱した後、昇温速度が低下するのを防止するため、予めろう付温度以上に加熱していた風除け治具を被ろう付物に覆い被せる方法が提案されている（特許文献２）。 On the other hand, after the brazing object placed in the furnace is heated, the windbreak jig previously heated to the brazing temperature or higher is to be brazed to prevent the rate of temperature rise from decreasing. There has been proposed a method of covering the surface (Patent Document 2).
しかしながら、特許文献２の方法では、接合部の外側でのろう付性を改善しているものの、昇温速度が低下するのを効果的に防止するためには被ろう付物のサイズに合わせた風除け治具をそれぞれ用意する必要がある。また、風除け治具の温度をろう付温度以上に保持し、ろう付途中で風除け治具を覆い被せる機構を炉内に追加する必要がある。 However, in the method of Patent Document 2, although the brazing property on the outside of the joint portion is improved, in order to effectively prevent the temperature increase rate from being lowered, it is adjusted to the size of the object to be brazed. It is necessary to prepare a windbreak jig. In addition, it is necessary to add a mechanism in the furnace that keeps the temperature of the windbreak jig above the brazing temperature and covers the windbreak jig during brazing.
本発明は、上記のような従来技術の問題を鑑みてなされたものであり、フラックスを用いずに不活性ガス雰囲気中でろう付を行うにあたり、コストアップや煩雑な作業工程の増加を抑制しつつ良好なろう付性を達成するろう付方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and suppresses an increase in cost and an increase in complicated work steps when brazing in an inert gas atmosphere without using a flux. An object of the present invention is to provide a brazing method that achieves good brazing properties.
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意研究進めた結果、ろう材又は心材にＭｇを含有するアルミニウム合金製ブレージングシートを使用し、不活性ガス雰囲気中、無フラックスでアルミニウム合金部材をろう付する方法において、アルミニウム合金製ブレージングシートの被接合面およびアルミニウム合金部材の被接合面に形成された酸化皮膜の厚さと、被接合面に付加する圧力を適切に制御することで、図１に示すような継手形状においても、被接合面の一端から他端にかけてのろうの移動を抑制することができる。そのため、図７に示すようなカップ型成形品１００同士を重ね合わせた継手形状を接合する場合、接合部の外側にろう材量を増加させることで、接合部の外側に十分なフィレットを形成することが可能となることを見出した。 As a result of diligent research to achieve the above object, the present inventors use brazing sheets made of aluminum alloy containing Mg as a brazing material or a core material, and braze aluminum alloy members without flux in an inert gas atmosphere. 1, by appropriately controlling the thickness of the oxide film formed on the bonded surface of the aluminum alloy brazing sheet and the bonded surface of the aluminum alloy member, and the pressure applied to the bonded surface. Even in the joint shape as shown, the movement of the wax from one end to the other end of the joined surface can be suppressed. Therefore, when joining a joint shape in which cup-shaped molded products 100 are overlapped as shown in FIG. 7, a sufficient fillet is formed on the outside of the joint by increasing the amount of the brazing material on the outside of the joint. I found out that it would be possible.
本発明に係るろう付方法は、アルミニウム合金部材における第１被接合面とアルミニウム合金製ブレージングシートにおける第２被接合面とを接合するろう付方法であって、前記アルミニウム合金製ブレージングシートは、心材と、前記心材にクラッドされたろう材と、を備え、前記心材におけるＭｇ含有率が０．２〜２．０ｗｔ％であり、かつ、前記ろう材におけるＭｇ含有率が５．０ｗｔ％以下であるか、又は、前記心材におけるＭｇ含有率が０．２ｗｔ％未満であり、かつ、前記ろう材におけるＭｇ含有率が０．１〜５．０ｗｔ％であり、前記第２被接合面は、前記アルミニウム合金製ブレージングシートの端面又は前記アルミニウム合金製ブレージングシートのろう材側の面の一部であり、前記第１被接合面に形成された酸化皮膜と前記第２被接合面に形成された酸化皮膜の厚さの合計が２〜５００ｎｍであり、前記第１被接合面と前記第２被接合面とを当接させ、前記第１被接合面及び前記第２被接合面に０．５ｇｆ／ｍｍ２以上の圧力を付加しながら不活性ガス雰囲気下で無フラックスでろう付し、ろう付中、前記第１被接合面の一端から他端にかけての前記ろう材に由来するろうの移動が前記第１被接合面と前記第２被接合面との間でのみ行われることを特徴とする。 The brazing method according to the present invention is a brazing method for joining a first joined surface of an aluminum alloy member and a second joined surface of an aluminum alloy brazing sheet, wherein the aluminum alloy brazing sheet comprises a core material And a brazing material clad on the core material, wherein the Mg content in the core material is 0.2 to 2.0 wt%, and the Mg content in the brazing material is 5.0 wt% or less. Alternatively, the Mg content in the core material is less than 0.2 wt%, the Mg content in the brazing material is 0.1 to 5.0 wt%, and the second bonded surface is formed of the aluminum alloy. An end face of the brazing sheet made of aluminum or a part of the brazing material side face of the brazing sheet made of aluminum alloy, and an oxide film formed on the first joined surface; The total thickness of the oxide film formed on the second bonded surface is 2 to 500 nm, the first bonded surface and the second bonded surface are brought into contact with each other, and the first bonded surface and While applying a pressure of 0.5 gf / mm 2 or more to the second bonded surface, brazing is performed in a non-flux atmosphere under an inert gas atmosphere. During brazing, the first bonded surface is stretched from one end to the other. The movement of the brazing derived from the brazing material is performed only between the first bonded surface and the second bonded surface.
本発明に係るろう付方法において、前記第１被接合面及び前記第２被接合面の表面粗さＲａが０．３μｍ以下であることが好ましい。 In the brazing method according to the present invention, it is preferable that a surface roughness Ra of the first bonded surface and the second bonded surface is 0.3 μm or less.
本発明に係るろう付方法において、前記第１被接合面の幅が１ｍｍ以上であることが好ましい。 In the brazing method according to the present invention, it is preferable that a width of the first bonded surface is 1 mm or more.
本発明に係るろう付方法において、前記第１被接合面に形成された酸化皮膜と前記第２被接合面に形成された酸化皮膜の厚さの合計をＡｎｍとし、前記圧力をＢｇｆ／ｍｍ２としたとき、前記ＡとＢが下記式（１）〜（２）、または（３）〜（４）の関係を満たすことが好ましい。
２≦Ａ≦２００ （１）
Ｂ≧−０．０１２５×Ａ＋３ （２）
２００≦Ａ （３）
Ｂ≧０．５ （４）
In the brazing method according to the present invention, the total thickness of the oxide film formed on the first bonded surface and the oxide film formed on the second bonded surface is defined as Anm, and the pressure is set to Bgf / mm 2. It is preferable that said A and B satisfy | fill the relationship of following formula (1)-(2) or (3)-(4).
2 ≦ A ≦ 200 (1)
B ≧ −0.0125 × A + 3 (2)
200 ≦ A (3)
B ≧ 0.5 (4)
本発明に係るろう付方法では、アルミニウム合金部材の第１被接合面とアルミニウム合金製ブレージングシートの第２被接合面との間でろうが移動するのを抑制することができる。そのため、ろう付中、第１被接合面の一端から他端にかけてのろうの移動が第１被接合面と第２被接合面の間でのみ行われる継手形状において、良好なろう付性を確保でき、優れた高品質のろう付製品を製造することができる。 In the brazing method according to the present invention, it is possible to suppress the movement of the braze between the first bonded surface of the aluminum alloy member and the second bonded surface of the aluminum alloy brazing sheet. Therefore, during brazing, good brazing is ensured in the joint shape in which the movement of the brazing from one end to the other end of the first bonded surface is performed only between the first bonded surface and the second bonded surface. It is possible to produce excellent high-quality brazed products.
以下に、本発明について詳細に説明する。 The present invention is described in detail below.
本発明に係るアルミニウム合金部材のろう付方法は、アルミニウム合金製ブレージングシートと、アルミニウム合金部材とを、不活性ガス雰囲気中、無フラックスでろう付する方法である。アルミニウム合金製ブレージングシートは、心材と、心材にクラッドされたろう材とを備え、心材におけるＭｇ含有率が０．２〜２．０ｗｔ％であり、かつ、ろう材におけるＭｇ含有率が５．０ｗｔ％以下であるか、又は、心材におけるＭｇ含有率が０．２ｗｔ％未満であり、かつ、ろう材におけるＭｇ含有率が０．１〜５．０ｗｔ％である。なお、アルミニウム合金部材において、ろう付によってアルミニウム合金製ブレージングシートと接合される面を第１被接合面という。また、アルミニウム合金製ブレージングシートにおいて、ろう付によってアルミニウム合金部材と接合される面を第２被接合面という。これは、第１被接合面と第２被接合面の大きさは略同一であることを意味する。第１被接合面は、アルミニウム合金部材の一部であれば、特に位置は制限されない。第２被接合面は、アルミニウム合金製ブレージングシートの端面又はアルミニウム合金製ブレージングシートのろう材側の面の一部である。すなわち、第２被接合面の少なくとも一部は、ろう材上に存在する。 The method for brazing an aluminum alloy member according to the present invention is a method for brazing an aluminum alloy brazing sheet and an aluminum alloy member in an inert gas atmosphere without flux. The brazing sheet made of an aluminum alloy includes a core material and a brazing material clad on the core material, the Mg content in the core material is 0.2 to 2.0 wt%, and the Mg content in the brazing material is 5.0 wt%. Or the Mg content in the core material is less than 0.2 wt%, and the Mg content in the brazing material is 0.1 to 5.0 wt%. In addition, in an aluminum alloy member, the surface joined to the brazing sheet made of aluminum alloy by brazing is referred to as a first joined surface. Moreover, in the brazing sheet made of aluminum alloy, the surface joined to the aluminum alloy member by brazing is referred to as a second joined surface. This means that the sizes of the first bonded surface and the second bonded surface are substantially the same. The position of the first bonded surface is not particularly limited as long as it is a part of the aluminum alloy member. The second bonded surface is a part of the end surface of the aluminum alloy brazing sheet or the brazing material side surface of the aluminum alloy brazing sheet. That is, at least a part of the second bonded surface exists on the brazing material.
フラックスを用いてろう付する方法では、アルミニウム合金の表面に形成された主にＡｌ２Ｏ３からなる酸化皮膜がフラックスによって細かく破壊・分断されることでろう付が可能となる。これに対し、本発明に係るろう付方法では、ブレージングシートに含有されるＭｇが４Ａｌ２Ｏ３＋３Ｍｇ→３ＭｇＡｌ２Ｏ４＋２ＡｌあるいはＡｌ２Ｏ３＋３Ｍｇ→３ＭｇＯ＋２Ａｌといった還元反応により、新たにＭｇ由来の酸化皮膜を形成し、その酸化皮膜が表面から剥離して、アルミニウム合金が露出することでろう付が可能となる。本発明に係るろう付方法ではフラックスを用いてろう付する方法とは異なり、新たに形成されたＭｇ由来の酸化皮膜が表面から剥離するだけである。そして、Ｍｇ由来の酸化皮膜は、そのほとんどが分断されず、形状を保ったまま幅が数μｍほどの大きさで残留することが判明した。 In the method of brazing using a flux, brazing can be performed by finely breaking and dividing the oxide film mainly made of Al 2 O 3 formed on the surface of the aluminum alloy by the flux. In contrast, in the brazing method according to the present invention, Mg contained in the brazing sheet is newly derived from Mg by a reduction reaction such as 4Al 2 O 3 + 3Mg → 3MgAl 2 O 4 + 2Al or Al 2 O 3 + 3Mg → 3MgO + 2Al. Brazing becomes possible by forming an oxide film, peeling the oxide film from the surface, and exposing the aluminum alloy. In the brazing method according to the present invention, unlike the method of brazing using a flux, a newly formed Mg-derived oxide film is merely peeled off from the surface. And it turned out that most of the oxide film derived from Mg remains in a size of about several μm while maintaining its shape without being divided.
図１は、アルミニウム合金材１とアルミニウム合金製ブレージングシート２とが加圧された状態での被接合面を示す模式図である。図１に示すように、アルミニウム合金製ブレージングシート２は心材２Ａとろう材２Ｂとからなり、ろう付の際にはろう材２Ｂが固液共存状態となっている。すなわち、アルミニウム合金材１とろう材２Ｂの固相部分との間に隙間３が生じている。隙間３は、幅が数μｍ〜数１０μｍであって、複雑な形状を有している。ろう材は溶融すると、この隙間３を移動可能である。本発明に係るろう付方法では、図１に示すようにＭｇ由来の酸化皮膜４が隙間３に残留することにより、ろうが隙間３を移動するのを抑制することができる。なお、図１では、第２被接合面の全てにろう材が存在する場合を示した。しかし、第２被接合面の一部にろう材が存在しない部分があっても、第２被接合面の一部に存在するろう材由来のろうが、ろう付の際に第１被接合面を部分的にエロージョンすることで、第２被接合面のろう材が存在しない部分と第１被接合面との間にも隙間が生じる。そのため、溶融したろうは、第２被接合面の全面と第１被接合面との間で移動可能である。そして、上記と同様に、Ｍｇ由来の酸化皮膜が隙間に残留することにより、ろうが隙間を移動するのを抑制することができる。 FIG. 1 is a schematic view showing a surface to be joined in a state where an aluminum alloy material 1 and an aluminum alloy brazing sheet 2 are pressurized. As shown in FIG. 1, the brazing sheet 2 made of aluminum alloy is composed of a core material 2A and a brazing material 2B, and the brazing material 2B is in a solid-liquid coexistence state during brazing. That is, a gap 3 is formed between the aluminum alloy material 1 and the solid phase portion of the brazing material 2B. The gap 3 has a width of several μm to several tens of μm, and has a complicated shape. When the brazing material is melted, the gap 3 can be moved. In the brazing method according to the present invention, the Mg-derived oxide film 4 remains in the gap 3 as shown in FIG. FIG. 1 shows the case where the brazing material is present on all of the second bonded surfaces. However, even if there is a portion where the brazing material does not exist in a part of the second bonded surface, the brazing material derived from the brazing material that exists in a part of the second bonded surface is the first bonded surface during brazing. Is partially eroded, so that a gap is also generated between the portion where the brazing material on the second bonded surface is not present and the first bonded surface. Therefore, the molten solder can move between the entire surface of the second bonded surface and the first bonded surface. And like the above, when the oxide film derived from Mg remains in the gap, it is possible to prevent the wax from moving in the gap.
Ａ．アルミニウム合金製ブレージングシート
本発明で用いる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。）は、図２に示すように、心材１１１と心材１１１上に形成されたろう材１１２とで構成されるアルミニウム合金製ブレージングシート１１であって、ろう材１１２の表面には酸化皮膜１１３が形成されている。
A. The brazing sheet made of aluminum alloy The brazing sheet made of aluminum alloy (hereinafter simply referred to as “brazing sheet”) used in the present invention is composed of a core material 111 and a brazing material 112 formed on the core material 111 as shown in FIG. The brazing sheet 11 is made of an aluminum alloy, and an oxide film 113 is formed on the surface of the brazing material 112.
ブレージングシートは、心材におけるＭｇ含有率が０．２〜２．０ｗｔ％であり、かつ、ろう材におけるＭｇ含有率が５．０ｗｔ％以下であるか、又は、心材におけるＭｇ含有率が０．２ｗｔ％未満であり、かつ、ろう材におけるＭｇ含有率が０．１〜５．０ｗｔ％である。心材におけるＭｇ含有率が０．２ｗｔ％未満であり、かつ、ろう材におけるＭｇ含有率が０．１％未満であると、ろう材表面およびアルミニウム合金部材に形成された酸化皮膜を還元して破壊することができず、アルミニウム合金部材と良好に接合することができない。心材におけるＭｇの含有率が２．０ｗｔ％超であるか、又は、ろう材におけるＭｇ含有率が５．０ｗｔ％超であると、ろう材表面にＭｇ由来の酸化皮膜が厚く形成されるため、ろう付性が低下する。 In the brazing sheet, the Mg content in the core material is 0.2 to 2.0 wt%, and the Mg content in the brazing material is 5.0 wt% or less, or the Mg content in the core material is 0.2 wt%. %, And the Mg content in the brazing material is 0.1 to 5.0 wt%. When the Mg content in the core material is less than 0.2 wt% and the Mg content in the brazing material is less than 0.1%, the oxide film formed on the brazing material surface and the aluminum alloy member is reduced and destroyed. Cannot be bonded to the aluminum alloy member. If the Mg content in the core material is over 2.0 wt%, or if the Mg content in the brazing material is over 5.0 wt%, an Mg-derived oxide film is formed thick on the brazing material surface, Brazeability decreases.
心材は、Ｍｇの他に、Ｓｉを０．２〜１．２ｗｔ％、Ｃｕを０．１〜１．０ｗｔ％、Ｍｎを０．０５〜２．０ｗｔ％、Ｆｅを０．０５〜１．０ｗｔ％含有していてもよい。Ｓｉ、Ｃｕ、Ｍｎは心材中に固溶するか又は金属間化合物を分布させ、心材の強度向上に寄与する。Ｆｅは結晶粒を微細化する機能を有し、成型加工性の向上に寄与する。さらに、心材は、Ｔｉを０．０５〜０．２ｗｔ％、Ｚｒを０．０５〜０．２ｗｔ％含有していてもよい。 In addition to Mg, the core material is 0.2 to 1.2 wt% Si, 0.1 to 1.0 wt% Cu, 0.05 to 2.0 wt% Mn, 0.05 to 1.0 wt% Fe % May be contained. Si, Cu, and Mn are dissolved in the core material or an intermetallic compound is distributed, thereby contributing to improvement of the strength of the core material. Fe has a function of refining crystal grains and contributes to improvement of molding processability. Furthermore, the core material may contain 0.05 to 0.2 wt% Ti and 0.05 to 0.2 wt% Zr.
ろう材は、Ｍｇの他に、Ｓｉを５〜１３ｗｔ％含有することが好ましい。Ｓｉの含有率が５ｗｔ％未満であると、ろう付温度において溶融するろう材の量が少なくなり、ろう付性が低下する。一方、Ｓｉの含有率が１３ｗｔ％を超えると、ろう材の液相温度が上昇するとともに心材へ浸食し、ろう付性が低下する。また、ろう材は、Ｍｇ、Ｓｉの他に、Ｃｕを０．０５〜２ｗｔ％、Ｚｎを０．０５〜２ｗｔ％、Ｂｉを０．０１〜１ｗｔ％含有していてもよい。Ｃｕ、Ｚｎはろう材の融点を下げ、低温でのろう付を可能にする。Ｂｉは、溶融したろう材の濡れ性を向上させる。さらに、ろう材は、Ｆｅを０．１〜１．５ｗｔ％、Ｔｉを０．０５〜０．２ｗｔ％含有していてもよい。ろう材の厚さは、１０μｍ〜２００μｍであることが好ましい。ろう材のクラッド率は、１〜２０％であることが好ましい。 The brazing material preferably contains 5 to 13 wt% of Si in addition to Mg. When the Si content is less than 5 wt%, the amount of the brazing material that melts at the brazing temperature decreases, and the brazing performance decreases. On the other hand, when the Si content exceeds 13 wt%, the liquidus temperature of the brazing material rises and the core material is eroded and brazing properties are reduced. In addition to Mg and Si, the brazing material may contain 0.05 to 2 wt% of Cu, 0.05 to 2 wt% of Zn, and 0.01 to 1 wt% of Bi. Cu and Zn lower the melting point of the brazing material and enable brazing at a low temperature. Bi improves the wettability of the molten brazing material. Further, the brazing material may contain 0.1 to 1.5 wt% Fe and 0.05 to 0.2 wt% Ti. The thickness of the brazing material is preferably 10 μm to 200 μm. The clad rate of the brazing material is preferably 1 to 20%.
Ｂ．アルミニウム合金部材
本発明で用いるアルミニウム合金部材は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる。例えば、純アルミニウム材、Ａｌ−Ｍｎ合金材、Ａｌ−Ｚｎ合金材等である。
B. Aluminum alloy member The aluminum alloy member used in the present invention is made of aluminum or an aluminum alloy. For example, a pure aluminum material, an Al—Mn alloy material, an Al—Zn alloy material, or the like.
Ｃ．ブレージングシート及びアルミニウム合金部材の酸化皮膜
ブレージングシート及びアルミニウム合金部材の表面に形成される酸化皮膜は、主に、Ａｌ２Ｏ３からなる。アルミニウム合金部材の第１被接合面に形成された酸化皮膜及びブレージングシートの第２被接合面に形成された酸化皮膜の厚さの合計は２ｎｍ〜５００ｎｍである。酸化皮膜の厚さの合計が２ｎｍ未満であると、第１被接合面と第２被接合面との間に残留するＭｇ由来の酸化皮膜が少なく、第１被接合面と第２被接合面との間におけるろうの移動を抑制する効果が十分に得られない。一方、酸化皮膜の厚さの合計が５００ｎｍを超えると、当該酸化皮膜をＭｇによって還元し破壊することができず、ろう付性が著しく低下する。
C. The oxide film formed on the surface of the brazing sheet and the aluminum alloy member is mainly composed of Al 2 O 3 . The total thickness of the oxide film formed on the first bonded surface of the aluminum alloy member and the oxide film formed on the second bonded surface of the brazing sheet is 2 nm to 500 nm. When the total thickness of the oxide films is less than 2 nm, there are few Mg-derived oxide films remaining between the first bonded surface and the second bonded surface, and the first bonded surface and the second bonded surface. The effect of suppressing the movement of the wax between the two cannot be sufficiently obtained. On the other hand, when the total thickness of the oxide film exceeds 500 nm, the oxide film cannot be reduced and destroyed by Mg, and the brazing property is remarkably lowered.
第１被接合面と第２被接合面との間に残留するＭｇ由来の酸化皮膜は、もともと第１被接合面と第２被接合面に形成されていたＡｌ２Ｏ３からなる酸化皮膜に由来する。そのため、第１被接合面および第２被接合面以外の部分の酸化皮膜はろうの移動を抑制する効果が無い。少なくとも、第１被接合面に形成された酸化皮膜および第２被接合面に形成された酸化皮膜の厚さの合計が２ｎｍ〜５００ｎｍであればよい。第１被接合面以外のアルミニウム合金部材の面及び第２被接合面以外のブレージングシートの面に形成された酸化皮膜の厚さについては、特に限定されない。 The oxide film derived from Mg remaining between the first bonded surface and the second bonded surface is an oxide film made of Al 2 O 3 originally formed on the first bonded surface and the second bonded surface. Derived from. Therefore, the oxide film in portions other than the first bonded surface and the second bonded surface has no effect of suppressing the movement of the wax. At least the total thickness of the oxide film formed on the first bonded surface and the oxide film formed on the second bonded surface may be 2 nm to 500 nm. The thickness of the oxide film formed on the surface of the aluminum alloy member other than the first bonded surface and the surface of the brazing sheet other than the second bonded surface is not particularly limited.
第１被接合面及び第２被接合面に形成される酸化皮膜の厚さの合計を２ｎｍ〜５００ｎｍにすることができれば、酸化皮膜を形成する方法は、特に限定されない。例えば、陽極酸化処理を施すことにより酸化皮膜を形成することができる。陽極酸化処理を行う前に、前処理として脱脂洗浄と酸化皮膜の除去を行ってもよい。 The method of forming the oxide film is not particularly limited as long as the total thickness of the oxide films formed on the first bonded surface and the second bonded surface can be 2 nm to 500 nm. For example, an oxide film can be formed by anodizing. Before the anodizing treatment, degreasing and removing the oxide film may be performed as pretreatment.
Ｄ．表面粗さ
第１被接合面及び第２被接合面の表面粗さＲａは０．３μｍ以下であることが好ましい。表面粗さが０．３μｍを超えると、第１被接合面と第２被接合面との間におけるろうの移動経路が多くなり、第１被接合面及び第２被接合面に圧力を付加しても、ろうの移動を抑制することができない。少なくとも、第１被接合面及び第２被接合面の表面粗さが０．３μｍ以下であればよく、その他の部分では０．３μｍ以下でなくともよい。
D. Surface Roughness It is preferable that the surface roughness Ra of the first bonded surface and the second bonded surface is 0.3 μm or less. When the surface roughness exceeds 0.3 μm, the movement path of the wax between the first bonded surface and the second bonded surface increases, and pressure is applied to the first bonded surface and the second bonded surface. However, the movement of the wax cannot be suppressed. At least the surface roughness of the first bonded surface and the second bonded surface may be 0.3 μm or less, and other portions may not be 0.3 μm or less.
Ｅ．ろう付方法
ろう付は、第１被接合面及び第２被接合面に圧力を付加しながら、不活性ガス雰囲気下、無フラックスで行われる。
E. Brazing method Brazing is performed without flux in an inert gas atmosphere while applying pressure to the first and second bonded surfaces.
ろう付を行うにあたり、まず、アルミニウム合金部材の第１被接合面とブレージングシートの第２被接合面とを当接させる。ろう付中、被接合面の一端から他端にかけてのろうの移動は第１被接合面と第２被接合面との間でのみ行われる。ろうの移動可能な経路が第１被接合面と第２被接合面との間以外に存在する場合には、第１被接合面と第２被接合面との間におけるろうの移動を抑制することができても、別の経路でろうが移動してしまうため本発明の効果が得られない。例えば、図７のように、アルミニウム合金部材およびブレージングシートがカップ状に成形されている場合、被接合面の一端から他端にかけてのろうの移動は、第１被接合面と第２被接合面との間でのみ行われる。なお、被接合面の一端から他端にかけてのろうの移動が、第１被接合面と第２被接合面との間でのみ行われるものであれば、アルミニウム合金部材およびブレージングシートの形状は特に限定されるものではなく、例えば、アルミニウム合金部材およびブレージングシートが板状であってもよく、アルミニウム合金部材およびブレージングシートの一方が板状であって他方がカップ状であってもよい。 In performing brazing, first, the first bonded surface of the aluminum alloy member is brought into contact with the second bonded surface of the brazing sheet. During brazing, the movement of the brazing from one end of the bonded surface to the other is performed only between the first bonded surface and the second bonded surface. When there is a path in which the wax can move other than between the first bonded surface and the second bonded surface, the movement of the wax between the first bonded surface and the second bonded surface is suppressed. Even if it is possible, the effect of the present invention cannot be obtained because the wax moves along another route. For example, when the aluminum alloy member and the brazing sheet are formed in a cup shape as shown in FIG. 7, the movement of the solder from one end of the bonded surface to the other is performed by the first bonded surface and the second bonded surface. Between and only. In addition, if the movement of the wax from one end of the bonded surface to the other is performed only between the first bonded surface and the second bonded surface, the shape of the aluminum alloy member and the brazing sheet is particularly For example, the aluminum alloy member and the brazing sheet may be plate-shaped, and one of the aluminum alloy member and the brazing sheet may be plate-shaped and the other may be cup-shaped.
第１被接合面及び第２被接合面に付加する圧力は、０．５ｇｆ／ｍｍ２（４９００Ｐａ）以上である。圧力が０．５ｇｆ／ｍｍ２未満であると、第１被接合面と第２被接合面との間におけるろうの移動経路が多くなり、Ｍｇ由来の酸化皮膜が移動経路に残留しないため、ろうの移動を抑制することができない。 The pressure applied to the first bonded surface and the second bonded surface is 0.5 gf / mm 2 (4900 Pa) or more. If the pressure is less than 0.5 gf / mm 2 , the movement path of the wax between the first bonded surface and the second bonded surface increases, and the oxide film derived from Mg does not remain in the moving path. Cannot be suppressed.
第１被接合面及び第２被接合面に付加する圧力の好ましい値は、第１被接合面に形成された酸化皮膜と第２被接合面に形成された酸化皮膜の厚さの合計Ａにより変動する。膜厚の合計Ａ（ｎｍ）が１≦Ａ≦２００（式１）の場合には、圧力Ｂ（ｇｆ／ｍｍ２）との関係で、Ｂ≧−０．０１２５×Ａ＋３（式２）であることが好ましい。より好ましくは、Ｂ≧−０．０１５×Ａ＋５（式５）である。また、膜厚の合計Ａ（ｎｍ）が２００≦Ａ（式３）の場合には、Ｂ≧０．５（式４）であることが好ましい。より好ましくは、Ｂ≧２．０（式６）である。 A preferable value of the pressure applied to the first bonded surface and the second bonded surface is determined by a total A of the thicknesses of the oxide film formed on the first bonded surface and the oxide film formed on the second bonded surface. fluctuate. When the total film thickness A (nm) is 1 ≦ A ≦ 200 (formula 1), B ≧ −0.0125 × A + 3 (formula 2) in relation to the pressure B (gf / mm 2 ). It is preferable. More preferably, B ≧ −0.015 × A + 5 (Formula 5). When the total film thickness A (nm) is 200 ≦ A (Formula 3), it is preferable that B ≧ 0.5 (Formula 4). More preferably, B ≧ 2.0 (Formula 6).
ろう付を行う際に、第１被接合面の幅は１ｍｍ以上であることが望ましい。第１被接合面の幅が１ｍｍ以上であると、接合部でエロージョンが発生したとしても、第１被接合面の大部分が残るため、その影響は小さい。一方、第１被接合面の幅が１ｍｍ未満であると、エロージョンされた範囲が、第１被接合面の大部分となる虞がある。その場合、ろうの移動経路が大きくなり、第１被接合面と第２被接合面との間におけるろうの移動を抑制する効果が低下する。なお、第１被接合面と第２被接合面の大きさは略同一であるため、第２被接合面の幅も１ｍｍ以上である。 When performing brazing, the width of the first bonded surface is desirably 1 mm or more. If the width of the first bonded surface is 1 mm or more, even if erosion occurs at the bonded portion, most of the first bonded surface remains, so the influence is small. On the other hand, if the width of the first bonded surface is less than 1 mm, the eroded range may become the majority of the first bonded surface. In that case, the movement path | route of a wax becomes large and the effect which suppresses the movement of the wax between a 1st to-be-joined surface and a 2nd to-be-joined surface falls. In addition, since the magnitude | size of a 1st to-be-joined surface and a 2nd to-be-joined surface is substantially the same, the width | variety of a 2nd to-be-joined surface is also 1 mm or more.
ろう付は、ろう材の溶融温度以上の温度に加熱して行えばよい。具体的には、本発明では、５８０〜６１０℃に加熱することによりろう付が可能となる。保持時間は３〜１０分が好ましい。ろう付加熱する雰囲気に用いる不活性ガスとしては、工業的に使用される窒素ガスやアルゴンガスが挙げられる。雰囲気中の酸素濃度は５００ｐｐｍ以下であることが好ましい。酸素濃度が５００ｐｐｍを超えると、ブレージングシート及びアルミニウム合金部材の酸化が進行しやすく、十分に接合できない。 The brazing may be performed by heating to a temperature higher than the melting temperature of the brazing material. Specifically, in the present invention, brazing is possible by heating to 580 to 610 ° C. The holding time is preferably 3 to 10 minutes. Examples of the inert gas used in the atmosphere for brazing addition heat include nitrogen gas and argon gas used industrially. The oxygen concentration in the atmosphere is preferably 500 ppm or less. When the oxygen concentration exceeds 500 ppm, oxidation of the brazing sheet and the aluminum alloy member tends to proceed, and sufficient bonding cannot be achieved.
次に本発明を実施例及び比較例に基づき説明する。 Next, this invention is demonstrated based on an Example and a comparative example.
（実施例１）
まず、表１の組成のろう材（合金番号Ａ１〜Ａ６）と表２の組成の心材（合金番号Ｂ１〜Ｂ６）とを表３に記載した組み合わせで、板厚１．０ｍｍ、クラッド厚さ８０μｍの片面ろう材クラッドのブレージングシートを作製した。作製方法は、通常のブレージングシートの製造方法、すなわち、鋳造合金を熱間圧延によりクラッド材とし、冷間圧延及び焼鈍を行って作製した。なお、表１、２において、正確な数値測定は不可能であるが、微量に存在する場合に「Ｔｒ」と表示した。また、表１、２において、各組成の単位は「ｗｔ％」で表される。
Example 1
First, the brazing material (alloy numbers A1 to A6) having the composition shown in Table 1 and the core material (alloy numbers B1 to B6) having the composition shown in Table 2 are combined in the manner shown in Table 3, with a plate thickness of 1.0 mm and a cladding thickness of 80 μm. A brazing sheet clad with a single-sided brazing material was prepared. The manufacturing method was a normal brazing sheet manufacturing method, that is, a cast alloy was made into a clad material by hot rolling, and cold rolling and annealing were performed. In Tables 1 and 2, accurate numerical measurement is impossible, but “Tr” is displayed when a minute amount exists. In Tables 1 and 2, the unit of each composition is represented by “wt%”.
また、被接合面間におけるろうの移動について調査するために、酸化皮膜の厚さが異なる種々のブレージングシートを作製した。酸化皮膜の厚さが２０ｎｍ〜４０ｎｍである実施例８〜１９、４８〜４９及び比較例５〜８、１７、１９、２１、２３のブレージングシートでは前述のようにして得られたブレージングシートを未処理のまま用いた。それ以外の厚さの酸化皮膜を有するブレージングシートについては、前述のようにして得られたブレージングシートに、脱脂洗浄と酸化皮膜の除去を行った後、浴温１８℃の１５％硫酸浴で電流密度を１．５Ａ／ｄｍ２として陽極酸化処理を施し、酸化皮膜の厚さが表３又は４に記載の厚さとなるように処理した。 Moreover, in order to investigate the movement of the wax between the surfaces to be joined, various brazing sheets having different oxide film thicknesses were prepared. In the brazing sheets of Examples 8 to 19, 48 to 49 and Comparative Examples 5 to 8, 17, 19, 21, and 23 in which the thickness of the oxide film is 20 nm to 40 nm, the brazing sheets obtained as described above are not used. Used as processed. For a brazing sheet having an oxide film with a thickness other than that, after degreasing and removing the oxide film on the brazing sheet obtained as described above, the current was passed in a 15% sulfuric acid bath at a bath temperature of 18 ° C. Anodization was performed with a density of 1.5 A / dm 2 , and the thickness of the oxide film was processed to the thickness described in Table 3 or 4.
次に、図３に示すように試験用のサンプルを作製した。まず、上記ブレージングシートを５４×５４ｍｍに切断し、水平板２１を作製した。水平板２１の被接合面２１ａに形成された酸化皮膜の厚さは、切断前と同様である。また、アルミニウム合金部材として、ＪＩＳ１０５０のベア材を加工して、図３に示すカップ２２を作製した。カップ２２は、カップ２２の被接合面２２ａの幅Ｄが表３又は４の長さとなるように成形された。実施例１〜２６、２８〜３８、４０〜４５、４８〜４９及び比較例３〜１３、１７〜２４では、カップ２２の被接合面２２ａに形成された酸化皮膜の厚さが１ｎｍになるように研磨した。また、実施例２７、３９、４６、４７及び比較例１〜２、１４〜１６では、カップ２２の被接合面２２ａに形成された酸化皮膜の厚さが表３又は４に記載の厚さとなるように、上記ブレージングシートと同様の方法で処理した。 Next, a test sample was prepared as shown in FIG. First, the brazing sheet was cut into 54 × 54 mm, and the horizontal plate 21 was produced. The thickness of the oxide film formed on the bonded surface 21a of the horizontal plate 21 is the same as that before cutting. Moreover, the bare material of JIS1050 was processed as an aluminum alloy member, and the cup 22 shown in FIG. 3 was produced. The cup 22 was formed such that the width D of the bonded surface 22a of the cup 22 was the length shown in Table 3 or 4. In Examples 1-26, 28-38, 40-45, 48-49 and Comparative Examples 3-13, 17-24, the thickness of the oxide film formed on the bonded surface 22a of the cup 22 is 1 nm. Polished. In Examples 27, 39, 46, and 47 and Comparative Examples 1 and 2 and 14 to 16, the thickness of the oxide film formed on the bonded surface 22a of the cup 22 is the thickness described in Table 3 or 4. Thus, it processed by the method similar to the said brazing sheet.
次に、水平板２１をろう材側が上面となるように配置し、カップ２２を水平板２１の中心に設置した。なお、ろう付前の状態において、カップ２２の外側におけるろう材の量が、カップ２２の内側におけるろう材の量の２倍となるように、水平板２１の表面積およびカップ２２の開口部の面積を調整した。 Next, the horizontal plate 21 was placed so that the brazing filler metal side would be the upper surface, and the cup 22 was installed at the center of the horizontal plate 21. In addition, in the state before brazing, the surface area of the horizontal plate 21 and the area of the opening of the cup 22 so that the amount of the brazing material outside the cup 22 is twice the amount of the brazing material inside the cup 22. Adjusted.
次に、水平板２１の被接合面２１ａとカップ２２の被接合面２２ａに圧力を付加するため、カップ２２の上面に所定の質量の分銅２３を載置した。そして、酸素含有量２０ｐｐｍの窒素雰囲気中のろう付炉にて無フラックスで、６００℃まで加熱後３分間保持し、その後冷却して炉外に取り出した。これにより、図４に示すように水平板２１の被接合面２１ａとカップ２２の被接合面２２ａとの近傍にフィレットが形成された。 Next, a weight 23 having a predetermined mass was placed on the upper surface of the cup 22 in order to apply pressure to the bonded surface 21 a of the horizontal plate 21 and the bonded surface 22 a of the cup 22. Then, it was heated to 600 ° C. for 3 minutes without flux in a brazing furnace in a nitrogen atmosphere with an oxygen content of 20 ppm, then cooled and taken out of the furnace. Thereby, as shown in FIG. 4, fillets were formed in the vicinity of the bonded surface 21 a of the horizontal plate 21 and the bonded surface 22 a of the cup 22.
ろう付時における水平板２１の被接合面２１ａとカップ２２の被接合面２２ａとの間でのろうの移動に関する評価は、図４に示すように、接合部２４を構成するフィレット２５、２６を用いて行った。具体的には、ろう付によりカップ２２の外側に形成されたフィレット２５とカップ２２の内側に形成されたフィレット２６の垂直方向断面積を測定し、下記の基準で行った（図４）。
Ｓ(外側)／Ｓ(内側)＝外側のフィレット２５の断面積／内側のフィレット２６の断面積
◎：Ｓ(外側)／Ｓ(内側)＞１．４
○：Ｓ(外側)／Ｓ(内側)＞１．１、かつ、Ｓ(外側)／Ｓ(内側)≦１．４
△：Ｓ(外側)／Ｓ(内側)＞０．９、かつ、Ｓ(外側)／Ｓ(内側)≦１．１
×：Ｓ(外側)／Ｓ(内側)≦０．９
◎と○と△を合格とし、×を不合格とした。
As shown in FIG. 4, as shown in FIG. 4, the fillets 25 and 26 constituting the joint portion 24 are evaluated for the movement of the braze between the joint surface 21 a of the horizontal plate 21 and the joint surface 22 a of the cup 22 during brazing. Used. Specifically, the vertical cross-sectional areas of the fillet 25 formed on the outside of the cup 22 by brazing and the fillet 26 formed on the inside of the cup 22 were measured, and the following criteria were used (FIG. 4).
S (outside) / S (inside) = cross-sectional area of outer fillet 25 / cross-sectional area of inner fillet 26 A: S (outer) / S (inner)> 1.4
○: S (outside) / S (inside)> 1.1 and S (outside) / S (inside) ≦ 1.4
Δ: S (outside) / S (inside)> 0.9 and S (outside) / S (inside) ≦ 1.1
×: S (outside) / S (inside) ≦ 0.9
◎, ○ and △ were accepted, and x was rejected.
また、図５及び図６に示すように、実施例および比較例のブレージングシートに形成された酸化皮膜の厚さ（Ａ）と被接合面に付加した圧力（Ｂ）を、グラフ中にプロットした。図中に示す◎、○、△、×は実施例又は比較例についての評価を示す。 Moreover, as shown in FIG.5 and FIG.6, the thickness (A) of the oxide film formed in the brazing sheet of an Example and a comparative example and the pressure (B) added to the to-be-joined surface were plotted in the graph. . In the figure, ◎, ○, Δ, × indicate the evaluation of the examples or comparative examples.
実施例１〜４９では、アルミニウム合金部材とアルミニウム合金製ブレージングシートの酸化皮膜の厚さの合計Ａが２〜５００ｎｍであって、かつ被接合面に付加する圧力が０．５ｇｆ／ｍｍ２以上であるので、ろう付後に、カップの外側には、カップの内側の０．９倍超の断面積を有するフィレットが形成された。すなわち、被接合面間でろうの移動を抑制する効果が高かった。 In Examples 1 to 49, the total thickness A of the oxide films of the aluminum alloy member and the aluminum alloy brazing sheet is 2 to 500 nm, and the pressure applied to the surfaces to be joined is 0.5 gf / mm 2 or more. Thus, after brazing, a fillet having a cross-sectional area greater than 0.9 times the inside of the cup was formed on the outside of the cup. That is, the effect of suppressing the movement of the wax between the joined surfaces was high.
アルミニウム合金部材とアルミニウム合金製ブレージングシートの酸化皮膜の厚さの合計Ａが２ｎｍ未満である比較例１，２では、ろう付後にカップの外側に形成されたフィレットの断面積がカップの内側に形成されたフィレットの断面積の０．９未満であった。また、被接合面に付加する圧力が０．５ｇｆ／ｍｍ２未満である比較例３〜１４においても、ろう付後にカップの外側に形成されたフィレットの断面積がカップの内側に形成されたフィレットの断面積の０．９未満であった。また、アルミニウム合金部材とアルミニウム合金製ブレージングシートの酸化皮膜の厚さの合計Ａが５００ｎｍを超える比較例１５，１６では、フィレットが形成されず、評価することができなかった。また、ろう材に含有されているＭｇが０．１ｗｔ％未満であって、心材に含有されているＭｇが０．２ｗｔ％未満である比較例１７〜２０においても、フィレットが形成されず、評価することができなかった。また、ろう材に含有されているＭｇが５．０ｗｔ％超であって、心材に含有されているＭｇが０．２ｗｔ％未満である比較例２１，２２においても、フィレットが形成されず、評価することができなかった。また、ろう材に含有されているＭｇが０．１ｗｔ％未満であって、心材に含有されているＭｇが２．０ｗｔ％超である比較例２３，２４においても、フィレットが形成されず、評価することができなかった。 In Comparative Examples 1 and 2 in which the total thickness A of the oxide film of the aluminum alloy member and the aluminum alloy brazing sheet is less than 2 nm, the cross-sectional area of the fillet formed outside the cup after brazing is formed inside the cup. The fillet cross-sectional area was less than 0.9. Also in Comparative Examples 3 to 14 where the pressure applied to the surfaces to be joined is less than 0.5 gf / mm 2 , the fillet in which the cross-sectional area of the fillet formed on the outside of the cup after brazing is formed on the inside of the cup The cross-sectional area was less than 0.9. Further, in Comparative Examples 15 and 16 in which the total thickness A of the oxide films of the aluminum alloy member and the aluminum alloy brazing sheet exceeded 500 nm, fillets were not formed, and evaluation was not possible. Further, in Comparative Examples 17 to 20 in which Mg contained in the brazing material is less than 0.1 wt% and Mg contained in the core material is less than 0.2 wt%, no fillet is formed and evaluation is performed. I couldn't. Further, in Comparative Examples 21 and 22 in which Mg contained in the brazing material is more than 5.0 wt% and Mg contained in the core material is less than 0.2 wt%, no fillet is formed, and evaluation I couldn't. Further, in Comparative Examples 23 and 24 in which Mg contained in the brazing material is less than 0.1 wt% and Mg contained in the core material is more than 2.0 wt%, no fillet is formed and evaluation is performed. I couldn't.
（実施例２）
ＪＩＳ１０５０を５４×５４ｍｍに切断し、水平板２７を作製した。水平板２７に脱脂洗浄と酸化皮膜の除去を行った後、浴温１８℃の１５％硫酸浴で電流密度を１．５Ａ／ｄｍ２として陽極酸化処理を施し、水平板２７の被接合面２７ａに形成される酸化皮膜の厚さが表５又は６に記載の厚さとなるように処理した。また、実施例１で作製したブレージングシートを加工して、ろう材側の面が外側になるようにカップ２８を作製した。カップ２８は、カップ２８の被接合面２８ａの幅Ｄが表５又は６の長さとなるように成形された。実施例５０〜６２、６４〜７３、７５〜８０及び比較例２６〜３１では、カップ２８の被接合面２８ａに形成された酸化皮膜の厚さが１ｎｍになるように研磨した。また、実施例６３、７４、８１〜８２及び比較例２５、３２〜３３では、カップ２８の被接合面２８ａに形成された酸化皮膜の厚さが表５または表６に記載の厚さとなるように、水平板２７と同様の方法で処理した。
(Example 2)
JIS1050 was cut into 54 × 54 mm, and the horizontal plate 27 was produced. After degreasing and removing the oxide film on the horizontal plate 27, anodization was performed with a 15% sulfuric acid bath at a bath temperature of 18 ° C. with a current density of 1.5 A / dm 2 , and the joined surface 27 a of the horizontal plate 27. The thickness of the oxide film formed on was processed so as to be the thickness described in Table 5 or 6. In addition, the brazing sheet produced in Example 1 was processed to produce a cup 28 so that the brazing material side surface was on the outside. The cup 28 was formed such that the width D of the bonded surface 28a of the cup 28 was the length shown in Table 5 or 6. In Examples 50 to 62, 64 to 73, 75 to 80, and Comparative Examples 26 to 31, polishing was performed so that the thickness of the oxide film formed on the bonded surface 28a of the cup 28 was 1 nm. In Examples 63, 74, 81 to 82 and Comparative Examples 25 and 32 to 33, the thickness of the oxide film formed on the bonded surface 28a of the cup 28 becomes the thickness described in Table 5 or Table 6. In the same manner as the horizontal plate 27.
次に、図３に示すように試験用のサンプルを作製した。カップ２８は水平板２７の中心に設置した。 Next, a test sample was prepared as shown in FIG. The cup 28 was installed at the center of the horizontal plate 27.
ろう付時における水平板２７の被接合面２７ａとカップ２８の被接合面２８ａとの間でのろうの移動に関する評価は、図４に示すように、接合部２９を構成するフィレット３０、３１を用いて行った。具体的には、ろう付によりカップ２８の外側に形成されたフィレット３０とカップ２８の内側に形成されたフィレット３１の垂直方向断面積を測定し、下記の基準で行った。
Ｓ(外側)／Ｓ(内側)＝外側のフィレット３０の断面積／内側のフィレット３１の断面積
◎：Ｓ(外側)／Ｓ(内側)＞３
○：Ｓ(外側)／Ｓ(内側)＞１．５、かつ、Ｓ(外側)／Ｓ(内側)≦３
△：Ｓ(外側)／Ｓ(内側)＞０．８、かつ、Ｓ(外側)／Ｓ(内側)≦１．５
×：Ｓ(外側)／Ｓ(内側)≦０．８
As shown in FIG. 4, the evaluation on the movement of the brazing between the joined surface 27 a of the horizontal plate 27 and the joined surface 28 a of the cup 28 at the time of brazing is performed on the fillets 30 and 31 constituting the joined portion 29. Used. Specifically, the vertical cross-sectional areas of the fillet 30 formed on the outside of the cup 28 by brazing and the fillet 31 formed on the inside of the cup 28 were measured, and the following criteria were used.
S (outside) / S (inside) = cross-sectional area of outer fillet 30 / cross-sectional area of inner fillet 31 A: S (outer) / S (inner)> 3
○: S (outside) / S (inside)> 1.5 and S (outside) / S (inside) ≦ 3
Δ: S (outside) / S (inside)> 0.8 and S (outside) / S (inside) ≦ 1.5
×: S (outside) / S (inside) ≦ 0.8
また、図５及び図６に示すように、実施例および比較例のブレージングシートに形成された酸化皮膜の厚さ（Ａ）と被接合面に付加した圧力（Ｂ）を、グラフ中にプロットした。図中に示す◎、○、△、×は実施例又は比較例についての評価を示す。 Moreover, as shown in FIG.5 and FIG.6, the thickness (A) of the oxide film formed in the brazing sheet of an Example and a comparative example and the pressure (B) added to the to-be-joined surface were plotted in the graph. . In the figure, ◎, ○, Δ, × indicate the evaluation of the examples or comparative examples.
実施例５０〜８２では、アルミニウム合金部材とアルミニウム合金製ブレージングシートの酸化皮膜の厚さの合計Ａが２〜５００ｎｍであって、かつ被接合面に付加する圧力が０．５ｇｆ／ｍｍ２以上であるので、ろう付後に、カップの外側には、カップの内側の０．８倍超の断面積を有するフィレットが形成された。すなわち、被接合面でろうの移動を抑制する効果が高かった。 In Examples 50 to 82, the total thickness A of the oxide films of the aluminum alloy member and the aluminum alloy brazing sheet is 2 to 500 nm, and the pressure applied to the surfaces to be joined is 0.5 gf / mm 2 or more. Thus, after brazing, a fillet having a cross-sectional area greater than 0.8 times the inside of the cup was formed on the outside of the cup. That is, the effect of suppressing the movement of the wax on the bonded surface was high.
アルミニウム合金部材とアルミニウム合金製ブレージングシートの酸化皮膜の厚さの合計Ａが２ｎｍ未満である比較例２５では、ろう付後にカップの外側に形成されたフィレットの断面積がカップの内側に形成されたフィレットの断面積の０．８未満であった。また、被接合面に付加する圧力が０．５ｇｆ／ｍｍ２未満である比較例２６〜３２においても、ろう付後にカップの外側に形成されたフィレットの断面積がカップの内側に形成されたフィレットの断面積の０．８未満であった。また、アルミニウム合金部材とアルミニウム合金製ブレージングシートの酸化皮膜の厚さの合計Ａが５００ｎｍを超える比較例３３では、フィレットが形成されず、評価することができなかった。 In Comparative Example 25, in which the total thickness A of the oxide films of the aluminum alloy member and the aluminum alloy brazing sheet was less than 2 nm, the cross-sectional area of the fillet formed outside the cup after brazing was formed inside the cup. The cross-sectional area of the fillet was less than 0.8. Moreover, also in Comparative Examples 26 to 32 in which the pressure applied to the surfaces to be joined is less than 0.5 gf / mm 2 , the fillet in which the cross-sectional area of the fillet formed on the outside of the cup after brazing is formed on the inside of the cup The cross-sectional area was less than 0.8. Further, in Comparative Example 33 in which the total thickness A of the oxide film of the aluminum alloy member and the aluminum alloy brazing sheet exceeded 500 nm, no fillet was formed, and evaluation could not be performed.
熱交換器の製造において本発明のろう付方法を適用することにより、ろうの移動を抑制することができるため、良好なろう付性を確保することができ、高品質なろう付製品が得られる。 By applying the brazing method of the present invention in the manufacture of a heat exchanger, it is possible to suppress the movement of the brazing, so that it is possible to ensure good brazing properties and obtain a high-quality brazing product. .
１ アルミニウム合金材
２ アルミニウム合金製ブレージングシート
２Ａ 心材
２Ｂ ろう材
３ 隙間
４ Ｍｇ由来の酸化皮膜
１１ アルミニウム合金製ブレージングシート
２１、２７ 水平板
２２、２８ カップ
２１ａ、２２ａ、２７ａ、２８ａ 被接合面
２３ 分銅
２４、２９ 接合部
２５、２６、３０、３１ フィレット
１００ カップ型成形品
１００’ 接合部
１０１ 接合部の内側
１０２ 接合部の外側
１１１ 心材
１１２ ろう材
１１３ 酸化皮膜
Ｄ 幅
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Aluminum alloy material 2 Aluminum alloy brazing sheet 2A Core material 2B Brazing material 3 Crevice 4 Mg-derived oxide film 11 Aluminum alloy brazing sheet 21, 27 Horizontal plate 22, 28 Cups 21a, 22a, 27a, 28a Bonded surface 23 Weight 24, 29 Joined portion 25, 26, 30, 31 Fillet 100 Cup-shaped molded product 100 'Joined portion 101 Inside portion of joined portion 102 Outside portion of joined portion 111 Core material 112 Brazing material 113 Oxide film D Width
Claims (4)
前記アルミニウム合金製ブレージングシートは、心材と、前記心材にクラッドされたろう材と、を備え、
前記心材におけるＭｇ含有率が０．２〜２．０ｗｔ％であり、かつ、前記ろう材におけるＭｇ含有率が５．０ｗｔ％以下であるか、又は、
前記心材におけるＭｇ含有率が０．２ｗｔ％未満であり、かつ、前記ろう材におけるＭｇ含有率が０．１〜５．０ｗｔ％であり、
前記第２被接合面は、前記アルミニウム合金製ブレージングシートの端面又は前記アルミニウム合金製ブレージングシートのろう材側の面の一部であり、
前記第１被接合面に形成された酸化皮膜と前記第２被接合面に形成された酸化皮膜の厚さの合計が２〜５００ｎｍであり、
前記第１被接合面と前記第２被接合面とを当接させ、
前記第１被接合面及び前記第２被接合面に０．５ｇｆ／ｍｍ２以上の圧力を付加しながら不活性ガス雰囲気下で無フラックスでろう付し、
ろう付中、前記第１被接合面の一端から他端にかけての前記ろう材に由来するろうの移動が前記第１被接合面と前記第２被接合面との間でのみ行われることを特徴とする、ろう付方法。 A brazing method for joining a first joined surface of an aluminum alloy member and a second joined surface of an aluminum alloy brazing sheet,
The aluminum alloy brazing sheet includes a core material, and a brazing material clad on the core material,
The Mg content in the core material is 0.2 to 2.0 wt%, and the Mg content in the brazing material is 5.0 wt% or less, or
The Mg content in the core material is less than 0.2 wt%, and the Mg content in the brazing material is 0.1 to 5.0 wt%,
The second bonded surface is a part of the end surface of the aluminum alloy brazing sheet or the brazing material side surface of the aluminum alloy brazing sheet,
The total thickness of the oxide film formed on the first bonded surface and the oxide film formed on the second bonded surface is 2 to 500 nm,
Contacting the first bonded surface and the second bonded surface;
Brazing without flux in an inert gas atmosphere while applying a pressure of 0.5 gf / mm 2 or more to the first bonded surface and the second bonded surface;
During brazing, the movement of the brazing derived from the brazing material from one end to the other end of the first bonded surface is performed only between the first bonded surface and the second bonded surface. And brazing method.
２≦Ａ≦２００ （１）
Ｂ≧−０．０１２５×Ａ＋３ （２）
２００≦Ａ （３）
Ｂ≧０．５ （４） When the total thickness of the oxide film formed on the first bonded surface and the oxide film formed on the second bonded surface is Anm and the pressure is Bgf / mm 2 , A and B are The brazing method according to any one of claims 1 to 3, wherein the following formulas (1) to (2) or (3) to (4) are satisfied.
2 ≦ A ≦ 200 (1)
B ≧ −0.0125 × A + 3 (2)
200 ≦ A (3)
B ≧ 0.5 (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013195592A JP2015058472A (en) | 2013-09-20 | 2013-09-20 | Method of soldering aluminum alloy member |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013195592A JP2015058472A (en) | 2013-09-20 | 2013-09-20 | Method of soldering aluminum alloy member |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2015058472A true JP2015058472A (en) | 2015-03-30 |
Family
ID=52816429
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2013195592A Pending JP2015058472A (en) | 2013-09-20 | 2013-09-20 | Method of soldering aluminum alloy member |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2015058472A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021200639A1 (en) * | 2020-04-02 | 2021-10-07 | 株式会社Uacj | Aluminum member to be brazed and method for producing brazing body |
| WO2021200638A1 (en) * | 2020-04-02 | 2021-10-07 | 株式会社Uacj | Member to be brazed made of aluminum, and method for manufacturing brazed body |
-
2013
- 2013-09-20 JP JP2013195592A patent/JP2015058472A/en active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021200639A1 (en) * | 2020-04-02 | 2021-10-07 | 株式会社Uacj | Aluminum member to be brazed and method for producing brazing body |
| WO2021200638A1 (en) * | 2020-04-02 | 2021-10-07 | 株式会社Uacj | Member to be brazed made of aluminum, and method for manufacturing brazed body |
| JP2021159978A (en) * | 2020-04-02 | 2021-10-11 | 株式会社Uacj | Aluminum member to be brazed and method for manufacturing brazed body |
| JP2021159979A (en) * | 2020-04-02 | 2021-10-11 | 株式会社Uacj | Aluminum member to be brazed and method for manufacturing brazed body |
| CN115335173A (en) * | 2020-04-02 | 2022-11-11 | 株式会社Uacj | Aluminum member to be brazed and method for manufacturing brazed body |
| CN115348909A (en) * | 2020-04-02 | 2022-11-15 | 株式会社Uacj | Aluminum member to be brazed and method for manufacturing brazed body |
| JP7426883B2 (en) | 2020-04-02 | 2024-02-02 | 株式会社Uacj | Method for manufacturing aluminum assembled bodies and brazed bodies |
| JP7426882B2 (en) | 2020-04-02 | 2024-02-02 | 株式会社Uacj | Method for manufacturing aluminum assembled bodies and brazed bodies |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10898963B2 (en) | Brazing sheet for flux-free brazing, method for flux-free brazing and method for producing heat exchanger | |
| JP6649889B2 (en) | Aluminum alloy brazing sheet | |
| JP6263574B2 (en) | Brazing sheet, method for producing the same and method for brazing aluminum structure | |
| JP2017124429A (en) | Heat exchanger and manufacturing method of the same | |
| JP6405020B1 (en) | Flux-free brazing method for aluminum material and aluminum alloy member for flux-free brazing | |
| US20180221994A1 (en) | Aluminium composite material for use in thermal flux-free joining methods and method for producing same | |
| JP2012050993A (en) | Fluxless brazing method of aluminum material and aluminum clad material for fluxless brazing | |
| JP2013215797A (en) | Flux-less brazing method of aluminum material, brazing sheet for flux-less brazing and method for manufacturing the same, brazing structure | |
| JP6909744B2 (en) | Flux-free brazing aluminum alloy brazing sheet | |
| WO2015198790A1 (en) | Nickel-based amorphous alloy ribbon for brazing, and stainless steel joined object using same | |
| CN112672845B (en) | Brazing sheet and method for manufacturing same | |
| US11229978B2 (en) | Brazing sheet for flux-free brazing, method for flux-free brazing and method for manufacturing heat exchanger | |
| JP2014037576A (en) | Brazing sheet made of aluminum alloy, and method for brazing the same | |
| JP5695490B2 (en) | Aluminum alloy brazing sheet | |
| JP2015058472A (en) | Method of soldering aluminum alloy member | |
| JP2020070498A (en) | Aluminum alloy brazing sheet and production method thereof | |
| JP6426883B2 (en) | Method of manufacturing joined body excellent in corrosion resistance | |
| JP2013086103A (en) | Aluminum alloy brazing sheet | |
| JP2013146756A (en) | Aluminum alloy brazing sheet and method for manufacturing the same, and method for brazing aluminum-made heat exchanger | |
| CN115151352A (en) | Aluminum alloy brazing sheet and method for producing same | |
| JP6033542B2 (en) | CONNECTED BODY AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME | |
| CN113710412A (en) | Aluminum alloy brazing sheet and method for producing same | |
| JP6218903B2 (en) | JOINT BODY AND MANUFACTURING METHOD THEREOF | |
| WO2023047823A1 (en) | Aluminum alloy brazing sheet, and method for manufacturing same | |
| WO2023074289A1 (en) | Aluminum alloy brazing sheet, and method for manufacturing same |