JPH0399795A - アルミニウム又はアルミニウム合金の気相ろう付け用フラックス - 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、アルミニウム又はアルミニウム合金の気相ろ
うイτｊけに適したフラックスに関するもので、例えば
自動車の熱交換器の製造において、そのろう付けされた
部材の性能を向上させるとともに、製造コストを安価に
する気相ろう付けに適したフラックスを提供するもので
ある。

〔従来の技術および発明か解決しようとする課題〕通常
アルミニウム又はアルミニウム合金のろう付けは、接合
しようとするアルミニウム又はアルミニウム合金部材に
、これらアルミニウム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、
接合しようとするアルミニウム又はアルミニウム合金部
材の融点よりも低い温度に加熱することによって行なっ
ている。そしてろう祠としては一般にＡ／−３ｊ系合金
が使用されその形状としては板状、線状又は粉末状とし
たろう祠、あるいはアルミニウム又はアルミニウム合金
からなる芯材に、このろう材を被覆した合わせ祠（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、ろうイ（１けする部材表
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
ックスろう付け法と、これを用いない真空ろう付け法が
通常使用されている。

」二記フラックスろう付け法としては、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
ろう付け加熱する浸漬ろう付け法、接合しようとする組
立物に塩化物系フラックスを塗布し、炉中でろうイで１
け加熱する炉中ろう付け法等がある。ところがこの塩化
物系フラックスは、アルミニウムに対して腐食性である
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法によれば、後工程と
して洗浄も不要であり、またろう付り後の部材表面も良
好であるが、高真空が必要であるという設備上の制約、
および材料的に制約がある等の問題がある。

これらの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。この方法はフラックスとして
非吸湿性で、アルミニウムに対して非腐食性の■ぐＡＩ
Ｆ、、とＫ　’ｔＡＩＦ６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
（＝Ｊ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工程
が不要なことが上げられる。しかしながら、このろう付
け方法においては、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
フラックスの歩留りは低ドする。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
従来の真空ろうイ（１け法と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ク
ロメート処理や黒色塗装処理を行う場合、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。

また、フラックス残渣は非導電性であるので、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。

さらにこのろう付け方法ではアルミニウム合金にＭｇを
含有している場合、ろう付け加熱中にフラックスと合金
中のＭｇとが反応し、ろうイ；１けができず、工業的に
安定なろう例は性を得るためのＭｇ含有量は０．６ｗ１
％未満でなければならない。このようにＭｇ含有量の多
いＡ１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、接合しようとする組立物に直接フ
ラックスを塗布しない気相ろう付け法に用いるフラック
スを開発し、このフラックスを用い、気相ろう付けを行
うことで上記問題点を解決できることを見いだしたので
ある。

すなわち本発明は、アルミニウム又はアルミニウム合金
表面の酸化皮膜を破壊する蒸気を５７５℃以下の温度で
発生し、かつアルミニウム又はアルミニウム合金表面に
付着した上記蒸気やその反応生成物は、常温まで冷却し
た場合に、アルミニウム又はアルミニウム合金に対し非
腐食性であることを特徴とするアルミニウム又はアルミ
ニウム合金の気相ろう付け用フラックスを提供するもの
である。

〔作　用〕

以下に本発明フラックスについて詳しく説明するが、ま
ず本発明フラックスが用いられる気相ろう付け法につい
て説明する。気相ろう付け法とは、ろうトｊけする部分
にフラックスを塗布することなく、非酸化性雰囲気下で
本発明フラックスを用い、その非腐食性フラックス蒸気
によりアルミニウム又はアルミニウム合金をろう付けす
る方法である。すなわち非酸化性雰囲気中に本発明フラ
ックスの蒸気を存在させることにより、組立物は完全に
蒸気で覆われ、極微量かつ均一に組立物に蒸気が付着し
てその表面のアルミニウム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
箇所に均一なフィレットを形成する。

ここで、非酸化性雰囲気とは、例えば窒素。

アルゴン、−酸化炭素等の雰囲気をあげることができる
。

蒸気の発生方法は加熱によるが、本発明フラックスをろ
う（−１けを実施する炉中にあらかじめ入れておき、炉
を！ｉ？［ｔしたときにその熱で蒸気化させてもよいし
、炉外て発生させた蒸気を窒素ガス等をキャリアーとし
て炉内に供給する方法がある。

また、気相ろう付けを実施するには密閉度が高い炉の使
用が好ましいが、密閉度の劣る炉であっても接合しよう
とする組立物をステンレス等からなる容器内に本発明フ
ラックスと共に入れてろう付け加熱する方法も可能であ
る。

さらに、気相ろう付け法は、従来の非腐食性フラックス
を直接塗布するろう付け方法と併用が可能である。たと
えばドロンカップタイプのエバポレーター等の組立物内
部に接合部を有する熱交換器にあっては、その内部のろ
う（＝Ｉりは一般に困難である。そこてこのような場合
、組立物内部には従来通りあらかじめ非腐食性フラック
スを塗布し乾燥させ、組立物性部にはフラックスを塗布
せずに気相ろう付けを行う方法が有効である。

次に、このような気相ろう（＝Ｉけ法をｉ、＋Ｊ能にし
た本発明フラックスについて説明する。

アルミニウムまたはアルミニウム合金表面の酸化皮膜を
破壊する蒸気には、フルオルアルミン酸カリウム錯体の
蒸気、ＫＦを含む弗化物と金属Ａ、ｌとの反応により生
成したＫＡｌＦ４を主成分とする蒸気、ＫＦとＡＮＦ’
、１の溶融物から出る蒸気、フルオルアルミン酸セシュ
ウム錯体の蒸気、ＫＺｎＦ、の蒸気、ＫＳｎＦ、の蒸気
等が上げられる。ここでその蒸気の発生温度の上限を５
７５℃としたのは、ろう材に用いられるＡｌ−３ｉ系合
金の融点は約５７７°Ｃであるので、ろうが溶融する前
に蒸気が組立物を取り囲む必要があるからである。

さらに、アルミニウム又はアルミニウム合金表面に付着
した蒸気やその反応生成物を常温まで冷却した場合に、
アルミニウム又はアルミニウム合金に対して非腐食性で
あることを本発明では定めるが、これは腐食性であると
ろう付け製品が多湿条件下に置かれた場合、接合部が短
期間で腐食するためである。なお、上記の蒸気例はいず
れも非腐食性であり本発明に用いることができる。

〔実施例〕

以下に実施例に基ずき本発明の詳細な説明する。

実施例１− 第１図に示す逆Ｔ継手試験片を組み立てろう付け接合性
の評価を行った。試片は、プレージングシートとしてｌ
ｌ５Ａ３００３合金（ＡＮ　−Ｑ、０５〜０．２％Ｃｕ
　−１，０〜１．５％Ｍ　ｎ　）を芯材とし、この片面
にＳｉ６．８〜８，２％を含有する月５Ａ４３４３合金
ろう材をクラッドしたＩｔｓ　ＢＡＩ２ＰＣの厚さ１ｍ
ｍの圧延板（１）と、Ａｌ−１，０％Ｍｇ合金の厚さｉ
ｎ＋＋ｎの板（２）を用いた。

ろうイτｊけは、有機溶剤により脱脂を行った後、第１
表に示す条件にて実施した。

ろうイ毫１け後の接合物を炉外に取り出しろうイＮ１け
状況を調べ、ろう付けが良好なものを○、不良なものを
×として、これらの結果を第１表に合わせて記した。

第１表 ４１ 本発明フラックスを用いた気相ろう（＝ｊＵ法によるも
のでは、良好なろう付け性を示しているのに対して、従
来例、比較例ではろう付けできなかった。

実施例２ 第２図に示すように、常法により管状に熱間押出し成形
した月Ｓ＾１０５０　（Ａ１９９．５％以上）製の管材
（３）を蛇行状に曲げ、この蛇行状管制（３）の間にＡ
／−１％Ｍｎ−１％Ｚｎ合金を芯材とし、その両面にＡ
Ｉ−１０％５ｉ−１％Ｚｎ合金皮祠をクラッドした厚さ
０．ｌｌ１ｍｍのプレージングシートからなるコルゲー
トフィン（４）をはさみ、さらにＡｌ−４，３％Ｚｎ−
１，３％Ｍｇ合金からなるコネクター（５）をＡｌ０７
０の溶接棒を用いてＴＩＧ溶接し、サーペンダインタイ
プのコンデンサーを組立て、有機溶剤で脱脂した。

そして、ろうイ」け炉の内容積１尻当り、合金で５００
ｇの同量のＫ　Ｚ　ｎ　Ｆ　、、と平均粒径７０μｍの
Ａｌ粉末との混合物（本発明フラックス）を置き、露点
−４０℃、酸素濃度１１００ｐｐの窒素ガス−２ に置換され、６１０　’Ｃに保持された電気炉内にこの
組立物を挿入し、組立物を６１０℃で５分間加熱しろう
付けを実施した。

比較例として、本発明フラックスを炉内に置かず、露点
−４０°Ｃ２酸素濃度１１００ｐｐの窒素ガスに置換さ
れ、６１０℃に保持された電気炉内にこの組立物を挿入
し、組立物を６１０℃で５分間加熱しろう付けを実施し
た。

さらに従来例として、脱脂後の組立物を１０％濃度の■
ぐＡｌｌ　ＦＡ懸濁液を塗布し、２００℃で１０分の乾
燥を行った。その後露点−４０’Ｃ，酸素濃度１１００
ｐｐの窒素ガスに置換され、６１０℃に保持された電気
炉内にこの組立物を挿入し、組立物を６１０°Ｃで５分
間加熱しろうイ（１けを実施した。

上記ろう付け後のコンデンサーを取り出して表面の外観
観察を行い、ろう付け状況を調べて、これらの結果を第
２表に示した。またろう（＝１けができていた本発明例
、従来例に対しては、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１１１着性をクロメート性、
塗装性とし３ て第２表に併記した。

また、 この塗装後のコン デンザーの耐食性を評価するために１ Ｓ）１８６８１に 基ず（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２表に併記した。

第２表 注１） 注２） 接合率（％） （（フィン全山数−未接合山数） フィレット長さは第３図の管４Ａ（３）接合部における
Ａの長さを言う。

／フィンの全山数）　Ｘ　ｔｏ。

とコルゲートフィン（４）の ４ 第２表から明らかなように本発明によるろう（＝Ｉけ後
のコンデンサーの表面はきれいてあり、ろうトｊけ状況
も良好であった。さらにクロメート性、塗装性、耐食性
も良好であった。

これに対し、本発明フラックスを用いない比較例ではろ
う付けできず、従来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イ（１着しており、外
観上好ましくない。またろうイχｊ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第
３図の管材（３）の曲げ部で貫通孔食が発生した。

「発明の効果」 このように本発明のフラックスにより気相ろう付けが可
能となり、本発明フラックスを用いて気相ろう付けを行
えは、従来のろう（−１けと比較し、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、製造コストか安
価になり、またろう付け後の表面がきれいであるためク
ロメト処理等の後処理での表面処理性が良好で耐食性か
優れる等の品質が向」ニし、さらにＭｇを−５ 多く含有するアルミニウム合金のろう伺けち可能である
等工業」二顕著な効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は逆Ｔ継手試験片を示す断面図、第２図はエアコ
ン用熱交換器であるサーペンタインタイプコンデンサー
の一例を示す斜視図、第３図は第２図の管とフィン部の
接合部を拡大して示す側面図である。 １・・・プレージングシートからなる圧延板２・・・Ａ
１合金板 ３・・・管材 ４・・・フィン ５・・・コネクター ６・・曲げ部 ６

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　アルミニウム又はアルミニウム合金表面の酸化皮膜を
   破壊する蒸気を５７５℃以下の温度で発生し、かつアル
   ミニウム又はアルミニウム合金表面に付着した上記蒸気
   やその反応生成物は、常温まで冷却した場合に、アルミ
   ニウム又はアルミニウム合金に対し非腐食性であること
   を特徴とするアルミニウム又はアルミニウム合金の気相
   ろう付け用フラックス。