JP5633205B2 - Joining method and joining structure of aluminum tube and copper tube, and heat exchanger having this joining structure - Google Patents

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本発明は、アルミニウム管と銅管の接合方法および接合構造ならびにこの接合構造を有する熱交換器に関するものである。   The present invention relates to a joining method and joining structure of an aluminum tube and a copper tube, and a heat exchanger having this joining structure.

近年、エバポレータ、コンデンサ、ラジエータなどの熱交換器において、材質をオールアルミニウム製とした製品が主流を占めるようになってきた。こうした熱交換器同士を連結する冷媒用の配管としては一般に銅配管が使用されている。この銅管と熱交換器本体側のアルミニウム管との接合においては、品質上は気密性や耐食性が、製造上は低コスト性が要求される。   In recent years, in heat exchangers such as evaporators, condensers, and radiators, products made of all-aluminum have become the mainstream. In general, a copper pipe is used as a pipe for the refrigerant connecting the heat exchangers. In joining the copper pipe and the aluminum pipe on the heat exchanger main body side, airtightness and corrosion resistance are required in terms of quality, and low cost is required in production.

アルミニウム管と銅管とを直接接合する従来の方法としては、接着剤による方法、はんだ付、ろう付、抵抗溶接によるフラッシュバット溶接による方法（例えば、特許文献１および２参照）や、高周波誘導加熱による共晶接合による方法（例えば、特許文献３参照）などが知られている。   As a conventional method for directly joining an aluminum tube and a copper tube, a method using an adhesive, a method using soldering, brazing, flash butt welding using resistance welding (see, for example, Patent Documents 1 and 2), high-frequency induction heating, or the like. There is known a method by eutectic bonding by using (for example, see Patent Document 3).

しかし、上記の接着剤による方法では、強度や耐久性などを十分に得ることは難しい。また、はんだ付では、アルミニウムの酸化膜を除去するための強力な塩化物系のフラックスが必要であり、さらに、フラックス残渣を除去する必要があるだけでなく、屋外のような寒暖の激しい場所や風雨の環境下、あるいは振動を発生するような場所などでは、はんだ付部は信頼性に乏しいという問題がある。   However, it is difficult to obtain sufficient strength and durability by the above-described method using an adhesive. Soldering requires a strong chloride-based flux to remove the aluminum oxide film. In addition to removing the flux residue, There is a problem that the soldered portion has poor reliability in a wind and rain environment or a place where vibration is generated.

一方、フラッシュバット溶接では、接合時間は極めて短時間であるが、熱交換器本体側アルミニウム管と銅配管との位置決めの際に固定治具または装置が必要であり、量産時における取り扱いは必ずしも容易ではない。また、アルミニウム管と銅配管との嵌め合い突合せ部を高周波誘導加熱により共晶反応を起して接合する共晶接合においても、基本的にはこのフラッシュバット溶接の場合と同様の問題点がある。   On the other hand, in flash butt welding, the joining time is extremely short, but a fixing jig or device is required when positioning the heat exchanger body side aluminum pipe and the copper pipe, and handling in mass production is not always easy. is not. Also, in eutectic bonding in which the mating butt portion between the aluminum pipe and the copper pipe is joined by causing a eutectic reaction by high frequency induction heating, there are basically the same problems as in the case of this flash butt welding. .

しかも、こうしたフラッシュバット溶接や共晶接合による接合方法では、アルミニウムと銅とを直接接合するため接合部界面において脆い合金層ができるという問題や、両金属間におけるガルバニック腐食が発生しやすいという問題も残る。また、ガルバニック腐食により、アルミニウム管が腐食され易く、従って、適当な塗装、被覆等の防食処理が不可欠となる。   Moreover, in such a joining method by flash butt welding or eutectic joining, there is a problem that a brittle alloy layer is formed at the joint interface because aluminum and copper are joined directly, and galvanic corrosion between both metals is likely to occur. Remain. In addition, the aluminum pipe is easily corroded by galvanic corrosion, and therefore, an appropriate anticorrosion treatment such as coating or coating is indispensable.

さらに、ろう付による方法では、アルミニウムろう材を使用するために予め銅配管側にめっきを施しておくことが必要であり、アルミニウムろう付温度が５８０〜６２０℃と範囲がせまく、トーチろう付では、少し温度が高くなるだけでも母材のアルミニウム管を溶かしてしまうという問題がある。すなわち、アルミニウム管と銅配管とを直接接合する方法には、以上のような種々の問題が存在する。   Furthermore, in the method by brazing, it is necessary to perform plating on the copper piping side in advance in order to use the aluminum brazing material, and the aluminum brazing temperature ranges from 580 to 620 ° C. In the torch brazing, There is a problem that even if the temperature rises a little, the base aluminum tube is melted. That is, there are various problems as described above in the method of directly joining the aluminum pipe and the copper pipe.

そこで、接合性および耐食性を向上する方法として、アルミニウム管と銅配管とをステンレス管を介して接合する方法が提案されている（例えば、特許文献４〜６参照）。これはアルミニウム・銅間におけるガルバニック腐食よりも、アルミニウム・ステンレス間およびステンレス・銅間におけるガルバニック腐食の方が進む度合いが遅いことを利用した方法である。   Therefore, as a method for improving the bondability and corrosion resistance, a method of joining an aluminum pipe and a copper pipe via a stainless pipe has been proposed (for example, see Patent Documents 4 to 6). This is a method utilizing the fact that the degree of progress of galvanic corrosion between aluminum and stainless steel and between stainless steel and copper is slower than galvanic corrosion between aluminum and copper.

特許文献４には、図２に示すように、予め接合端部が拡管されたアルミニウム管１１および銅管１２間にステンレス管１３を嵌合し、この嵌合部をろう付等で接合した構造が開示されている。この接合方法としては、まず、ステンレス管１３を銅管１２に嵌合し、この嵌合部に対して塩化物系フラックスを用いた低温銀ろうによるろう付を行い接合する。次いで、ステンレス管１３をアルミニウム管１１に嵌合し、この嵌合部にフラックスを使用したはんだ付を行い接合する。なお、ステンレス管１３表面はめっきされていない。   In Patent Document 4, as shown in FIG. 2, a stainless steel tube 13 is fitted between an aluminum tube 11 and a copper tube 12 whose joint end portions are expanded in advance, and this fitting portion is joined by brazing or the like. Is disclosed. As a joining method, first, the stainless steel pipe 13 is fitted to the copper pipe 12, and the fitting portion is joined by brazing with a low-temperature silver brazing using a chloride flux. Next, the stainless steel tube 13 is fitted to the aluminum tube 11, and soldering using a flux is performed on the fitting portion to join them. The surface of the stainless steel tube 13 is not plated.

ところが、この特許文献４のような方法では、屋外のような寒暖の激しい場所や風雨の環境下、あるいは振動を発生するような場所などでは、はんだ付け部の信頼性は乏しいという問題がある。さらに、アルミニウム管と銅管に対しては、それぞれ拡管加工をしなければならないという煩わしさもあり工数アップにもつながる。   However, the method as disclosed in Patent Document 4 has a problem that the reliability of the soldering portion is poor in places such as outdoors where the temperature is intense and warm, in a wind and rain environment, or where vibration is generated. Furthermore, the aluminum pipe and the copper pipe both have the trouble of expanding the pipes, leading to an increase in man-hours.

一方、特許文献５には、図３、図４、図５および図６に示すような接合構造のバリエーションが開示されている。いずれの接合構造もアルミニウム管と銅管との間にステンレス管が介在しており、ステンレス管と銅管との接合の際には、銅管側ステンレス管の端部に部分銅めっきを施している。   On the other hand, Patent Document 5 discloses variations of the joining structure as shown in FIGS. 3, 4, 5, and 6. In both joining structures, a stainless steel pipe is interposed between the aluminum pipe and the copper pipe. When joining the stainless steel pipe and the copper pipe, the copper pipe side stainless steel pipe is subjected to partial copper plating. Yes.

図３の構造では、アルミニウム管１４と銅管１５には拡管加工がなされ、ステンレス管１６は直管である。図４の構造では、アルミニウム管１７とステンレス管１９には拡管加工がなされ、銅管１８は直管である。図５の構造では、ステンレス管２２と銅管２１には拡管加工なされ、アルミニウム管２０端部は直管である。これらの場合には、それぞれ材質の異なる管を拡管加工しなければならないという煩わしさがある。   In the structure of FIG. 3, the aluminum pipe 14 and the copper pipe 15 are expanded, and the stainless steel pipe 16 is a straight pipe. In the structure of FIG. 4, the aluminum pipe 17 and the stainless steel pipe 19 are expanded, and the copper pipe 18 is a straight pipe. In the structure of FIG. 5, the stainless steel tube 22 and the copper tube 21 are expanded, and the end of the aluminum tube 20 is a straight tube. In these cases, there is an inconvenience that pipes made of different materials must be expanded.

図６の構造では、ステンレス管２５の両端部だけが拡管加工されている。銅管２４側ステンレス管２５の表面には銅めっきがなされている。すなわち、銅管２４側ステンレス管２５の端部は部分銅めっきということになる。部分めっきは、めっきしない側をマスクしなければならないためにその作業代がかかり、全体めっきの数倍のコストがかかることになる。   In the structure of FIG. 6, only the both ends of the stainless steel tube 25 are expanded. The surface of the copper tube 24 side stainless steel tube 25 is plated with copper. That is, the end of the copper tube 24 side stainless steel tube 25 is partial copper plating. Since partial plating must mask the non-plated side, the work cost is increased and the cost is several times higher than the total plating.

そこで、ステンレス管に全体銅めっきを施すことを考える。しかし、この場合には、アルミニウム管とステンレス管のアルミニウムろう付の際に、接合部界面において銅とアルミニウムの脆い合金層が形成されるおそれがある。このため、ステンレス管に全体銅めっきを施すことは難しいという問題が発生する。   Therefore, it is considered that the entire copper plating is applied to the stainless steel tube. However, in this case, a brittle alloy layer of copper and aluminum may be formed at the joint interface when the aluminum pipe and the stainless pipe are brazed with aluminum. For this reason, the problem that it is difficult to apply the whole copper plating to the stainless steel pipe occurs.

また、図６に示すように、ステンレス管２５の内側にアルミニウム管２３および銅管２４が嵌入される場合、各管材質の膨張係数は、アルミニウム管２３．６＞銅管１７．７＞ステンレス管１７．３（以上×１０−６１／℃）となるため、ろう付加熱時（およそ６００℃）において、嵌合部の隙間は室温時に比べて小さくなる。特に、アルミニウム管とステンレス管においては、嵌合部の隙間を事前に十分考慮しないと、ろう付時においてろうが嵌合部の管奥側に浸透しないという問題が発生する。 As shown in FIG. 6, when the aluminum tube 23 and the copper tube 24 are fitted inside the stainless tube 25, the expansion coefficient of each tube material is aluminum tube 23.6> copper tube 17.7> stainless tube. Since it is 17.3 (above x 10 −6 1 / ° C.), the gap of the fitting portion is smaller than that at room temperature during brazing addition heat (approximately 600 ° C.). In particular, in an aluminum tube and a stainless steel tube, if the gap between the fitting portions is not sufficiently considered in advance, there is a problem in that the brazing does not penetrate into the back side of the fitting portion during brazing.

他方、特許文献６には、図７に示すように、ステンレス管２８にろう付位置決め用のポンチ部２９を設け、このステンレス管２８を介してアルミニウム管２６と銅管２７とを接合する構造が開示されている。また、図８に示すように、アルミニウム管３０と銅管３１とにろう付位置決め用のポンチ部３３を設け、ステンレス管３２を介して接合する構造が開示されている。   On the other hand, as shown in FIG. 7, Patent Document 6 has a structure in which a punching portion 29 for brazing positioning is provided on a stainless steel pipe 28, and an aluminum pipe 26 and a copper pipe 27 are joined via the stainless steel pipe 28. It is disclosed. Further, as shown in FIG. 8, a structure in which a punching portion 33 for brazing positioning is provided on an aluminum tube 30 and a copper tube 31 and joined via a stainless steel tube 32 is disclosed.

この特許文献６に開示された構造によれば、アルミニウム管および銅管を拡管加工しなくてもろう付の位置決めができ、ろう付が容易となる。しかしながら、アルミニウム管、銅管、ステンレス管の３つの直管を嵌挿可能な管の内外径の組み合わせは、標準的なＪＩＳ規格の管では極めて少ない。このため、特注の管の製作が必要となるなど、汎用性に欠けるという問題が発生する。   According to the structure disclosed in Patent Document 6, it is possible to perform brazing positioning without expanding the aluminum pipe and the copper pipe, and the brazing becomes easy. However, there are very few combinations of inner and outer diameters of pipes into which three straight pipes of aluminum pipes, copper pipes, and stainless steel pipes can be inserted and inserted in standard JIS standard pipes. For this reason, there arises a problem of lack of versatility, such as production of a custom pipe.

特開昭５２−８５４３号公報JP 52-8543 A 特開昭６２−１５８７５３号公報Japanese Patent Laid-Open No. 62-158753 特開平９−１２０９９０号公報JP-A-9-120990 特開昭５３−７００６０号公報JP-A-53-70060 特開平８−２６７２２８号公報JP-A-8-267228 特開２００５−２６２２４８号公報JP 2005-262248 A

このため、アルミニウム管と銅管とをステンレス管を介して接合する方法において、ろう付性、耐食性などの接合品質を従来に比べて向上するとともに、アルミニウム管と銅管の接合構造を安価に製造することができる技術の開発が望まれていた。   For this reason, in the method of joining an aluminum tube and a copper tube via a stainless steel tube, the joining quality such as brazing and corrosion resistance is improved as compared with the conventional method, and the joining structure of the aluminum tube and the copper tube is manufactured at a low cost. The development of technology that can do this has been desired.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、接合品質を向上することができる安価なアルミニウム管と銅管の接合方法および接合構造ならびにこの接合構造を有する熱交換器を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and provides an inexpensive aluminum pipe-copper pipe joining method and joint structure capable of improving joint quality, and a heat exchanger having this joint structure. Objective.

上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の請求項１に係るアルミニウム管と銅管の接合方法は、アルミニウム管と銅管とをステンレス管を介して接合する接合方法であって、前記ステンレス管の両端は縮管加工され、前記ステンレス管の表面全体にはニッケルめっきが施され、前記ステンレス管の一端を前記銅管内に嵌挿配置して前記銅管と前記ステンレス管とを炉中ろう付する第一ステップと、第一ステップの後に、前記ステンレス管の他端を前記アルミニウム管内に嵌挿配置して前記アルミニウム管と前記ステンレス管とをアルミニウムろう付する第二ステップとからなることを特徴とする。   In order to solve the above problems and achieve the object, the joining method of an aluminum tube and a copper tube according to claim 1 of the present invention is a joining method of joining an aluminum tube and a copper tube via a stainless steel tube. Then, both ends of the stainless steel tube are contracted, and the entire surface of the stainless steel tube is nickel-plated, and one end of the stainless steel tube is fitted and arranged in the copper tube, and the copper tube and the stainless steel tube are arranged. And a second step of brazing the aluminum tube and the stainless steel tube after the first step by inserting and arranging the other end of the stainless steel tube in the aluminum tube. It is characterized by the following.

また、本発明の請求項２に係るアルミニウム管と銅管の接合方法は、上述した請求項１において、第一ステップにおける前記ステンレス管と前記銅管とのろう付に銀ろう材ＢＡｇ−８を使用したことを特徴とする。   Moreover, the joining method of the aluminum pipe and copper pipe which concerns on Claim 2 of this invention is a silver brazing material BAg-8 in the brazing of the said stainless steel pipe | tube in the said 1st step, and the said copper pipe in Claim 1 mentioned above. It is used.

また、本発明の請求項３に係るアルミニウム管と銅管の接合構造は、アルミニウム管と銅管とをステンレス管を介して接合する接合構造であって、前記ステンレス管の両端は縮管加工され、前記ステンレス管の表面全体にはニッケルめっきが施され、前記ステンレス管の一端は、前記銅管内に嵌挿配置され、前記銅管と前記ステンレス管とは炉中ろう付され、前記ステンレス管の他端は、前記アルミニウム管内に嵌挿配置され、前記アルミニウム管と前記ステンレス管とはアルミニウムろう付されることを特徴とする。   Further, the joining structure of the aluminum tube and the copper tube according to claim 3 of the present invention is a joining structure in which the aluminum tube and the copper tube are joined via a stainless steel tube, and both ends of the stainless steel tube are subjected to a tube shrinking process. The entire surface of the stainless steel pipe is nickel-plated, and one end of the stainless steel pipe is fitted and disposed in the copper pipe, and the copper pipe and the stainless steel pipe are brazed in a furnace, The other end of the aluminum tube is fitted and disposed in the aluminum tube, and the aluminum tube and the stainless steel tube are brazed with aluminum.

また、本発明の請求項４に係るアルミニウム管と銅管の接合構造は、上述した請求項３において、前記ステンレス管と前記銅管とのろう付に銀ろう材ＢＡｇ−８を使用したことを特徴とする。   Moreover, the aluminum pipe and copper pipe joint structure according to claim 4 of the present invention is that, in the above-described claim 3, the silver brazing material BAg-8 is used for brazing the stainless steel pipe and the copper pipe. Features.

また、本発明の請求項５に係る熱交換器は、上述した請求項３または４に記載の接合構造を有する熱交換器である。   Moreover, the heat exchanger which concerns on Claim 5 of this invention is a heat exchanger which has the junction structure of Claim 3 or 4 mentioned above.

本発明に係るアルミニウム管と銅管の接合方法によれば、アルミニウム管と銅管とをステンレス管を介して接合する接合方法であって、前記ステンレス管の両端は縮管加工され、前記ステンレス管の表面全体にはニッケルめっきが施され、前記ステンレス管の一端を前記銅管内に嵌挿配置して前記銅管と前記ステンレス管とを炉中ろう付する第一ステップと、第一ステップの後に、前記ステンレス管の他端を前記アルミニウム管内に嵌挿配置して前記アルミニウム管と前記ステンレス管とをアルミニウムろう付する第二ステップとからなる。   According to the joining method of an aluminum tube and a copper tube according to the present invention, the joining method of joining the aluminum tube and the copper tube via a stainless steel tube, both ends of the stainless steel tube are subjected to a tube shrinking process, and the stainless steel tube A first step of brazing the copper tube and the stainless steel tube in a furnace by fitting and arranging one end of the stainless steel tube in the copper tube; Later, the second end of the stainless steel pipe is inserted and arranged in the aluminum pipe, and the aluminum pipe and the stainless steel pipe are brazed with aluminum.

このように、ステンレス管の表面全体にはニッケルめっきが施されているので、第一ステップの炉中ろう付、および第二ステップのアルミニウムろう付のどちらに対してもろう付性は良好である。また、ステンレス管の表面全体に対してニッケルめっきを施せばよいので、めっき工程が簡単になり、従来の部分めっきを施す場合と比較して工数低減による低コスト化を図ることができる。   As described above, since the entire surface of the stainless steel tube is nickel-plated, the brazing property is good for both the first-step furnace brazing and the second-step brazing. . Further, since nickel plating may be applied to the entire surface of the stainless steel tube, the plating process is simplified, and the cost can be reduced by reducing the number of man-hours compared to the case of performing conventional partial plating.

また、膨張係数の大きい方の管がステンレス管の外側に嵌められるので、ろう付前のセット時において、万一管の嵌合部の隙間が小さかった場合でも、加熱時にはこの隙間は常に拡がる側に変形することから管の奥までろうが浸透し易くなる。さらに、ろう付温度が高い第一ステップの炉中ろう付から、ろう付温度が低くなる第二ステップのアルミニウムろう付へと移行するので、第一ステップでろう付された箇所が第二ステップで溶け出すという心配がないと同時に、製造工程上の流れも極めて効率的であり工数低減に寄与する。   In addition, since the pipe with the larger expansion coefficient is fitted to the outside of the stainless steel pipe, even when the gap between the fitting parts of the pipe is small during setting before brazing, this gap is always widened during heating. It becomes easy for the wax to penetrate to the back of the tube because it is deformed. Furthermore, since the transition from the first step brazing in the furnace where the brazing temperature is high to the second step aluminum brazing where the brazing temperature is low, the portion brazed in the first step is the second step. At the same time, there is no worry of melting out, and at the same time, the flow in the manufacturing process is extremely efficient, contributing to a reduction in man-hours.

また、管の加工がステンレス管の両端の縮管加工だけで済み、従来のような複数管への拡管加工ではない分工数を節約できるので、加工工程についても比較的効率的である。また、ステンレス管の縮管加工により各々市販のＪＩＳ規格の管を利用可能なため低コストを図ることができる。   In addition, the processing of the pipe is only a contraction processing at both ends of the stainless steel pipe, and the number of man-hours that is not the conventional pipe expansion processing to a plurality of pipes can be saved, so that the processing process is also relatively efficient. In addition, since a commercially available JIS standard pipe can be used by shrinking a stainless steel pipe, the cost can be reduced.

従って、接合品質を向上することができ、安価なアルミニウム管と銅管の接合方法および接合構造ならびにこの接合構造を有する熱交換器を提供することができるという効果を奏する。   Therefore, it is possible to improve the joining quality, and there is an effect that it is possible to provide an inexpensive aluminum pipe and copper pipe joining method and joining structure, and a heat exchanger having this joining structure.

図１は、本発明に係るアルミニウム管と銅管の接合方法および接合構造の実施例を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of the joining method and joining structure of an aluminum tube and a copper tube according to the present invention. 図２は、従来のアルミニウム管と銅管の接合構造の一例を示す図である。FIG. 2 is a view showing an example of a conventional joining structure of an aluminum tube and a copper tube. 図３は、従来のアルミニウム管と銅管の接合構造の一例を示す図である。FIG. 3 is a view showing an example of a conventional joining structure of an aluminum tube and a copper tube. 図４は、従来のアルミニウム管と銅管の接合構造の一例を示す図である。FIG. 4 is a view showing an example of a conventional joining structure of an aluminum tube and a copper tube. 図５は、従来のアルミニウム管と銅管の接合構造の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of a conventional joining structure of an aluminum tube and a copper tube. 図６は、従来のアルミニウム管と銅管の接合構造の一例を示す図である。FIG. 6 is a view showing an example of a conventional joining structure of an aluminum tube and a copper tube. 図７は、従来のアルミニウム管と銅管の接合構造の一例を示す図である。FIG. 7 is a view showing an example of a conventional joining structure of an aluminum tube and a copper tube. 図８は、従来のアルミニウム管と銅管の接合構造の一例を示す図である。FIG. 8 is a view showing an example of a conventional joining structure of an aluminum tube and a copper tube.

以下に、本発明に係るアルミニウム管と銅管の接合方法および接合構造ならびにこの接合構造を有する熱交換器の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。   Embodiments of a joining method and joining structure of an aluminum tube and a copper tube and a heat exchanger having this joining structure according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

図１に示すように、本発明に係るアルミニウム管と銅管の接合構造１０は、アルミニウム熱交換器で用いる冷媒ガスが流れるアルミニウム管３と、別の熱交換器とを連結するのに使用される銅管４とを接合する接合構造であり、アルミニウム管３と銅管４とをステンレス管１を介して接合するものである。   As shown in FIG. 1, the joining structure 10 of an aluminum tube and a copper tube according to the present invention is used to connect an aluminum tube 3 through which a refrigerant gas used in an aluminum heat exchanger flows and another heat exchanger. The aluminum pipe 3 and the copper pipe 4 are joined via the stainless steel pipe 1.

ステンレス管１の両端は縮管加工され、ステンレス管１の表面全体にはニッケルめっき９が施されている。ステンレス管１の一端の縮管部２ａは、銅管４内に嵌挿配置され、銅管４とステンレス管１とはろう材５で炉中ろう付されている。ステンレス管１の他端の縮管部２ｂは、アルミニウム管３内に嵌挿配置され、アルミニウム管３とステンレス管１とはろう材８でアルミニウムろう付されている。なお、銅管４は、量産時の取り扱いが容易となるように、軽量で短尺の管（小型化）で構成してある。   Both ends of the stainless steel pipe 1 are contracted and nickel plating 9 is applied to the entire surface of the stainless steel pipe 1. A contracted tube portion 2 a at one end of the stainless steel tube 1 is fitted and disposed in the copper tube 4, and the copper tube 4 and the stainless steel tube 1 are brazed with a brazing material 5 in the furnace. The contracted tube portion 2 b at the other end of the stainless steel tube 1 is fitted and disposed in the aluminum tube 3, and the aluminum tube 3 and the stainless steel tube 1 are aluminum brazed with a brazing material 8. In addition, the copper pipe 4 is comprised with the lightweight and short pipe | tube (miniaturization) so that the handling at the time of mass production may become easy.

次に、本発明に係るアルミニウム管と銅管の接合方法について説明する。
本発明の接合方法は、ステンレス管１の一端の縮管部２ａを銅管４内に嵌挿配置して銅管４とステンレス管１とを炉中ろう付する第一ステップと、第一ステップの後に、ステンレス管１の他端の縮管部２ｂをアルミニウム管３内に嵌挿配置してアルミニウム管３とステンレス管１とをアルミニウムろう付する第二ステップとからなる。 Next, a method for joining an aluminum tube and a copper tube according to the present invention will be described.
In the joining method of the present invention, a first step of brazing the copper tube 4 and the stainless steel tube 1 in the furnace by inserting and arranging the reduced tube portion 2a at one end of the stainless steel tube 1 in the copper tube 4 and the first step After that, the second step is a second step of brazing the aluminum tube 3 and the stainless steel tube 1 with the aluminum tube 3 by inserting and arranging the contracted tube portion 2b at the other end of the stainless steel tube 1 in the aluminum tube 3.

まず、第一ステップでは、ニッケルめっき付ステンレス管１の縮管部２ａ側の端部を銅管４内に嵌入し、双方間の嵌合部に形成される環状の隙間にろう材５を流し込むことで双方を炉中ろう付で接合する。   First, in the first step, the end of the nickel-plated stainless steel tube 1 on the side of the contracted tube portion 2a is fitted into the copper tube 4, and the brazing material 5 is poured into an annular gap formed in the fitting portion between the two. Both are joined by brazing in the furnace.

この方法は、量産可能なろう付方法であり、炉中ろう付は真空ろう付または雰囲気ろう付（還元ガス雰囲気、無酸化雰囲気）が好適である。ろう材５は、真空ろう付用銀ろう材ＢＡｇ−８をリング状にしたリングろう材であり、これを予めステンレス管１の縮管傾斜部６ｂに設けておく。   This method is a brazing method capable of mass production, and the brazing in the furnace is preferably vacuum brazing or atmospheric brazing (reducing gas atmosphere, non-oxidizing atmosphere). The brazing material 5 is a ring brazing material obtained by forming a silver brazing material BAg-8 for vacuum brazing into a ring shape, and this is provided in advance on the contracted tube inclined portion 6 b of the stainless steel tube 1.

このようにして炉中ろう付されたろう付部品は、ろう付時において金属表面にある酸化膜は高温解離または還元反応などで除去されるので非常に清浄な状態、つまり表面が光輝に仕上がる。しかもフラックスを使用しないので、フラックス残渣の除去の必要もなく、ろう付後の後処理が不要であるといった工数低減効果がある。   In the brazed parts brazed in the furnace in this manner, the oxide film on the metal surface is removed by high-temperature dissociation or reduction reaction at the time of brazing, so that the surface is finished in a very clean state, that is, the surface is bright. In addition, since no flux is used, there is no need to remove the flux residue, and there is an effect of reducing the man-hours such that post-treatment after brazing is unnecessary.

次に、第二ステップでは、第一ステップで製造された「ニッケルめっき付ステンレス管と銅管のろう付部品」のステンレス管１の縮管部２ｂ側の端部をアルミニウム熱交換器側のアルミニウム管側端部７内に嵌入する。そして、連続炉においてアルミニウムろう付（通常、ノコロックろう付という。以下「ＮＢ」と略す。）で接合する。   Next, in the second step, the end portion on the side of the contracted tube portion 2b of the stainless steel tube 1 of the “nickel-plated stainless steel tube and copper tube brazed part” manufactured in the first step is made aluminum on the aluminum heat exchanger side. It fits in the tube side end 7. Then, they are joined by aluminum brazing (usually referred to as “Nocolok brazing”, hereinafter abbreviated as “NB”) in a continuous furnace.

このアルミＮＢは、アルミニウム熱交換器本体の非腐食性フラックスによるアルミニウムろう付である。ろう材８は、アルミニウムろう材をリング状にしたリングろう材であり、これを予めステンレス管１の縮管傾斜部６ａに設けておき、アルミＮＢ連続炉に流す。ここで、「ニッケルめっき付ステンレス管と銅管のろう付部品」はもともと長さが短く軽量部品に構成してあるので、容易にアルミニウム管３内に挿入、セットし易いという特長をもつ。   This aluminum NB is brazing aluminum with a non-corrosive flux of the aluminum heat exchanger body. The brazing material 8 is a ring brazing material in which an aluminum brazing material is formed into a ring shape, which is provided in advance on the contracted tube inclined portion 6a of the stainless steel tube 1 and flows into the aluminum NB continuous furnace. Here, the “brazed parts of nickel-plated stainless steel pipes and copper pipes” are originally made of light parts with short lengths, so that they are easy to insert and set in the aluminum pipe 3.

アルミＮＢ連続炉の出口からは、アルミニウム熱交換器にセットされたアルミニウム管３と「ニッケルめっき付ステンレス管と銅管のろう付部品」の一体品がろう付されて出てくる。ここで、アルミニウムろう材をリング状にしたリングろう材８の代わりにペースト状のろうを用いてもよいし、アルミニウムろう材がクラッドされたアルミニウム管を用いてもよい。   From the outlet of the aluminum NB continuous furnace, the aluminum tube 3 set in the aluminum heat exchanger and the “brazed parts of nickel-plated stainless steel tube and copper tube” are brazed and come out. Here, instead of the ring brazing material 8 in which the aluminum brazing material is made into a ring shape, a paste-like brazing material may be used, or an aluminum tube clad with an aluminum brazing material may be used.

また、アルミニウム管３は、通常オールアルミニウム製の熱交換器の本体側に直接取り付けられているヘッダーパイプ（端部）であってもよいし、アルミニウム単管であってもよく、アルミニウム管側に対しては何の制約もない。また、アルミニウム熱交換器の構成部品であるフィン、扁平管、ヘッダーパイプ、側板などを一括ろう付する際に、ステンレス管と銅管のろう付品を一緒にセットしてろう付することもできる。   Moreover, the aluminum pipe 3 may be a header pipe (end part) directly attached to the main body side of an all-aluminum heat exchanger, or may be a single aluminum pipe. There are no restrictions on it. Also, when brazing fins, flat tubes, header pipes, side plates, etc., which are components of aluminum heat exchangers, it is possible to braze together by brazing stainless steel tubes and copper tubes together .

このように、本発明によれば、膨張係数の大きい方の管（アルミニウム管３）がステンレス管１の外側に嵌められるので、ろう付前のセット時において、万一、管の嵌合部の隙間が小さかった場合でも、加熱時にはこの隙間は常に拡がる側に変形し、管の奥までろうが浸透し易いという大きな特長がある。しかも、予めステンレス管１の表面全体にはニッケルめっき９が施されているので、第一ステップの炉中ろう付、および第二ステップのアルミニウムろう付のどちらに対してもろうのなじみ（ぬれ性）が極めて良好である（ろう付性がよい）というメリットが得られる。   As described above, according to the present invention, the pipe (aluminum pipe 3) having the larger expansion coefficient is fitted to the outside of the stainless pipe 1, so that in the case of setting before brazing, Even when the gap is small, this gap has a great feature that the gap is always deformed to widen during heating, and the wax easily penetrates to the back of the tube. Moreover, since nickel plating 9 is applied to the entire surface of the stainless steel tube 1 in advance, the familiarity of the brazing (wetting property) with respect to both the brazing in the furnace in the first step and the aluminum brazing in the second step. ) Is very good (good brazability).

すなわち、量産時において、ろうが管の奥まで浸透し、ろう付性が良くなるので熱交換器としての管内の気密性が十分確保される。また、従来のアルミニウム拡管とステンレス管とのろう付部と比較すると、アルミニウム管３とステンレス縮管部２ｂとのろう付部の方がガルバニック腐食に強いことが実験的に確認されている。従って、本発明によれば、ろう付部の信頼性が確保され、接合品質を向上することができる。   That is, at the time of mass production, the wax penetrates deep into the pipe and the brazing property is improved, so that the airtightness in the pipe as a heat exchanger is sufficiently secured. Further, it has been experimentally confirmed that the brazed portion between the aluminum tube 3 and the stainless steel contracted tube portion 2b is more resistant to galvanic corrosion than the conventional brazed portion between the aluminum expanded tube and the stainless steel tube. Therefore, according to this invention, the reliability of a brazing part is ensured and joining quality can be improved.

また、ステンレス管表面全体に対してニッケルめっきを施せばよいため、めっき工程が簡単になり、従来の部分めっきを施す場合と比較してコスト的に安価となる。しかも、ろう付温度が高い第一ステップ（炉中ろう付）から、ろう付温度が低くなる第二ステップ（アルミＮＢ）へと移行するので、第一ステップでろう付された箇所が第二ステップで溶け出すという心配がないと同時に、製造工程上の流れも極めて効率的であることから工数低減に寄与することができる。さらに、管の加工がステンレス管両端の縮管加工だけで済み、従来のような複数管への拡管加工ではない分工数を節約できるので、加工工程についても比較的効率的である。   Moreover, since it is only necessary to perform nickel plating on the entire surface of the stainless steel tube, the plating process is simplified, and the cost is lower than in the case of performing conventional partial plating. And since it shifts from the 1st step (brazing in a furnace) with high brazing temperature to the 2nd step (aluminum NB) where brazing temperature becomes low, the place brazed at the 1st step is the 2nd step. At the same time, the flow in the manufacturing process is extremely efficient and can contribute to the reduction of man-hours. Furthermore, the processing of the pipe is only a contraction processing at both ends of the stainless steel pipe, and the number of man-hours that is not the conventional pipe expansion processing to a plurality of pipes can be saved, so that the processing process is also relatively efficient.

なお、上記の第一ステップの炉中ろう付においては、ろう材として銀ろう材を使用しているが、りん銅ろう材を使ったりん銅ろう付は、りんとニッケル（めっき部）の脆い合金の形成が懸念されるので推奨しない。   In the first-step brazing in the furnace, silver brazing material is used as the brazing material. Phosphor copper brazing using phosphor copper brazing material is a brittle alloy of phosphorus and nickel (plating part). It is not recommended because there is concern about the formation of

また、ステンレス管１とアルミニウム管３のろう付方法については、アルミＮＢ方法の代わりに、例えば、フラックスを使用しなくて済むアルミニウム真空ろう付方法であっても構わない。   As for the brazing method of the stainless steel tube 1 and the aluminum tube 3, for example, an aluminum vacuum brazing method that does not require the use of a flux may be used instead of the aluminum NB method.

以上説明したように、本発明に係るアルミニウム管と銅管の接合方法によれば、アルミニウム管と銅管とをステンレス管を介して接合する接合方法であって、前記ステンレス管の両端は縮管加工され、前記ステンレス管の表面全体にはニッケルめっきが施され、前記ステンレス管の一端を前記銅管内に嵌挿配置して前記銅管と前記ステンレス管とを炉中ろう付する第一ステップと、第一ステップの後に、前記ステンレス管の他端を前記アルミニウム管内に嵌挿配置して前記アルミニウム管と前記ステンレス管とをアルミニウムろう付する第二ステップとからなる。   As described above, according to the joining method of an aluminum tube and a copper tube according to the present invention, the joining method of joining the aluminum tube and the copper tube via a stainless steel tube, both ends of the stainless steel tube are contracted A first step in which the entire surface of the stainless steel pipe is nickel-plated, and one end of the stainless steel pipe is fitted and arranged in the copper pipe to braze the copper pipe and the stainless steel pipe in a furnace. And after the first step, there is a second step in which the other end of the stainless steel tube is fitted and arranged in the aluminum tube, and the aluminum tube and the stainless steel tube are brazed with aluminum.

このように、ステンレス管の表面全体にはニッケルめっきが施されているので、第一ステップの炉中ろう付、および第二ステップのアルミニウムろう付のどちらに対してもろう付性は良好である。また、ステンレス管の表面全体に対してニッケルめっきを施せばよいので、めっき工程が簡単になり、従来の部分めっきを施す場合と比較して工数低減による低コスト化を図ることができる。   As described above, since the entire surface of the stainless steel tube is nickel-plated, the brazing property is good for both the first-step furnace brazing and the second-step brazing. . Further, since nickel plating may be applied to the entire surface of the stainless steel tube, the plating process is simplified, and the cost can be reduced by reducing the number of man-hours compared to the case of performing conventional partial plating.

また、膨張係数の大きい方の管がステンレス管の外側に嵌められるので、ろう付前のセット時において、万一管の嵌合部の隙間が小さかった場合でも、加熱時にはこの隙間は常に拡がる側に変形することから管の奥までろうが浸透し易くなる。さらに、ろう付温度が高い第一ステップの炉中ろう付から、ろう付温度が低くなる第二ステップのアルミニウムろう付へと移行するので、第一ステップでろう付された箇所が第二ステップで溶け出すという心配がないと同時に、製造工程上の流れも極めて効率的であり工数低減に寄与する。   In addition, since the pipe with the larger expansion coefficient is fitted to the outside of the stainless steel pipe, even when the gap between the fitting parts of the pipe is small during setting before brazing, this gap is always widened during heating. It becomes easy for the wax to penetrate to the back of the tube because it is deformed. Furthermore, since the transition from the first step brazing in the furnace where the brazing temperature is high to the second step aluminum brazing where the brazing temperature is low, the portion brazed in the first step is the second step. At the same time, there is no worry of melting out, and at the same time, the flow in the manufacturing process is extremely efficient, contributing to a reduction in man-hours.

また、管の加工がステンレス管の両端の縮管加工だけで済み、従来のような複数管への拡管加工ではない分工数を節約できるので、加工工程についても比較的効率的である。また、ステンレス管の縮管加工により各々市販のＪＩＳ規格の管を利用可能なため低コストを図ることができる。   In addition, the processing of the pipe is only a contraction processing at both ends of the stainless steel pipe, and the number of man-hours that is not the conventional pipe expansion processing to a plurality of pipes can be saved, so that the processing process is also relatively efficient. In addition, since a commercially available JIS standard pipe can be used by shrinking a stainless steel pipe, the cost can be reduced.

従って、接合品質を向上することができ、安価なアルミニウム管と銅管の接合方法および接合構造ならびにこの接合構造を有する熱交換器を提供することができるという効果を奏する。   Therefore, it is possible to improve the joining quality, and there is an effect that it is possible to provide an inexpensive aluminum pipe and copper pipe joining method and joining structure, and a heat exchanger having this joining structure.

以上のように、本発明に係るアルミニウム管と銅管の接合方法および接合構造ならびにこの接合構造を有する熱交換器は、熱交換器におけるアルミニウム管と銅管の接合に有用であり、特に、ろう付部の接合品質を向上し、安価に製造するのに適している。   As described above, the joining method and joining structure of an aluminum tube and a copper tube and the heat exchanger having this joining structure according to the present invention are useful for joining an aluminum tube and a copper tube in a heat exchanger. It is suitable for improving the joint quality of the attachment and manufacturing at low cost.

１ ステンレス管
２ａ，２ｂ 縮管部
３ アルミニウム管
４ 銅管
５ ろう材
６ａ，６ｂ 縮管傾斜部
７ アルミニウム管側端部
８ ろう材
９ ニッケルめっき
１０ アルミニウム管と銅管の接合構造 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stainless steel pipe 2a, 2b Reduction pipe part 3 Aluminum pipe 4 Copper pipe 5 Brazing material 6a, 6b Reduction pipe inclined part 7 Aluminum pipe side edge part 8 Brazing material 9 Nickel plating 10 Joining structure of aluminum pipe and copper pipe

Claims (5)

アルミニウム管と銅管とをステンレス管を介して接合する接合方法であって、
前記ステンレス管の両端は縮管加工され、前記ステンレス管の表面全体にはニッケルめっきが施され、
前記ステンレス管の一端を前記銅管内に嵌挿配置して前記銅管と前記ステンレス管とを炉中ろう付する第一ステップと、
第一ステップの後に、前記ステンレス管の他端を前記アルミニウム管内に嵌挿配置して前記アルミニウム管と前記ステンレス管とをアルミニウムろう付する第二ステップとからなることを特徴とするアルミニウム管と銅管の接合方法。 A joining method for joining an aluminum tube and a copper tube via a stainless steel tube,
Both ends of the stainless steel tube are contracted, and the entire surface of the stainless steel tube is nickel plated,
A first step of fitting and arranging one end of the stainless steel pipe in the copper pipe and brazing the copper pipe and the stainless steel pipe in a furnace;
After the first step, the aluminum tube and the copper are characterized by comprising a second step of fitting and arranging the other end of the stainless steel tube in the aluminum tube and brazing the aluminum tube and the stainless steel tube with aluminum. Pipe joining method. 第一ステップにおける前記ステンレス管と前記銅管とのろう付に銀ろう材ＢＡｇ−８を使用したことを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム管と銅管の接合方法。   The method for joining an aluminum tube and a copper tube according to claim 1, wherein a silver brazing material BAg-8 is used for brazing the stainless steel tube and the copper tube in the first step. アルミニウム管と銅管とをステンレス管を介して接合する接合構造であって、
前記ステンレス管の両端は縮管加工され、前記ステンレス管の表面全体にはニッケルめっきが施され、
前記ステンレス管の一端は、前記銅管内に嵌挿配置され、前記銅管と前記ステンレス管とは炉中ろう付され、
前記ステンレス管の他端は、前記アルミニウム管内に嵌挿配置され、前記アルミニウム管と前記ステンレス管とはアルミニウムろう付されることを特徴とするアルミニウム管と銅管の接合構造。 A joining structure for joining an aluminum tube and a copper tube via a stainless steel tube,
Both ends of the stainless steel tube are contracted, and the entire surface of the stainless steel tube is nickel plated,
One end of the stainless steel pipe is inserted and arranged in the copper pipe, and the copper pipe and the stainless steel pipe are brazed in a furnace,
The other end of the stainless steel tube is fitted and arranged in the aluminum tube, and the aluminum tube and the stainless steel tube are brazed with aluminum, and the joining structure of the aluminum tube and the copper tube. 前記ステンレス管と前記銅管とのろう付に銀ろう材ＢＡｇ−８を使用したことを特徴とする請求項３に記載のアルミニウム管と銅管の接合構造。   The joining structure of an aluminum tube and a copper tube according to claim 3, wherein a silver brazing material BAg-8 is used for brazing the stainless steel tube and the copper tube. 請求項３または４に記載の接合構造を有する熱交換器。   A heat exchanger having the joining structure according to claim 3 or 4.
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