JPH03114666A - Ａｌ又はＡｌ合金の気相ろう付け方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、Ａｌ又はＡｌ合金のろうイ」け方法に関する
もので、例えば自動車の熱交換器の製造において、その
ろうイ」けされた部材の性能を向上させるとともに製造
コストを安価にするものである。

〔従来の技術〕

通常ＡｌまたはＡｌ合金のろう付けは、接合しようとす
るＡｌまたはＡｌ合金部材をこれらＡｌ等より、も融点
の低いろう材を介して固定して組立物とし、このろう材
の融点よりも高く、接合しようとするＡ７またはＡｌ合
金部材の融点よりも低い温度に加熱することにより行な
っている。そしてろう材としては一般にＡｊ２Ｓｉ系合
金が使用され、その形状としては板状。

線状、粉末状としたろう材、あるいはＡｌｌまたはＡｌ
合金からなる芯月にこのろう材を被覆した合わせ材（以
下プレージングシートと記す）として用いられている。

従来のろう付け方法としては、ろう付けをする部材表面
の酸化皮膜を除去するためのフラックスを用いるフラッ
クスろう付け方法と、これを用いない真空ろう付け方法
が通常使用されている。上記フラックスろう付け方法と
しては、溶融した塩化物系フラックス中に接合しようと
する組立物を浸漬してろう付け加熱する炉中ろう付け法
等がある。ところがこの塩化物系フラッグ７スはＡｌに
対しては腐食性であるので、ろう付け後洗浄して完全に
除去しなければならず、製造工程が非常に煩雑である。

これに対して真空中に接合しようとする組立物を置いて
ろう付け加熱する真空ろう付け方法によれば、後工程と
して洗浄も不要であり、またろうイζ１け後の部材表面
も良好であるが、高真空が必要であることおよび材料的
に制約がある等の問題がある。

更に最近上記不具合を解消するろう付け法として、弗化
物系フラックスを用いて炉中でろう付けする方法が広く
用いられるようになってきた。この方法は特公昭５８−
２７０３７号公報に記載されているように、フラックス
として非吸湿性でＡＡに対して非腐食性のＫＡＡ’Ｆ４
とに３ＡｌＦ６の混合物を用い、これを水に懸濁させ、
接合しようとする組立物表面に塗布してろう付けするも
のであり、その特徴としては非腐食性フラックスを用い
るためにフラックス除去の後処理が不要なことが上げら
れる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら上記特公昭５８−２７０３７号公報に記載
の方法においては、必然的にフラックスを組立物表面に
付着させるための塗布、乾燥工程が必要であり、さらに
塗布されたフラックスはその組立物を次工程へ運ぶ途中
で組立物から脱落するものが多く、このため有効に使用
されるフラックスの小止りは低くなる。またろう付け後
の接合部材の表面には、不均一にフラックス残渣が残る
ので、従来の真空ろう付け方法に比較して表面が汚れ商
品価値が劣ると共に、耐食性を向上させるために次工程
で行うクロメート処理や黒色塗装処理等が不均一となっ
てしまい、その効果が十分に発揮されなくなる等の欠点
があった。さらにはフラックス残渣は非導電性であるた
め、例えば熱交換器において犠牲フィンにより管体を保
護する防食法を採用する場合には、防食電流の流れが阻
害されてしまい防食効果が十分得られない場合がある。

またＭｇ含有Ａｌ合金を弗化物系フラックスを用いて炉
中ろう付けする場合は、従来に比べてろう付け性が劣っ
ているため、工業的に安定したろう付け性を得るために
はＭｇの含有量は０．３ｗ１％（以下ｗｔ％を単に％と
略記する）未満でなければならない。

そしてこれ以上のＭｇを含有するＡ６合金では、フラッ
クス塗布量を多くしてもろう付けは難しくなってしまう
。この原因はＡｌ合金中のＭｇとフラックスとがろう付
け加熱中に反応するためであり、その結果フラックスの
組成が変化してフラックスとしての効果が失われること
、ＡＡ金合金中Ｍｇが表面層に拡散して表面層のＭｇ濃
度が高（なること、およびフラックスがＡｌ合金の表面
層に入り込む等の現象が発生してろうの流れを阻害する
こと等が起こるからである。このようにＭｇ含有量の多
いＡｌ合金が熱交換器用材料として使用できないことは
、熱交換器の耐久性や軽量化の面で大きな障害となって
いた。

〔課題を解決するための手段〕

本発明はこれに鑑み種々検討の結果、接合しようとする
組立物に直接フラックスを塗布する工程を必要としない
Ａｌ又はＡｌ合金の気相ろう付け方法を開発したもので
ある。

即ち本発明るう付け方法はＡｌ又はＡｌ合金をろう材を
介してろう付けする方法において、ろう付け温度に保持
された非酸化性雰囲気のろうイ」け炉内に、ろう付けす
るＡｌ又はＡＡ合金組立物を挿入し、炉外で発生させた
塩化物系又は弗化物系フラックス蒸気を非酸化性ガスを
キャリアーとして炉内に導入し、ろう付けをすることを
特徴とするもので、ろうイ」け温度に保持された非酸化
性雰囲気のろう付け炉内に、ろう付けするＡｌ又はＡｌ
合金組立物と塩化物系又は弗化物系フラックス蒸気を発
生させる物質を挿入し、ろう付けしてもよい。またろう
付け温度に保持された非酸化性雰囲気のろう付け炉内に
、ろう付けするＡｌ又はＡＡ合金組立物と塩化物系又は
弗化物系フラックス蒸気を発生させる物質を入れた通気
孔を有する容器を挿入し、ろう付けをすることもてきる
。

〔作　用〕

このように塩化物系あるいは弗化物系フラックスの蒸気
が存在する非酸化性雰囲気中に接合しようとする部材と
しての組立物をおくことにより、この蒸気は極微量かつ
均一に組立物に付着してその表面の、ｌの酸化皮膜を破
壊するのでろうの濡れを促進し、ろうが−様に流れ、組
立物の接合個所に均一なフィレットが形成される特徴を
有する。したがって本発明において利用できるフラック
スは、Ａｌの酸化膜を破壊し得る塩化物系あるいは弗化
物系化合物、さらに蒸発後上記化合物が形成され得る金
属錯体を含む化合物、あるいは単体である。具体的には
塩化亜鉛、塩化錫などや、フルオロアルミン酸金属錯体
の蒸気が含まれ、さらにＫＡ／Ｆ４＋に２ＡｌＦ５・Ｈ
２Ｏのような混合物から発生の蒸気も含まれる。

そしてこのような蒸気を発生させるには、フラックスの
融点付近の温度に加熱することで達成できる。したがっ
てフラックスを炉外で加熱し該蒸気を発生させて非酸化
性ガス等をキャリアーとして炉内に供給する方法、また
上記混合物等をろう付けを実施する炉内に予め入れてお
き、炉を昇温したときにその熱で同時に蒸発させる方法
、さらに発生させた蒸気をなるべく外部に逃げないよう
に、可能なかぎり小さな容器内に組立物とともに挿入す
る方法が考えられる。

ここで非酸化性雰囲気としては例えば窒素、アルゴン、
−酸化炭素その他いずれの雰囲気でも利用可能である。

非酸化性雰囲気の代わりに真空中においても本発明を実
施することが可能ではあるが経済的メリットは少なくな
る。

さらに本発明によれば、Ｍｇを０．３％を超えて含有す
るＡｌ−Ｍｇ系合金であってもろう付けが可能となる。

これはフラックスの蒸気が極微量でありしかも均一に組
立物に付着するからである。そしてこのためフラックス
としての作用を行う蒸気と材料中のＭｇとの反応が非常
に少なくなり、従って該蒸気のフラックスとしての効果
は阻害されず、またＭｇ含有材料内でＭｇが表面層に拡
散して材料内でＭｇの濃度差が生ずることもなく、さら
にフラックス成分が該材料の表面層へ侵入する量も僅か
であるために、ろうの流れが阻害されることはないから
である。

〔実施例〕

次に本発明の実施例について説明する。

第１図に示すように、常法により管状に熱間押出し成形
したＩｔｓ＾１０５０　（ＡＡ　９９．５％以上）製の
管４４１１１を蛇行状に曲げ、この蛇行状管材（１）の
間にＡｌ−１％Ｍｎ−１％Ｚｎ合金を芯材とし、その両
面にＡｌ−１０％５ｉ−１％Ｚｎ合金皮祠をクラッドし
た厚さＯ，ｌ６ｍｍのプレージングシートからなるコル
ゲートフィン（２）を挟み、さらにＡｌ−４％Ｚｎ−１
％Ｍｇ合金からなるコネクター（３）を取り付けて、こ
の接合部に１１ＳＡ４０４７　ＣＡｌ−１１〜１３％Ｓ
ｉ）からなる線径１．６ｍｍの線材を巻き、サーペンタ
インタイプのコンデンサーを組立てた。

この組立物を有機溶剤で脱脂して酸素濃度１５０ｐｐｍ
、露点−３０℃の窒素ガス雰囲気のろうイ」け炉に挿入
する際に、組立物のみ炉内に挿入する場合、組立物とと
もに内容積１−立方メーター当たり　３４６ｇのＫＡｌ
Ｆ４を置いたステンレス製のトレーも同時に挿入する場
合、さらに組立物を細い口を持つ５リツター容積の容器
に組立物と０．５ｇのＫＡｊｌＦ、、のフラックスを入
れた状０ 態でろう付け炉に挿入する場合の３通りの方法を行った
。そして上記組立物を６１０℃で５分間加熱してろう付
けを実施した。フラックスを炉内に入れなかった場合に
ついては炉外部でフラックスを６００℃に加熱し、フラ
ックス蒸気を発生させて、窒素ガスをキャリアーとして
ろう付け炉内に導入した。組立物と同時に炉内に挿入し
たＫＡｌＦ４フラックスはろう付け温度まで昇温される
間に溶融して蒸発し、ろう付け時には雰囲気として組立
物を覆っているのでフラックスとして有効に作用するこ
とになる。

上記ろう付け後のコンデンサーを炉外へ取り出して表面
の外観観察を行い、またろう付ｉ′ｊ状況を調べてこれ
らの結果を第１表に示した。その後常法によりクロメー
ト処理、黒色塗装を行いこれらの付着性をクロメート性
、塗装性として第１表に併記した。またこの塗装後のコ
ンデンサーの耐食性を評価するために月５ｔ（８６８１
に基づ＜　ＣＡＳＳ試験を５００時間実施して貫通孔食
の有無を調べその結果を第１表に併記した。また現１ 在知られているろうイ」番プ方法との比較において製造
時の経済性を評価した。

比較のため上記第１図に示すコンデンサーの組立物を従
来法でろう付けしたものについて、その特性を調査した
。即ち第１図に示す組立物を有機溶剤により脱脂したの
ち１０％濃度の■くＡＡ　Ｆ４懸濁液を塗布し、２００
℃で１０分間の乾燥を行った。その後窒素ガス雰囲気で
置換され、６１０℃に保持された電気炉内にこの組立物
を挿入して、６１０℃で５分間加熱してろう（＝Ｊけを
行った。その後の工程は上記と同様に行い、かっこのろ
う付けされたコンデンサーについて上記と同様な評価試
験を行ってそれらの結果について第１表に示した。

２ 第１表より明らかなように本発明によるろう付け後のコ
ンデンサーの表面はきれいであり、ろう付け状況もフィ
ンと管材との接合部であるフィン部、コネクターと管材
との接合部であるコネクタ一部共に優れていた。さらに
クロメート性、塗装性も良好で、耐食性も良好であった
。

これに対し従来方法によるコンデンサーは表面にフラッ
クス残渣が全面に濃く不均一に付着しており、外観上好
ましくない。またろう付け状況はフィン部は良好であっ
たが、コネクター部はろう付けできなかった。さらにろ
う付け後のクロメート処理および塗装は不均一であり、
耐食性については特に管材の曲げ部で貫通孔食が発生し
た。

［発明の効果］ このように本発明によれば、従来のろう付け方法に比べ
て例えば自動車等の熱交換器の製造工程が短縮できるの
で製造コストが安価になり、またろう付け後の表面がき
れいであるためクロメート処理等の後処理での表面処理
性が良好で４ 耐食性が優れる等の品質が向上し、さらにＭｇを多く含
有する合金のろう付けも可でもある等工業上顕著な効果
を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はエアコン用熱交換器であるコンデンサーの一例
を示す斜視図である、第２図はフィンの接合部を拡大し
て示す側面図である。 １・・・管材 ２・・・フィン ３・・・コネクター ５

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ａｌ又はＡｌ合金をろう材を介してろう付けする
   方法において、ろう付け温度に保持された非酸化性雰囲
   気のろう付け炉内に、ろう付けするＡｌ又はＡｌ合金組
   立物を挿入し、炉外で発生させた塩化物系あるいは弗化
   物系フラックス蒸気を非酸化性ガスをキャリアーとして
   炉内に導入し、ろう付けをすることを特徴とするＡｌ又
   はＡｌ合金の気相ろう付け方法。
2. （２）ろう付け温度に保持された非酸化性雰囲気のろう
   付け炉内に、ろう付けするＡｌ又はＡｌ合金組立物と塩
   化物系又は弗化物系フラックス蒸気を発生させる物質を
   挿入し、ろう付けをすることを特徴とする請求項第１項
   記載のＡｌ又はＡｌ合金の気相ろう付け方法。
3. （３）ろう付け温度に保持された非酸化性雰囲気のろう
   付け炉内に、ろう付けするＡｌ又はＡｌ合金組立物と塩
   化物系又は弗化物系フラックス蒸気を発生させる物質を
   入れた通気孔を有する容器を挿入し、ろう付けをするこ
   とを特徴とする請求項第１項記載のＡｌ又はＡｌ合金の
   気相ろう付け方法。