JPH01143796A - アルミニウム材のろう付方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ａ１発明の目的 （産業上の利用分野） この発明に係るアルミニウム材のろう付方法は、アルミ
ニウム、或はアルミニウム合金（本明細書では、これら
を総称してアルミニウム材とする。）同士をろう付して
、各種製品を造る場合に利用するもので、例えばラジェ
ータやコンデンサ等として使用されるアルミニウム材製
の熱交換器を造る場合に利用される。

（従来の技術） 例えばアルミニウム材製の熱交換器を造る場合、アルミ
ニウム材製の伝熱管と、同じくアルミニウム材製の放熱
フィンとを組み合わせた状態で、これら伝熱管とフィン
とを加熱炉中で加熱し、予め伝熱管とフィンとの当接面
間に介在させたろう材（Ｓｉを５〜１６％含むアルミニ
ウム合金）溶融させ、このろう材によって伝熱管とフィ
ンとをろう付する様にしている。

このろう付作業の際、伝熱管やフィンを構成しているア
ルミニウム材の表面の酸化膜を破壊して、伝熱管とフィ
ンとのろう付が良好に行なわれる様にする為、ろう材部
にフラックスを塗布する事が広く行なわれている。

この様なアルミニウム材同士のろう付に使用するフラッ
クスとして従来から、特公昭５８−２７０３７号公報に
開示されている様なものが知られている。

この公報に開示されたフラックスは、６５゜６〜９９，
９％のにＡｌＦ２と３４．４〜０．１％のＫｓＡＩＦａ
とから成るもノテ、ｒＮＯｃＯＬＯＫ　ＦＬＵＸＪ　　
（商品名）として一般に市販されている。

このフラックスは、従来から知られている他のフラック
スに比べてろう付性が良好で、しかもろう付後に生じる
残渣にアルミニウム材に対する腐食性がない事から、ラ
ジェータやコンデンサ、或はエバポレータ等のアルミニ
ウム製熱交換器を製造する場合に広く使用されている。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、上述の様なフラックスを使用して行なう、従
来のアルミニウム材のろう付に於いても、依然として次
に述べる様な不都合を生じる。

即ち、従来のろう付方法に於いては、何れのフラックス
を使用する場合に於いても、水を分散媒として使用し、
ろう付に使用するフラックスを分散媒としての水の中に
所定濃度で分散し、懸濁液としていた。

この懸濁液は、ろう付荷にろう材部分に塗布するが、フ
ラックスは本来、伝熱管とフィンとの接触部等、ろう何
部にのみ塗布すれば良く、それ以外の部分に塗布しても
、フラックスが無駄に消費されるだけでなく、ろう付後
の残漬がフィンの表面に付着して、通気抵抗を増大させ
たり、更に残漬が著しく多い場合には、この残漬がフィ
ンを詰らせたりしてしまう。

ところが、水を分散媒として使用した場合、フラックス
の懸濁液の粘度は掻く小さいものとなって（流動性が極
めて良くなって）、この懸濁液をろう何部にのみ塗布す
る事は極めて困難となる。

この為従来は、ろう付に必要な部分だけでなく、それ以
外の部分にもフラックスの懸濁液を、スプレー等によっ
て塗布していた為、ろう付後に上述の様な問題が生じる
事が避けられなかった。

分散媒として水の代りに合成樹脂を使用する事も一部で
研究されてはいるが、現状に於いては、合成樹脂を使用
した場合、ろう何時の加熱に伴なって合成樹脂が炭化す
る事で、ろう付後に炭素粉末が残留し、ろう付性の面か
らも、残渣処理の面からも好ましくないとされている。

フラックスを使用する事なく、アルミニウム材同士をろ
う付する方法として、１０−３〜１０−５Ｔｏｒｒの高
真空中でろう付を行なう、真空ろう付性が知られている
が、この真空ろう付性の場合、防食の為にアルミニウム
材中に含有させたＺｎが、ろう付の為の加熱時に飛散し
てしまい、Ｚｎを添加する事に伴なう犠牲腐食作用が弱
くなって、ろう付によって得られるアルミニウム材製品
に十分な耐食性を期待出来なくなってしまう。

本発明のアルミニウム材のろう付方法は、フラックスの
分散媒を工夫する事で、上述の様な不都合を何れも解消
するものである。

ｂ０発明の構成 （問題を解決するための手段） 本発明のアルミニウム材のろう付方法に於いては、フラ
ックスを分散させる為の分散媒として、イソブチレンを
主体とする共重合体で末端に１個の二重結合を有し、構
造式 で表わされるポリブテンを使用する。

ろう付を行なう場合には、この様なポリブテン中にフラ
ックスを均一に分散混合したものを、対となって互いに
ろう付されるアルミニウム材の内の、少なくとも一方の
アルミニウム材の表面に塗布した後、上記対となるアル
ミニウム材を非酸化性雰囲気中で加熱し、対となるアル
ミニウム材の間に存在するろう材を溶融させる。

又、フラックスとしては、前記特公昭 ５８−２７０３７号公報に開示すし、ｒ　Ｎ０ＣＯＬＯ
ＫＦＬＵＸＪとして市販されてイル、６５．６〜９９゜
９％のＫＡｌＦ４と３４．４〜０．１％のに３ＡＩＦ６
とから成るものを使用する。

（作　　　用） 本発明のアルミニウム材のろう付方法に於いて、フラッ
クスの分散媒として使用されるポリブテンは、流動性は
あるにしても、水に比べて十分に大きな粘性を有する為
、フラックスを必要とするろう材部分にのみ、これを塗
布する事が可能となり、フラックスの使用量を少なく抑
えると同時に、ろう付後に於けるフラックス残漬を少な
くする事が出来る。

又、ポリブテンは、アルミニウム材同士のろう付温度（
通常６００℃程度）以下の約３００℃で解重合して昇華
する為、ろう付後にカーボン残漬が生じる事もなく、ろ
う付性の悪化やフィンの目詰り等を生じる事もない。

ポリブテンと、フラックスを構成するに＾ＩＦ４及びＫ
ｓＡＩＦａは、両者を混ぜた場合に何れも化学変化を起
したりする事はない為、フラックスの分散媒としてポリ
ブテンを使用した場合に於いても、ｒＮＯｃＯＬＯＫ　
ＦＬｔｌＸＪ　（７）有する優れたろう付性は、そのま
ま発揮される。

尚、本発明を実施する場合に於いては、ポリブテン中へ
のフラックスの添加量は、１０〜５０％の範囲が好まし
い。

これは、添加量が１０％未満の場合、フラックスの絶対
量が不足して、ろう付性を低下させ、５０％を越えて添
加した場合、フラックスの分散がなされずに流動性が悪
くなり、ろう材部分への塗布が困難となる為である。

（実施例） 次に、本発明の効果を確認する為に行なった実験に就い
て説明する。

本発明に於いて、フラックスの分散媒として使用するポ
リブテンの加熱時に於ける変化を確認する為、分子量が
１０００のポリブテンを加熱炉中に入れ、このポリブテ
ンの重量を測定しつつ、この加熱炉内の温度を第１図の
曲線ａで示す様に徐々に上昇させた所、ポリブテンの重
量は、同図に曲線すで示す様に減少し、４５０℃程度で
ほぼ１００％昇華して、後には何の残渣も残らなかった
。

この事から、ポリブテンが、アルミニウム材のろう付温
度である６００℃よりも低い温度で解重合し、完全に昇
華する事が解った。

尚、ポリブテンとしては、分子量が２００〜２５００の
ものを使用出来るが、分子量によって粘度が異なる（分
子量が多い程、粘度が高くなる。分子量１０００のもの
で、粘度はｔ　ｏｏｏ。

ｃｐ程度、）為、ろう材部分の形状等に応じて適当な粘
度（８０００ｃｐ程度のものが、熱交換器製造の際に、
好ましく使用出来る。）を有するポリブテンを選択する
。但し、粘度を低下させる為ならば、ポリブテンを有機
溶剤（パラフィン系炭化水素）によって希釈する事も出
来る。

上述の様な性質を有するポリブテン中に混合するフラッ
クスとして、特公昭５８−２７０３７号に係る、ｒ　Ｎ
０ＣＯＬＯにＦＬｔｌＸＪとして、カナダ国の会社であ
るＶアルキャン・リサーチ・アンド・ディベロップメン
ト・リミテッド」がｒ　Ｎ０ＣＯＬＯＫ１００」として
市販しているものを使用し、第２〜３図に示す様な熱交
換器のろう付を行なった。

この熱交換器は、伝熱管１．１とフィン２．２とから成
るコア部３の両端に座板４．４を設けたもので、伝熱管
１．１とフィン２．２とがろう付され、伝熱管１．１と
座板４．４とがろう付される。

この様な熱交換器の伝熱管１を構成する為のアルミニウ
ム材製板材として、厚さが０．３４ｍｍのクラツド板を
、フィン２を構成する為のアルミニウム材製板材として
、厚さ０．１０ｍｍのものを、座板４を構成するアルミ
ニウム材製板材として、厚さ１．０ｍｍのクラツド板を
、それぞれ使用した。

この内、伝熱管１を構成するクラツド板は、芯材の外面
（伝熱管１の外周面に露出する面）にろう材である皮材
を、内面（伝熱管１の内周面）に防食の為の犠牲腐食層
を、それぞれ１０％のクラツド率（板金体の厚さに対す
るクラッド層（皮材層）の厚さの割合）でクラッド（両
面で合計２０％）したもので、芯材にはＪＩＳ　３００
３材（Ｓｉが０．６％以下、Ｆｅが０．７％以下、Ｃｕ
が０．０５〜０．２０％、Ｍｎが１．Ｑ　〜１．５％、
Ｚｎが０．１θ％以下、その他の不純物が、個々の物が
０．０５％以下で、不純物の合計が０．１５％以下とし
、残りをＡＩとしたもの）を、皮材にはＪＩＳ　４３４
３材（Ｓｌが６．８〜８．２％、Ｆｅが０．８％以下、
Ｃｕが０．２５％以下、Ｍｎが０．１０％以下、Ｚｎが
０．２０％以下、その他の不純物が、個々の物が０．０
５％以下で、不純物の合計が０．１５％以下とし、残り
をＡ１としたもの）を、犠牲腐食層にはＪＩＳフ０７２
材（ｓｉとＦｅとが合計で０．７％以下、Ｃｕが０．１
θ％以下、Ｍｎが０．１０％以下、Ｍｇが０．１０％以
下、Ｚｎが０．８〜１．３％、その他の不純物が、個々
の物が０．０５％以下で、不純物の合計が０．１５％以
下とし、残りを＾ｌとしたもの）を、それぞれ使用した
。

又、フィン用のアルミニウム材としては、ＪＩＳ　３０
０３材に１．５％のＺｎを添加したもの（Ｓｉが０．６
％以下、Ｆｅが０．７％以下、Ｃｕが０．０５〜０．２
０％、Ｍｎが１．０〜１．５％、Ｚｎが１．５％、その
他の不純物が、個々の物が０．０５％以下で、不純物の
合計が０．１５％以下とし、残りをＡＩとしたもの）を
使用した。

更に、座板４を構成するクラツド板としては、芯材の片
面（コア部３と対向する面）にろう材である皮材を、１
０％のクラツド率でクラッドしたもので、芯材としては
ＪＩＳ　３００３材を、皮材としてはＪＩＳ　４３４３
材を、それぞれ使用した。

それぞれ、上述の様なアルミニウム材製板材により造ら
れた伝熱管１．１とフィン２．２と座板４．４とは、第
２図に示す様に組み合わせ、本発明のろう付方法、従来
の様に水を分散媒として使用するろう付方法により、互
いにろう付し、ろう付後の熱交換器に就いて、それぞれ
放熱性能と耐久性とを試験した所、次頁の表に示す様な
結果が得られた。

尚、本発明のろう付方法を実施する場合に於いては、非
腐食性７囲気としてＮ、ガス雰囲気を使用したが、ろう
何時に於ける露点は一３０℃とし、フラックスの塗布量
は２〜３ｇ／Ｉｍ２とした。

又、分散媒として水を使用する従来法を実施する場合に
於いては、フラックスの塗布量は５３７ｍ”として、浸
漬法によりフラックスの塗布を行なフた。

又、ろう付を行なう際には、第２図に示す様に組み合わ
されたクラツド材１と板材２とを、１５０℃で３分間予
熱した後、６００℃で３分間加熱して、ろう付した。

この上記の表に於いて、耐久性の試験は、ろう付けされ
た熱交換器を一３０℃で３０分間冷却した後、１２０℃
で３０分間加熱する行程を１サイクルとして、熱交換器
のシール部（座板４にゴム製のバッキングを介して装着
される合成樹脂製タンクと座板４との間のバッキングに
よるシール部）に漏れが発生する迄に要するサイクル数
の多少により、耐久性を判定するする事で行なった。

比較例１の耐久性が７５０とは、上記サイクルを７５０
回行なった時点でシール部に漏れが発生した事を、本発
明の実施例の耐久性が１０００以上とは、上記サイクル
を１０００回行なっても、シール部に漏れが発生しなか
った事を、それぞれ表わしている。この様に本発明のろ
う付方法によフた場合にシール性に関する耐久性が向上
するのは、シール用のバッキングが当接する座板４の表
面に、フラックス残漬による細かい凹凸が形成されない
為である。

更に、放熱性能は、比較例によって造られた熱交換器の
放熱性能を１００とし、本発明のろう付方法により造ら
れた全く同じ大きさの熱交換器の放熱性能を、これ（比
較例）の放熱性能と比較する事で行なった。

この様な試験の結果を示す前掲の表から明らかな通り、
本発明のろう付方法によりアルミニウム材同士をろう付
する場合、良好なろう付を行なう事が出来、しかもフラ
ックスの残渣減少に伴なって、熱交換器の性能及び耐久
性が向上する事を確認出来た。

Ｃ１発明の効果 本発明のアルミニウム材のろう付方法は、以上に述べた
通り構成され実施される為、フラックスを必要な部分に
のみ塗布する事が可能となって、フラックスの使用量低
減に伴なうろう付製品の製作費低減を図れるだけでなく
、余分なフラックスの残渣によるろう付製品の品質、性
能の低下を防止出来、耐久性の優れたアルミニウム材ろ
う付製品を得る事が出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は温度上昇に伴なうポリブテンの重量減少の状態
を示す線図、第２図は本発明のろう付方法によって造ら
れるアルミニウム材製熱交換器の正面図、第３図は同端
面図である。 １：伝熱管、２：フィン、３：コア部９．４二座板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 イソブチレンを主体とする共重合体で末端に１個の二重
   結合を有し、構造式 ▲数式、化学式、表等があります▼ で表わされるポリブテン中に、６５．６〜 ９９．９％のＫＡｌＦ＿４と３４．４〜０．１％のＫ＿
   ３ＡｌＦ＿６とから成るフラックスを均一に分散混合し
   たものを、対となって互いにろう付けされるアルミニウ
   ム材の内の、少なくとも一方のアルミニウム材の表面に
   塗布した後、上記対となるアルミニウム材を非酸化性雰
   囲気中で加熱し、対となるアルミニウム材の間に存在す
   るろう材を溶融させる、アルミニウム材のろう付方法。