JPH0475771A - 熱交換器用管のろう被膜形成方法 - 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〕 この発明は、ろう付けにより組み立てられる、アルミニ
ウムまたはアルミニウム合金製熱交換器を製造するため
の、熱交換器用管の表面上へのろう被膜の形成方法に関
するものである。

〔従来の技術〕

近時、例えば、自動車用の熱交換器などを、その重量の
軽減のために、アルミニウムまたはアルミニウム合金に
よって、製造することが行われている。

このような、アルミニウムまたはアルミニウム合金製熱
交換器は、次のように（２て製造される。

即ち、熱間押し出しにより、アルミニウムまたはアルミ
ニウム合金からなる多穴管を製造し、次いで、この多穴
管を蛇行状に折り曲げる。このようにして折り曲げられ
た蛇行状の多穴管の互いに隣り合う１体間に、その表面
にろう材が張り合わされた、管体に対して電気化学的に
卑なアルミニウム合金製のプレージングシートからなる
コルゲート状のフィンを介挿し、治具により仮に固定す
る。次いで、このようにフルゲート状のプレージングシ
−１・からなるフィンが介挿さ豹、ｔ・管体を、ろう材
の溶融温度以」−の湿度に加熱する。か＜　して、フィ
ンは管体にろう付１１され、アルミニウムまたはアルミ
ニウム合金製の多穴管からなる熱交換器が製造される。

」二連（７，た方法により熱交換器を製造するに当たり
、ろう付ｉ、（峙６．二フィンが座屈（２やすく、この
ために、フィ゛／の厚さを薄くすることができず、月つ
、蛇行状の管体のフィンが取り付けられていない屈曲部
の防へのために、前記管体の表面に亜鉛被膜を形成Ｌ　
ｔ、（ければならず、Ｖ造コストがＪ：昇する等の問題
がある。

上述した間融を解決するために、フィンにろう材を張り
合わすこ々をぜず、アルミニウムまたはアルミニウム合
金からなる熱交換器用多穴管の管体表面上にろう被膜を
形成することが行われており、このような、管体表面へ
のろう被膜の形成手段として、次の方法が知られている
。

（１）　　メツキによる方法 例えば、特開昭６０−２５５２６２号公転に開示されて
いるように、アルミニウム製の押（，２出し、多穴管の
管体表面上に、管体よりも電極電位の卑なアルミニウム
ろう材を、非腐食性のフラックスを使用して溶融めっき
ニア、管体表面−Ｆにろう被膜を形成する（以下、先行
技術ｌという）。

（２）溶射による方法 例えば、特開昭５８−２０４１６９号公報ｌこ開示さね
ているように、２ｎｌｉｌＮまたはＡ１−８１合金線材
を使用（２、金属溶射によ−）で、熱間押し、出Ｉ７直
後のアルミニウム製の多穴管の表面上に、ＺｎまたはＡ
ｌ−５ｉ合金の被膜を形成する。（以下、先行技術２と
いう）。

（３）粉体の吹きつけに、Ｊ″る方法 例えば、特開昭６４−２８０号公号公報間示されている
ように、熱間押；２出し直後のアルミニウｊ１製の多穴
管の表面−１−に、亜鉛粉末を吹きつけてこれを溶融、
拡散せｊ７め、管体表面上に亜鉛被膜を形成する。（以
下、先行技術３という）。

（４）溶融金属の付着による方法 例えば、特開昭６３−２９９８１２号公報に開示さ４１
丁いるように、熱間押１．．出（７され、たアルニニウ
ム製押ｊ７出し材を、溶融亜鉛中１．７：ｉｔ〜、押ｊ
７出ニア材の表面」二に亜鉛被膜を形成する（以下、先
行技術４という。） 〔発明が解決しようとする課題〕 先行技術ｌには、次のような問題がある。即ち、溶融め
っきのｆ；−めにフラックスを必要とするので、めっき
表面に存在する酸化物の残渣ζこコ、−）で、表面に凹
凸が生じ、ろう付けを適確に行うことができなくなる。

更に、溶融めっき時に、管体表面に付着した溶融状態の
ろう材がその重力により流下するので、ろうの付着量が
不均一になる。

先行技術２には、次のような問題がある。即ち、溶射す
べき’ｌａ、　Ａｌ−５１等のろう材は、線材に加工し
なければならないので、加工のために多くの費用が必要
になる。更に、Ｚｒｉ含有量の多いＺｎ−Ａｌ、Ｚｎ−
Ａｌ−８１等のＺｎ合金ろう材は、加工性が著しく悪い
ので、線材に加工することが困難である。また、線材を
溶融させて溶射するために、溶射温度を普しく高めなυ
らばならないので、溶射ガンから飛び出す溶ｑ、を物は
ヒ、−ム微粉末状ζ、＝なる。この結果、管体に付着（
７なかった微粉末状のろう材を、はとんど回収すること
ができず、その回収率が極めて悪い。これらのために、
製造コスＩ・の−Ｊ−。

ｌが避けられない。

先行技術３１，１は、次の１゛うな問題がある。即ぢ、
吹きつけのため６．−１亜鉛を粉末状に（７なければな
らず、そのために多くの加工費を必要とする上、管体表
面に均一な厚さの亜鉛被膜を形成することが困難である
。

先行技術４には、次のような間融がある。即ち、溶融亜
鉛中に押し出し材を通して、その表面に亜鉛被膜を形成
するのであるから、押し出し材の表面上に均一な厚さの
被膜を形成することが困難である。

この発明の目的は、上述（７た問題を解決ｊ７、アルミ
ニウムまたはアルミニウム合金からなる熱交換器用多穴
管にコルゲート状のフィンをろう付けによって取り付け
て熱交換器を製造する際におＮｊる、前記多穴管の管体
表面へのろう被膜の形成を、ろう材の材質にかかわらず
、均一に安定（５て適羅にそ【７て経済的に行うことが
できる方法苓提供することにある。

〔課題を解決するための手段Ｊ 本発明者らは、上述した問題を解決すべく鋭意研究を行
った結果、溶融状態のろう材を、ガスによって噴霧させ
、これを多穴管の表面ｉ上に機械的に付着させれば、ろ
う材の材質にかかわらず、均一な厚さのろう被膜を、経
済的に安定しで形成し。

得ることを知見（７た。

この発明は、上述ｊ７た知見に基いて−なされたもので
あって、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる
熱交換器用多穴管の表面に向け、溶融状１のろう祠を、
所定圧力のガスにより吹き飛ば（−で噴霧し、このＪ、
うにＩ２て噴霧された微細粒状の前記ろう祠を、前記多
穴管の表面上に付着せ（〜め、かくＬ、て、前貢己多穴
管の表面］−に、フィン４ろうイ４けＡるためのろう被
膜を形成することに特徴を有するものである。

〔作用〕

上述し、たまうに、この発明によ第１ば、アルミニムマ
ｔ−はアルミニウム合金からなる熱交換器用多穴管の表
面に向（）、溶融状態のろ−）材を、所定圧力のガスに
より吹き飛ばして噴霧し５、このＪ′う６、−シて噴霧
された微細粒状のろう祠を、多穴管の表面上に何若ぜＩ
、２めるこ古に誹り、ろう被膜か形成される。従って、
ろう被膜形成のためにフ丹ヅクスは不要であり、７．ｎ
含有量の多い加工性に劣る７、ｎ合余ろう祠など、ろう
材の材質にかかわらず、均一な厚さのろう被膜を、経済
的に安定Ｉ２て製造することができる。

この発明において、ろう被膜の形成のためのろう材は、
Ａｌ−５ｉ　、　Ａｌ−５１−Ｍｇ、　Ａｌ−Ｚｎ−５
ｉ、Ｚｎ−Ａ１、′１．ｎ等、ろう付（ｊすべきアルミ
ニウムまたはフルミニウｌ、合金製の多穴管およびフィ
ンの融点よりも低い融点を有することを必要、Ｊニー１
−る。、−のようなろう祠を溶融させるだめの手段は、
公知のどのような方法で行ってもよい。まｔ−１溶融ろ
う材の温度は、その融点よりも約１００°位高い程度で
よい。

溶融状態のろう材を吹き飛ば（７てＩ’ｌ！ｌｉ化させ
るためのガスは、空気でも、または、Ａｒ、　８２等の
不活性ガスでもよい。不活性ガスを使用すれば、ろう材
の酸化を防止することができる。

このようなガスによって吹き飛ばさゎた噴霧状のろう材
の粒径は、３０〜１００μｍであることが好ま（２い。

粒径が３０μｍ未満では、先行技術２において述べたよ
うな、管体にイ」着しなっかた噴霧状ろう材の回収率が
極めて悪くなる問題が生ずる。一方、粒径が１００μｍ
を超えると、多穴管の表面上に均一な厚ざのろう被膜を
形成することが固着になる。このように、溶融状態のろ
う材を、上記粒径の霧状にすることによって、多穴管の
表面上に均一な厚さのろう被膜を形成することができる
。

溶融状態のろう材を吹き飛ば（２て噴霧化さぜるための
ガスの圧力は、４　Ｋｇｆ／ｃｍ’以上であることが好
ましい。ガスの圧力が４　Ｋｇｆ／ｅｓ”未満では、溶
融状態のろう材を、上述した粒径に十分に噴霧化するこ
ができない。

多穴管は、常温びもよいが、熱間押し出Ｉ７直後の温度
の高い状態のほうが、ろう被膜の密着力が高まるので好
ましい。

前述したように、多穴管の表面に向りて噴霧される溶融
ろう材の温度は、ろう材の融点Ｊりも約１００°高い程
度であり、旧つ、噴霧化されたろう祠の粒径は３０−１
００μｍであって、先行技術２の場合に対ニア比較的粗
い。この結果、多穴管に何着しなかったろう材粒子の回
収が容易であり、更に、回収されたろう材粒子を、その
まま溶融ろう相中に添加４ることにより、その再使用を
容易に行うことができる。

第１図は、この発明の方法において使用される装置の１
つの実施態様を示す概略説明図である。

第１図に示すように、溶融ろう材が収容されている、下
部が漏斗状に形成された容器１の底面には、排出孔２が
設けられている。排出孔２には、図示しない開閉弁が設
けられており、開閉弁によって、排出孔２の開閉および
ｉ出孔２を通って流下する溶融ろう材の流量を制御する
ことができるようになっている。排出孔２に近接（５そ
の下方に、容器１の軸線と直交するように、その先端に
ノズル４を有するガス噴出管３が、実質的に水平に配置
されている。

容器１内に溶融ろう材を収容１７だうえ、開閉弁を開い
て、排出孔２から溶融ろう材を流下させる。このように
流下する溶融ろう材に向けて、ガス噴出管３のノズル４
から、所定圧力でガスを噴射する。この結果、排出孔２
から流下する溶融ろう祠は吹ぎ飛ばされて微細粒の噴霧
状になる。

このような噴霧状のろう材５が衝突する位置に熱間押し
出しされた多穴管Δを配Ｗ　Ｌ、多穴管Ａを矢印で示す
ように水平方向に連続的に移動させる。この結果、噴霧
された微細粒のろう材５は、多穴管Ａの表面りに付着し
、かく（７て、多穴管Ａの表面上にろう被膜が形成され
る。

第２図は、この発明の方法において使用される装置の他
の実施態様を示す概略説明図である。第２図に示すよう
に、この実施態様においては、噴霧ノズル６によって、
溶融状態のろう材をｌ１ｌＩ霧化するものである。即ち
、実質的に水平に配置された噴霧ノズル６は、その中心
軸線に沿って設置Ｊられた溶融ろう材の流出孔７と、流
出孔７を囲むようにその外側に同志に設けられた環状の
ガス噴出孔８とからなっている。９は、ガス噴出孔８に
ガスを供給するためのガス供給管である。

図示（７ない容器内に収容された溶融ろう材を、図示し
ない供給管を通して、所定圧力で噴霧ノズル６の流出孔
７から噴出させる。流出孔７から所定圧力で噴出する溶
融ろう材５°は、ガス噴出孔８からの所定圧力のガスに
より吹き飛ばされて微細粒の噴霧状になる。

このような噴霧状のろう材５が衝突する位置に熱間押し
出しされた多穴管Ａを配置し、多穴管Ａを矢印で示すよ
うに水平方向に連続的に移動させる。この結果、噴霧さ
れた微細粒のろう材５は、多穴管への表面上に付着し、
かくして、多穴管への表面上にろう被膜が形成される。

次に、この発明を、実施例により、更に詳細に説明する
。

〔実施例１〕 第１図に示した装置を使用（−１以下に述べるように、
この発明の方法によって熱交換器用多穴管の表面上にろ
う被膜を形成１７、フィンをろう付けした。

熱間押１．出（７により、肉厚が０．８ｍｍであるＪＩ
Ｓ＾工０５０のアルミニウム製多穴管を製造した。第１
図に示した装置により、熱間押し出（７直後の多穴管の
表面に、下記条件によって、溶融ろう材を噴霧して約４
０ｕｍの厚さのろう被膜を形成１．た。

（１）　　ろう材の材質：Ａｊ！−９，５％５１−２％
Ｚｎ（２）　　ろう材の温度ニア００℃ （３）噴霧用ガス　：窒素ガス （４）　　ガス圧力　　：　６　Ｋｇｆ／ｃｖａ”この
ようにして、ろう被膜が形成された多穴管を、蛇行状に
折り曲げ、第３図に示すように、蛇行状に折り曲げられ
た多穴管１０の互いに隣り合う管体１０°　　１０′間
に、厚さ０．１ｍｍのＪＩＳ　Ａ３００３のアルミニウ
ム合金製のコルゲート状のフィン１１を介挿し、治具に
より仮に固定したうえ、下記条件により、ろう付けを行
った。

（１）　　ろう付は温度：６００℃ （２）　　ろう付は時間１５分 （３）　　フラックス　：　ＫＦ−ＡＩＦ。

（４）　　ろう付はガス二窒素 ろう付は性は、良好であった。そして、このろう付は品
に対し、７２０時間のＣＡＳＳ試験を施したところ、発
生した孔食深さは０．２５ｍｍであって、耐孔食性は、
良好であった。

〔実施例２〕 第２図に示した装置を使用し、以下に述べるように、こ
の発明の方法によって熱交換器用多穴管の表面上にろう
被膜を形成（７、フィンをろう付けした。

第２図に示した装置により、熱間押し出しにより製造さ
れた、ＪＩＳ八３へ０３の常温のアルミニウム合金製多
穴管の表面に、下記条件によって、溶融ろう材を噴霧し
て約４０μｍの厚さのろう被膜を形成した。

ｆｉｌ　　ろう材の材質、Ａｌ−４０％Ｚｎ−１０ＸＳ
ｉ（２）　　ろう材の温度：　６３０　’Ｃｆ３１　　
ｔｌｉＭ用ガス　　空気 （４）　　ガス圧力　　：　８　ＫＨｆ／ｃ１このよう
にｊ７て、ろう被膜が形成された多穴管を、蛇行状に折
り曲げ、実施例１と同様に、蛇行状に折り曲げられた多
穴管の互いに隣り合う管体間に、アルミニラ１、合金製
のコルゲート状のフィン１１を介挿（２、下記条件によ
−）でろう伺けを行った。

（１１ろう付は温度・Ｖ）３０℃ （２）ろう付は時間、５分 （３）　　フラックス　：　ＲｂＦ−ＡＩＦ。

（４）　　ろう付はガス　窒素 ろう付は性は、良好であった。そして、このろう付は品
に対し、７２０時間のＣＡＳＳ試験を施したところ、発
生（また孔食深さは０．１５ｍｍであって、耐孔食性は
、良好であった。

〔実施例３〕 実施例２ノ＝同様に、第２図に示（７た装置により、熱
間押し出り、により製造された、ＪＩＳ　Ａ　１０５０
の押し出（７直後のアルミニウム製多穴管の表面に、下
記条件によって、溶融ろう材を噴霧［２て約４０μｍの
厚さのろう被膜を形成（また。

＋１］　　ろう材の材質：Ｚｎ−１５％Ａｌ−５％Ｃｕ
（２）　　ろう材の湿度　５３０℃ （３）　　噴霧用ガス　・空気 （４）　　ガス圧力　　：　８　Ｋｇｆ／ｅｉ２このよ
うに（７て、ろう被膜が形成された多穴管を、蛇行状に
折り曲げ、実施例１と同様に、蛇行状に折り曲げられた
多穴管の互いに隣り合う管体間に、アルミニウム合金製
のコルゲート状のフィン１１を介挿し、下記条件によっ
てろう付けを行った。

（１）　　ろう付ε３温度・４５０℃ （２）　　ろう付は時間：５分 （３）　　フラックス　：１言Ｃ１−ＫＣＩ（４）　　
ろう付りガス：窒素 ろう付は性は、良好であった。そ【７て、このろう付は
品に対（〜、７２０時間のＣＡＳＳ試験を施したところ
、発生ｊ７た孔食深さは０．１１ｍｍであ・）で、耐孔
食性は、良好であった。

〔比較例１〕 熱間押し出しにより製造され、蛇行状に折り曲げられた
ＪＩＳ　Ａ　１０５０の常温のアルミニラ１．．ｖ多穴
管１０の、互いに隣り合う管体間に、厚さ０．７４　ｍ
ｕのＪＩＳ　ＢＡ１２Ｃ（心材・３００３、ろう材：４
３４３）のアルミニウム合金製のプレージングシートか
らなるコルゲート状のフィン１１を介挿し、治具により
仮に固定したうえ、下記条件により、ろう付けを行った
。

（１）　　ろう付は温度二６００℃ （２）ろう付は時間：５分 （３）　　フラックス　：　ＫＦ−ＡｌＦ２（４）　　
ろう付はガス：窒素 ろう付は性は、良好であ−）たが、フィンに座屈が発生
（７た。そして、このろう付は品に対（２，７２０時間
のＣΔＳＳ試験を施したところ、貫通孔が生じ、耐孔食
性は悪かった。

〔比較例２〕 熱間押し７出（７により製造されたＪＩＳ　Ａ　１０５
０の常温のアルミニウム、製条穴管１０の表面に、ＫＦ
−ＡＩＦ。

系の７ラツクスを塗布ｊ７、このようにフラックスの塗
布された多穴管を、ろう材の溶融めっきＨｒＲにおいて
溶融めっきｉ〜、多穴管の表面に、約４０ｕｍの厚さの
、Ａ　１９．５％５ｉ−２％Ｚｎからなるろう被膜を、
溶融めっきにより形成１．た。

このようにして、ろう被膜が形成さねた多穴管を、蛇行
状に折り曲げ、実施例１と同様に、蛇行状に折り曲げら
れｌ−多穴管の互いに隣り合う管体間に、アルミニウム
合金製のコルゲート状のフィンを介挿し、下記条件によ
ってろう付りを行った（１）　　ろう付は温度＝６００
℃ （２）　　ろう旬は時間：５分 （３）　　フラックス　：　ＫＦ−ＡＩＦ。

（４）　　ろう付はガス二窒素 めっき表面に存在する酸化物の残渣、および、表面に付
着した溶融状態のろう材の流下のために、ろう付は性は
不良であった。

〔発明の効果Ｊ 以上述べたように、この発明によれば、アルミニウムま
たはアルミニウム合金からなる熱交換器用多穴管にコル
ゲート状のフィンをろう付けによって取り付けて熱交換
器を製造する際における、前記多穴管の管体表面へのろ
う被膜の形成を、フラックスを必要とすることな（、そ
して、７ｎ含有量の多い加工性に劣るＩｎ合余ろう材な
ど、ろう材の材質にかかわらず、均一に安定（７て適確
に且つ経済的に行うことができ、多穴管に付着しなかっ
たろう相粒子の回収およびその再使用も容易である等、
多くの工業上有用な効果がもたらされる。

何けされた状態を示す斜視図である。

図面におい で、 容器、 ガス噴出管、 ろう材、 流出孔、 ガス供給管、 フィン〇 排出孔、 ノズル、 噴霧ノズル、 ガス噴出孔、 多穴管、

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる熱
   交換器用多穴管の表面に向け、溶融状態のろう材を、所
   定圧力のガスにより吹き飛ばして噴霧し、このようにし
   て噴霧された微細粒状の前記ろう材を、前記多穴管の表
   面上に付着せしめ、かくして、前記多穴管の表面上に、
   フィンをろう付けするためのろう被膜を形成することを
   特徴とする、熱交換器用管のろう被膜形成方法。
2. （２）　前記溶融状態のろう材を吹き飛ばすための前記
   ガスの圧力が、４ｋｇｆ／ｃｍ＾２以上である、請求項
   （１）記載の方法。