JP4474228B2 - ろう付け方法 - Google Patents
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- Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)
Description
T>430 (1)
T<Tm (2)
T<54lnA−40lnB+380 (3)
まず、本発明のろう付け方法に使用するブレージングシートについて説明する。
本発明で用いるブレージングシートは、アルミニウム合金の芯材と、芯材の片面又は両面にクラッドされたアルミニウム合金のろう材とを備える。すなわち、芯材の片面にろう材がクラッドされた2層構造のものと、芯材の両面にろう材がそれぞれクラッドされた3層構造のものが用いられる。なお、芯材として、第1の芯材と第2の芯材とをクラッドしたものを用いても良い。ろう材のブレージングシート全体の厚さに対するクラッド率は、4〜20%である。また、第1の芯材のブレージングシート全体の厚さに対するクラッド率は、4〜30%である。
次に、本発明において用いられる雰囲気遮蔽容器について説明する。
雰囲気遮蔽容器の形状は、ろう材表面の気流を効果的に抑制するものであれば特に限定されるものではない。アルミニウム部材の形状に合わせて、これを包み込む形状の容器や蓋状のものが通常用いられる。また、雰囲気遮蔽容器の材質は、ろう付け温度において溶融による形状変形を受けず、ろう付け阻害ガスを発生しないものであれば、ステンレスを含む鉄鋼材、アルミニウム合金、セラミックス等から選択される。
炉内雰囲気ガスとしては、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスが用いられるが、窒素が好適に用いられる。雰囲気遮蔽容器を覆い被せた後は、雰囲気遮蔽容器の外部と内部での不活性ガスの移動が行なわれないので、良好なろう付性を得るためには、雰囲気遮蔽容器を覆い被せる前の段階で、アルミニウム部材周囲の酸素濃度が十分に低下していなくてはならない。雰囲気遮蔽容器を覆い被せる時のアルミニウム部材周囲の酸素濃度は、200ppm以下、好ましくは100ppm以下である。工業的に生産する量産炉では、ろう付け加熱前にアルミニウム部材の酸素濃度を十分に低下させておくために、ろう付け加熱の前段階において不活性ガス置換用室を設けるのが好ましい。図2に示すように、不活性ガス置換用室6は予備加熱工程の前段階に設けられる。
次に、本発明のろう付け操作について説明する。
本発明のろう付け操作では、加熱した雰囲気遮蔽容器がアルミニウム部材に覆い被せられ、その後ろう付けが行なわれる。雰囲気遮蔽容器を被せるのは、Mgの再酸化防止作用と酸化膜破壊作用とを効果的に得るべく、ろう材表面の気流を抑制するためである。
T>430 (1)
T<Tm (2)
T<54lnA−40lnB+380 (3)
ここで、lnはeを底とする自然対数を表わす。
式(1)〜(3)を同時に満たす温度(T)は、Mg含有量(B)が0.6%の芯材を用いた場合には、直線1と2に挟まれる帯部分であって、曲線4の下方部分である。
表1に記載された組成のブレージングシート(A2〜A8、A10〜A12、A14〜A16)と、芯材のみからなるベア材(A1、A9、A13)を、通常の方法、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なって作成した。これらブレージングシートにおけるろう材のクラッド率は10%、A5における芯材1のクラッド率は20%であった。これらのブレージングシートによって、表2に示すチューブ、フィン、タンクを形成した。図4に示すように、これらを組み合わせてアルミニウム部材としてのミニコア1に組み付けた。図4に示すミニコア1は、チューブ3、フィン4及びタンク5を組み合わせた熱交換器を模擬したものである。チューブ3は、長さ100mmで幅25mmに切断した材料を、ブレージングシートのろう材面をフィン4側に設置し、2本並べて配置した。フィン4は材料を幅25mmに切断した後、高さ10mmにコルゲート加工した後、山数25で切断したものを用いた。タンク5はチューブ3の差込口にスリット状の溝を設けた後、ブレージングシートのろう材の面をフィン4側に設置した。ミニコア1の外周をステンレス製のワイヤーで固定し、ろう付け加熱時に各部材が動かないようにした。ミニコア1全体の外形寸法は70×100×15mmであった。
実施例1と同様の方法で表2に示すB3、B5、B7、B8、B9及びB10のチューブ3、フィン4、タンク5を組み合わせてミニコア1を作成した。各ミニコア1をろう付け炉内に挿入して加熱昇温し、ミニコア1の温度が表5に示す温度に到達した時点で、615℃に加熱した雰囲気遮蔽容器2をミニコア1に覆い被せた。その後、ろう付け温度を590℃としたときにミニコア1の温度T(℃)が、590≦T≦600(℃)で5分間保持される条件で加熱した。加熱後のサンプルについて、フィン接着率を測定した。測定結果を表5に示す。
2 雰囲気遮蔽容器
3 チューブ
4 フィン
5 タンク
6 不活性ガス置換室
7 予備加熱室
8 ろう付け室
9 冷却室
10 搬送ライン
11 不活性ガス供給配管
12 扉
13 載置台
14 シャッター
15 循環ケーブル
16 吊り下げワイヤー
Claims (1)
- アルミニウム合金の芯材と、前記芯材の片面又は両面にクラッドされたアルミニウム又はアルミニウム合金のろう材とを備えたブレージングシートからなるアルミニウム部材を
、フラックスを用いないで不活性ガス雰囲気中でろう付けする方法において、前記芯材のMg含有量が0.2〜1.0重量%であり、前記ろう材のMg含有量が0.05重量%以下であり、炉内に配置された前記アルミニウム部材を加熱し、加熱された雰囲気遮蔽容器を前記加熱されたアルミニウム部材に覆い被せ、次いで前記アルミニウム部材をろう付けする際に、
前記ろう材の溶融開始温度をTm(℃)、その厚さをA(μm)、前記芯材のMg含有量をB(重量%)として、前記アルミニウム部材の温度T(℃)が下記式(1)〜(3)の全てを満たすときに、前記雰囲気遮蔽容器を前記アルミニウム部材に覆い被せることを特徴とするろう付け方法。
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