JPH03275271A - アルミニウム合金のろう付け方法 - 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〕 本発明はアルミニウム合金のろう付け方法に係わり、特
に形状記憶合金の形状変化作用を利用することによりろ
う（＝１’　ＩＪ部材に滑りを生じさせるようにしたア
ルミニウム合金のろう付け方法に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、特に自動車、その他車両関係の熱交換器としてア
ルミニウム合金製のものが提供されている。例えば、こ
のような熱交換器を作製する場合には、アルミニウム合
金のプレージングシート（表面にろう材を均一にクラッ
ドした薄板材）を用い、ろう付けにより多数の継手を同
時に形成する。

アルミニウム合金のろう付けにおいては、アルミニウム
合金の表面に生成する酸化皮膜が強固でち密なため一般
にはろう付ｔ−１が困難とされていたが、酸化皮膜を除
去・破壊する手段としてフラックスが開発されてから飛
躍的に発展してきている。

特に近年では、」−記の■フラックスろう付け法の他、
真空中でろう付けを行う■真空ろう付け法、イナートガ
ス、窒素ガス等の特殊雰囲気中で行う■不活性ガス雰囲
気ろう付け法、さらに、それら雰囲気と少量の非腐食性
フラックスを組み合わせた■非腐食性フラックスろう付
け法、等か開発されるに至り、さらに多くの分野で実用
化されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、」二足の如き従来のろう（＝Ｉけ法にあ
っては下記の如き不都合があった。

すなわち、」−記■の方法においてはろうイτｔ　ｉ−
１後のフラックスの除去に多大な工数、］５よび設備を
要する。上記■の方法においては、真空設備が必要どな
ることはもとより、ろう付け中に蒸発した金属元素が炉
壁に付着し　（炉内ろう付けの場合）、炉の保守管理が
煩わしい。また上記■、■の方法においては、フラック
スの除去ば不要であるか、不活性ガスに多くのコストが
かかり、かつ例えば上記熱交換器の如き複雑かつ多数の
継手を構成するものにあっては全面にわたってガスの置
換を行うのが難しい、といった問題がある。

本発明は」−記事情に鑑みてなされたもので、本来ろう
イ」（ツが難しいといわれていたアルミニウム合金のろ
う付けを、大気雰囲気中でしかも無フラツクスで実現す
ることのできる、アルミニウム合金のろう付け方法を提
供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、アルミニウム合金からなる継手部＋Ｓにより
ろう継手を形成するにあたり、側継手部材の接合部に予
めろう材を付着しかつこれら側継手部材を接合時状便に
保持しておくとともに、これら側継手部材の少なくとも
一方に、ろう付け温度にて形状変形を生ずる形状記憶合
金材を組み合わせ、ろう付ｉツ時に前記形状記憶合金材
の形状変化作用により前記両継手部材のろう付け部に相
対的なすへりを生じせしめることを特徴とするものであ
る。

〔作用　〕

ろう付け温度時に形状記憶合金材が形状変化を生じて側
継手部材に相対的滑りを起こすことにより、継手部の酸
化皮膜を破壊し、かつこの酸化皮膜の破壊された部分て
は溶融したろう材か瞬時に接触し、これによりろう継手
が形成される。これは、はんだ（＝１けにお（づるいわ
ゆる摩擦はんた付け法と同様の原理によると推察される
。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

第１図および第２図は本発明の第一実施例を示すもので
、符号１．２はそれぞれ、ろう付けにより継手を構成す
るための継手部材である。本実施例において、これら継
手部材１，２は共にアルミニウム合金製のプレージング
シートであり、これら継手部材１，２によりＴ継手を構
成するものとしている。

前記継手部材１．２を構成するプレージングシートは板
厚１．０ｍｍのもので、ＪＩＳＺ３２６３に規定される
ＢＡ８ＰＣである。前記継手部材１２からろうイ」（ツ
によりＴ継手を形成するには、第１図に示ず上うに継手
部材１．２を予め室温において丁字形に組み合わせ、針
金３にて保持する。

次いて、線状に形成された形状記憶合金材４を、上記の
如く丁字形に組み合わせた継手部材１．２に取り付ける
。前記形状記憶合金材４は、前記継平部材１．２のろう
付け温度（５９０°Ｃ〜６０５℃）において、」二足の
如く丁字形に組まれた継手部材１．２に、側継手部材１
．２の接合部における長手方向の相対的な移動を生じせ
しめるよう（第２図参照）に調整され、かつ、室温にお
いてほぼ元の形状に回復するように調整されたものであ
る。この形状記憶合金材４はこの場合、銅６９重量％−
亜鉛２８重量％−アルミニウム３重里％合金からなり、
線径１．５ｍｍφのものである。

丁字形に組まれた前記継手部材１．２に」−記の如く前
記形状記憶合金材４を組み付けたならば、後は全体的に
ろう付け加熱を行い室温まで冷却すればよい。

ろう付０温度においては、継手部材１．２のろう材か溶
融すると同時に、第２図に示すように形状記憶合金材４
が形状変化を生じて継手部オＡ１２に同図中矢印で示す
如き相対的な滑りを生しせしめる。そして、これにより
、継手部材１２のろう付けがなされＴ継手が形成される
ものとなる。

」二足現象は下記の原理によって生ずるもの推察できる
。すなわち、ろうイ」（ツ温度時に形状記憶合金材４か
形状変化を生じて両継手部＋Ｓ’　１、２に相対的滑り
を起こすことにより、継手部の酸化皮膜を破壊し、かっ
この酸化皮膜の破壊された部分では溶融したろう材が瞬
時に接触し、これによりろう継手を形成するのである。

このことは、一種のアルミニウムにお（Ｊる摩擦はんだ
（−１ｌ−１法と同様の原理と推察することかできる。

ちなみに、摩擦はんた付５１法とは、はんだ付（づを行
う際に、はんた付（うするアルミニウム表面の酸化膜を
、溶融したはんだの上から工具等により取り除きながら
行う方法である　（「アルミニウムはんだ付けハンドブ
ック」軽金属溶接技術全発行、　１９７１．．８．　Ｐ
４５参照）。

上記において、前記形状記憶合金相４を構成する形状記
憶合金としては、前記銅−亜鉛−アルミニウム合金に限
定されるものてはなく、ろう付（ジ温度にて形状変化を
発現し得るものであれば良い。

具体例としては、銅−亜鉛合金、銅−アルミニウム合金
、銅−ケイ素合金、銅−インジウム合金銅−スズ合金、
銅−ニッケル合金、銅−アンチモン合金、銅−亜鉛−ケ
イ素合金、銅−亜鉛−インジウム合金、銅−亜鉛−スズ
合金、銅−亜鉛ニッケル合金、銅−亜鉛−アンチモン合
金、チタン−ニッケル合金等かある。

また、形状変化の発現温度はろう付け温度であれは特に
限定されないが、５８０℃〜６２０°Ｃの範囲のもので
あればよい。

さらに、形状記憶合金材４の形状としては線状、帯状、
あるいは細板状のものてあればよく、また継手部材１，
２への取り付け方も、ろう付け温度時に形状変化を生し
て両継手部材１．２に上記の如き相対的滑りを起こす上
うなものであれば如何様なものでもよい。そしてその際
、ろう付け時に前記両継手部材１．２に与える相対的な
滑り量としては最低０、１　ｍｍ以上あればよい。

△実験例−１ 上記実施例の記載事項に基づき、大気炉中で６１０’ｃ
Ｘ３分のろう付け加熱を実施し、室温まで冷却した後形
状記憶合金＋４’　４を取り外し、継手の形成状況を観
察した。

その結果、フィレットは小さいものの前記継手部＋Ｓ１
．２の板厚の１２　程度度のサイズのものが形成され、
実用」二使用可能な継手が得られた。

なお、本発明の要旨は、上記実施例で詳述の如く、両継
手部材の接合部に予めろう材を付着しかつこれら両継手
部材を接合時状態に保持しておくとともに、これら両継
手部材にろうイ１け温度にて形状変形を生ずる形状記憶
合金を組み合わせ、前記形状記憶合金の形状変化作用に
上り、ろう（＝ｔ　ｊ−１時に前記両継手部材のろう付
け部に相対的なすへりを生じせしめ、これによりアルミ
ニウム合金のろう付けを大気中にて無フラツクスで行え
るようにしたことにあるが、上記方法を真空中にて、あ
るいは大気中において非腐食性フラックスを用いて行う
こともできる。

△実験例−２ 実験例１と同様に構成した継手部材１．２を真空炉中の
ｌ　Ｘ　ｌ　Ｏ−’Ｔｏｒｒの低真空で６１０’ＣＸ３
分のろう付（ジ加熱を行い、継手の形成状況を観察した
。

その結果、フィレットは板厚の１８　程度度のサイズが
形成され、実用」二良好な継手が得られた。

△実験例−３ 実験例１と同様に構成した継手部材１．２を５４重量％
のＡｌＦ２（フッ化アルミニウム）と４６重量％のＫＦ
　　（フッ化カリウム）からなる非腐食性フラックスの
５％水溶液中に浸漬塗布を行い、その後大気炉中で６１
０°Ｃｘ３分のろう付け加熱を行い、継手の形成状況を
観察した。

その結果、フィレットは板厚の２２　程度度のサイズか
形成され、良好な継手が得られた。

なお、ここで使用するフラックスとしては」−記のもの
に限定されるものてはなく、例えばＫＡＩＦ、（テトラ
フルオロアルミン酸カリウム）とＫ　３Ａ　ＩＦ　６（
ヘキザフルオロアルミン酸カリウム）との混合物等、そ
の他のフッ化物系とカリウム化合物系との混合物であっ
てもよい。

次に、第３図ないし第８図は本発明の第二実施例で、本
発明をアルミニウム合金製の熱交換器の製造に適用した
例を示すしのである。なお、これら第３図ないし第８図
において同一符号で示ずちのは同一構成要素を示すもの
である 第３図は当実流調により作製される熱交換器を示してい
る。この熱交換器５において符号６はチ。

−ブ、７はフィン、８はヘッダープレート、９は治具で
ある。また、これらチューブ６、フィン７ヘツダープレ
ート８はプレージングシートにより構成されている。

第４図ないし第６図に、本発明による前記チューブ６と
前記フィン７との接合要領を示す。

まず、第４図（側面図）および第５図（正面図）に示す
ように、互いに接合すべきチューブ６とフィン７とを組
み合せ、それら組み合わせたチューブ６およびフィン７
に図示の如く形状記憶合金相４′を組み付ける。この形
状記憶合金材４′は、チューブ６およびフィン７のろう
付け温度において、デユープ６およびフィン７の接合部
における長手方向の相対的な移動を生じせしめるよう　
（第６図参照）に調整され、かつ、室温においてほぼ元
の形状に回復するように調整されたちのである。

その後、上記の如く形状記憶合金材４′が組み付けられ
たチューブ６およびフィン７をろう付け温度に加熱し、
室温まて冷却ずればよい。ろう付ｔ−１温度において、
ヂ、−プロおよびフィン７のろう材が麻融すると同時に
、第６図に示すように形状記憶合金材４′が形状変化を
生じてチューブ６およびフィン７に同図中矢印て示す如
き相対的な滑りを生じせしめ、これにより双方のろう付
ｉ：ｌがなされる。

次に、」二足の如く接合され一体化されたチューブ６お
よびフィン７に前記ヘッダープレート８をろう付けする
。それには、まず前記形状記憶合金材４′を取り外し、
第７図に示すように治具９とへラブルプレート８と間に
帯状の形状記憶合金材４″を組み合わせ、ろう付け温度
に加熱すればよい。」二足同様、チューブ６およびヘッ
ダープレート８のろう祠が溶融すると同時に、第６図に
示すように形状記憶合金材４″が形状変化を生じてヘッ
ダープレート８に同図中矢印で示す如きチューブ６との
滑りを生じせしめ、これにより双方のろう１ 付けがなされる。その後、室温まで冷却し、前記治具９
および形状記憶合金材４″を取り外せば目的とする熱交
換器５が完成される。

なお、」二足各実施例では、形状記憶合金相４４′、４
″を、母相が高温側と低温側の両方にある可逆（ｔｗｏ
　ｗａｙ）形状記憶合金としたが、母相が高温側のみに
ある非可逆（ｏｎｅ　ｗａｙ）形状記憶合金であっても
本発明の目的は遠戚される。ただし、可逆形状記憶合金
材を用いれば、室温に戻した時に形状記憶合金＋、１４
．４′、４″がほぼ取付暗状態に復元されるので取り外
し作業が容易なものとなる。

〔発明の効果〕

以上説明したとおり本発明は、アルミニウム合金からな
る継手部材によりろう継手を形成するにあたり、両継手
部材の接合部に予めろう材を付着しかつこれら両継手部
材を接合時状態に保持しておくとともに、これら両継手
部材の少なくとも一方に、ろう付け温度にて形状変形を
生ずる形状記憶合金材を組み合わせ、前記形状記憶合金
材の形２ 状変化作用により、ろう付け時に前記両継手部材のろう
付け部に相対的なすへりを生じせしめろようにしたので
、これによりアルミニウム合金のろう付けを大気中にて
無フラツクスで行うことが可能となる。よってこれによ
り、高価な真空設備あるいは不后性ガスを使用すること
なく、または手間、コストのかかるフラヅクス除去操作
等を一切゛排除して、低コストでのアルミニウム合金の
ろう継手を実現することができる。

また、本発明は、このようにアルミニウム合金によるろ
う継手を大気中にて無フラツクスて形成し得るようにし
たことを目的とするちであるが、本発明を従来手法、例
えば真空中でのろう付け、あるいは非腐食性フラックス
を用いたろう付けと組み合わせて実施してもよく、その
場合には、従来手法に比してより良好なろう付けを期待
てきる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の第一実施例を示すもので
第１図は継手部材のろう付け前の状態を示す斜視図、第
２図は第１図における継手部材のろう付け時の状態を示
す斜視図、第３図ないし第８図は本発明の第二実施例を
示すものて第３図は熱交換器を治具と共に示す正面図、
第４図は形状記憶合金相を組み付けた熱交換器の一部を
示す部分側面図、第５図は第４図の正面図、第６図（ｊ
ろう（＝ｔ　ｌｄ時にお（プる熱交換器の一部を示す部
分側面図、第７図は形状記憶合金材を組みイ」げた熱交
換器の一部を示す部分正面図、第８図はろう付け時にお
ける熱交換器の一部を示す部分側面図である。 継手部材、 ４″　　形状記憶合金材、 チューブ　（継手部材）、 フィン（継手部材）、 ヘッダープレート（継手部材） ２ ４４　′

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　アルミニウム合金からなる継手部材によりろう継手を
   形成するにあたり、両継手部材の接合部に予めろう材を
   付着しかつこれら両継手部材を接合時状態に保持してお
   くとともに、これら両継手部材の少なくとも一方に、ろ
   う付け温度にて形状変形を生ずる形状記憶合金材を組み
   合わせ、ろう付け時に、前記形状記憶合金材の形状変化
   作用により前記両継手部材のろう付け部に相対的なすべ
   りを生じせしめることを特徴とするアルミニウム合金の
   ろう付け方法。