JPH05253692A - アルミ製熱交換器用複合チューブ及び製造方法 - Google Patents
アルミ製熱交換器用複合チューブ及び製造方法Info
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- JPH05253692A JPH05253692A JP8786992A JP8786992A JPH05253692A JP H05253692 A JPH05253692 A JP H05253692A JP 8786992 A JP8786992 A JP 8786992A JP 8786992 A JP8786992 A JP 8786992A JP H05253692 A JPH05253692 A JP H05253692A
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- Japan
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- tube
- heat exchanger
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- based alloy
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 溶接により成形したチューブを用いるアルミ
製熱交換器のろう付け工程における接合温度を低くし、
長期にわたる信頼性を確保すると共に、コスト低減を計
る。 【構成】 溶接により成形したＡｌ又はＡｌ合金製チュ
ーブの表面の少なくとも一部に、半田又はろう材として
Ａｌ０．５〜５．０wt％、Ｓｎ１．５〜１０．０wt％を
含有し、又は更にＣｕ５wt％以下、Ｔｉ０．５wt％以下
のうち１種又は２種を含有し、残部ＺｎかなるＺｎ基合
金を被覆したもので、被覆はＺｎ基合金を４４０〜５１
０℃でフラックス、超音波又はこれらを併用した溶融め
っきにより被覆する。
製熱交換器のろう付け工程における接合温度を低くし、
長期にわたる信頼性を確保すると共に、コスト低減を計
る。 【構成】 溶接により成形したＡｌ又はＡｌ合金製チュ
ーブの表面の少なくとも一部に、半田又はろう材として
Ａｌ０．５〜５．０wt％、Ｓｎ１．５〜１０．０wt％を
含有し、又は更にＣｕ５wt％以下、Ｔｉ０．５wt％以下
のうち１種又は２種を含有し、残部ＺｎかなるＺｎ基合
金を被覆したもので、被覆はＺｎ基合金を４４０〜５１
０℃でフラックス、超音波又はこれらを併用した溶融め
っきにより被覆する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アルミ製熱交換器用複
合チューブ及び製造方法に関するもので、特に溶接によ
り成形したチューブを用いるアルミ製熱交換器におい
て、ろう付け工程における接合温度を低くし、長期にわ
たる信頼性を確保すると共に、コスト低減を計ったもの
である。
合チューブ及び製造方法に関するもので、特に溶接によ
り成形したチューブを用いるアルミ製熱交換器におい
て、ろう付け工程における接合温度を低くし、長期にわ
たる信頼性を確保すると共に、コスト低減を計ったもの
である。
【０００２】
【従来の技術】Ａｌ又はＡｌ合金製の熱交換器は構造が
複雑であるため、一般的にはＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材を
クラッドしたブレージングシートを組立品の構成部品の
一部に使用し、心材の融点直下である約６００℃に昇温
し、ノコロックろう付け法又は真空ろう付け法を用いて
炉中ろう付を行ない、構成部品間を接合することにより
組み立てられている。例えばチューブに電縫管を用いる
熱交換器においては、チューブの穴あき腐食を防ぐため
に、チューブ材をブレージングシートとしている。一方
冷間又は熱間押出しにより成形したチューブを用いる熱
交換器においては、チューブにブレージングシートを使
用できないため、フィン材をブレージングシートとし、
チューブの穴あき腐食を防止する目的でチューブ表面に
Ｚｎを溶射した後、ろう付けをしている。
複雑であるため、一般的にはＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材を
クラッドしたブレージングシートを組立品の構成部品の
一部に使用し、心材の融点直下である約６００℃に昇温
し、ノコロックろう付け法又は真空ろう付け法を用いて
炉中ろう付を行ない、構成部品間を接合することにより
組み立てられている。例えばチューブに電縫管を用いる
熱交換器においては、チューブの穴あき腐食を防ぐため
に、チューブ材をブレージングシートとしている。一方
冷間又は熱間押出しにより成形したチューブを用いる熱
交換器においては、チューブにブレージングシートを使
用できないため、フィン材をブレージングシートとし、
チューブの穴あき腐食を防止する目的でチューブ表面に
Ｚｎを溶射した後、ろう付けをしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一般にアルミ製熱交換
器は、ブレージングシートの形でＡｌ−Ｓｉ系合金ろう
材を用いてろう付けされるため接合温度が約６００℃と
高く、さらにこの温度はろう材以外の材料の融点に接近
しているため、厳密な温度制御が不可欠であり、設備
費、ランニングコストが高いという問題がある。また上
記電縫管チューブの場合には皮材に使用されるろう材の
融点により、心材に使用される材料が制約を受けてお
り、更にクラッド材を使用するため、これらの屑の再利
用が実質的にできないという問題があった。
器は、ブレージングシートの形でＡｌ−Ｓｉ系合金ろう
材を用いてろう付けされるため接合温度が約６００℃と
高く、さらにこの温度はろう材以外の材料の融点に接近
しているため、厳密な温度制御が不可欠であり、設備
費、ランニングコストが高いという問題がある。また上
記電縫管チューブの場合には皮材に使用されるろう材の
融点により、心材に使用される材料が制約を受けてお
り、更にクラッド材を使用するため、これらの屑の再利
用が実質的にできないという問題があった。
【０００４】本発明はこれに鑑み種々検討の結果、アル
ミ系材料の接合をより低温で行え、コスト低減と長期に
わたる信頼性を確保できるアルミ製熱交換器用のチュー
ブ、特に電縫管チューブのように溶接により成形される
チューブとその製造方法を開発したものである。
ミ系材料の接合をより低温で行え、コスト低減と長期に
わたる信頼性を確保できるアルミ製熱交換器用のチュー
ブ、特に電縫管チューブのように溶接により成形される
チューブとその製造方法を開発したものである。
【０００５】即ち本発明複合チューブは、溶接により成
形したＡｌ又はＡｌ合金製チューブの表面の少なくとも
一部に、半田又はろう材としてＡｌ０．５〜５．０wt
％、Ｓｎ１．５〜１０．０wt％を含有し、又は更にＣｕ
５wt％以下、Ｔｉ０．５wt％以下のうち１種又は２種を
含有し、残部ＺｎからなるＺｎ基合金を被覆したことを
特徴とするものである。
形したＡｌ又はＡｌ合金製チューブの表面の少なくとも
一部に、半田又はろう材としてＡｌ０．５〜５．０wt
％、Ｓｎ１．５〜１０．０wt％を含有し、又は更にＣｕ
５wt％以下、Ｔｉ０．５wt％以下のうち１種又は２種を
含有し、残部ＺｎからなるＺｎ基合金を被覆したことを
特徴とするものである。
【０００６】また本発明複合チューブ材の製造方法は、
溶接により成形したＡｌ又はＡｌ合金製チューブの表面
の少なくとも一部に、半田又はろう材としてＡｌ０．５
〜５．０wt％、Ｓｎ１．５〜１０．０wt％を含有し、又
は更にＣｕ５wt％以下、Ｔｉ０．５wt％以下のうち１種
又は２種を含有し、残部ＺｎからなるＺｎ基合金を４４
０〜５１０℃の温度で被覆することを特徴とし、Ｚｎ基
合金をフラックス、超音波又はこれらを併用する溶融メ
ッキにより被覆する。
溶接により成形したＡｌ又はＡｌ合金製チューブの表面
の少なくとも一部に、半田又はろう材としてＡｌ０．５
〜５．０wt％、Ｓｎ１．５〜１０．０wt％を含有し、又
は更にＣｕ５wt％以下、Ｔｉ０．５wt％以下のうち１種
又は２種を含有し、残部ＺｎからなるＺｎ基合金を４４
０〜５１０℃の温度で被覆することを特徴とし、Ｚｎ基
合金をフラックス、超音波又はこれらを併用する溶融メ
ッキにより被覆する。
【０００７】
【作用】本発明は上記の如く、溶接により形成したＡｌ
又はＡｌ合金製チューブの表面の少なくとも一部に、半
田又はろう材としてＺｎ基合金を被覆した複合チューブ
を用いることによりチューブと熱的に接合する必要のあ
る部品として、ブレージングシートを必要とせず、より
低温での接合を可能とする。このため、例えばフィン材
にＪＩＳ５０００系（Ａｌ−Ｍｇ系）合金等の比較的低
い液相点を持つ高強度材料の使用が可能で、接合部品の
薄肉化も可能となる。そしてチューブ表面に半田として
被覆したＺｎ基合金が、チューブ材に対して犠牲陽極層
として作用するため、チューブの穴あき腐食も防止で
き、長期にわたる信頼性を確保することが可能となる。
又はＡｌ合金製チューブの表面の少なくとも一部に、半
田又はろう材としてＺｎ基合金を被覆した複合チューブ
を用いることによりチューブと熱的に接合する必要のあ
る部品として、ブレージングシートを必要とせず、より
低温での接合を可能とする。このため、例えばフィン材
にＪＩＳ５０００系（Ａｌ−Ｍｇ系）合金等の比較的低
い液相点を持つ高強度材料の使用が可能で、接合部品の
薄肉化も可能となる。そしてチューブ表面に半田として
被覆したＺｎ基合金が、チューブ材に対して犠牲陽極層
として作用するため、チューブの穴あき腐食も防止で
き、長期にわたる信頼性を確保することが可能となる。
【０００８】半田として被覆するＺｎ基合金には、Ａｌ
０．５〜５．０wt％、Ｓｎ１．５〜１０．０wt％を含有
し、又は更にＣｕ５wt％以下、Ｔｉ０．５wt％以下のう
ち１種又は２種を含有し、残部ＺｎからなるＺｎ基合金
を用いる。
０．５〜５．０wt％、Ｓｎ１．５〜１０．０wt％を含有
し、又は更にＣｕ５wt％以下、Ｔｉ０．５wt％以下のう
ち１種又は２種を含有し、残部ＺｎからなるＺｎ基合金
を用いる。
【０００９】チューブ表面へのＺｎ基合金被覆法として
は、フラックスを用いる溶融めっき、或いは超音波を併
用する溶融めっき等が経済的にも有利である。また被処
理材であるＡｌ又はＡｌ合金製チューブをジンケート処
理した後溶融めっきしても良い。
は、フラックスを用いる溶融めっき、或いは超音波を併
用する溶融めっき等が経済的にも有利である。また被処
理材であるＡｌ又はＡｌ合金製チューブをジンケート処
理した後溶融めっきしても良い。
【００１０】Ｚｎ基合金におけるＡｌの添加は、溶融Ｚ
ｎの酸化を防止し、融点を下げて溶融めっき及び接合作
業を容易にすると共に、結晶粒の微細化による強度改善
及び接合強度の向上のためであり、その添加量を０．５
〜５．０wt％と限定したのは、０．５wt％未満ではこれ
らの効果はなく、５．０wt％を越えると溶融Ｚｎの酸化
防止及び強度向上の点では良好なるも融点が上昇し、Ｚ
ｎ基合金の広がり性を劣化させ、接合作業性を悪くする
ためである。
ｎの酸化を防止し、融点を下げて溶融めっき及び接合作
業を容易にすると共に、結晶粒の微細化による強度改善
及び接合強度の向上のためであり、その添加量を０．５
〜５．０wt％と限定したのは、０．５wt％未満ではこれ
らの効果はなく、５．０wt％を越えると溶融Ｚｎの酸化
防止及び強度向上の点では良好なるも融点が上昇し、Ｚ
ｎ基合金の広がり性を劣化させ、接合作業性を悪くする
ためである。
【００１１】Ｓｎの添加は、Ｚｎ基合金の融点を低下さ
せ、かつ該合金の広がり性、溶融めっき性及び接合性を
改善するためであり、その添加量を１．５〜１０．０wt
％と限定したのは、１．５wt％未満ではこれらの効果が
不十分であり、１０．０wt％を越えると、前記特性は優
れるも、強度が弱くなってしまうためである。
せ、かつ該合金の広がり性、溶融めっき性及び接合性を
改善するためであり、その添加量を１．５〜１０．０wt
％と限定したのは、１．５wt％未満ではこれらの効果が
不十分であり、１０．０wt％を越えると、前記特性は優
れるも、強度が弱くなってしまうためである。
【００１２】Ｃｕの添加は、Ｚｎ基合金とＡｌ材との濡
れ性を向上し、強度を改善するためで、その添加量を５
wt％以下と限定したのは、添加量が５wt％を越えると融
点が上がりすぎ接合作業性を悪くするためである。
れ性を向上し、強度を改善するためで、その添加量を５
wt％以下と限定したのは、添加量が５wt％を越えると融
点が上がりすぎ接合作業性を悪くするためである。
【００１３】Ｔｉの添加は、Ｚｎ基合金の酸化防止、Ａ
ｌ材との濡れ性改善及び色合いの変化を防止するため
で、その添加量を０．５wt％以下と限定したのは、添加
量が０．５wt％を越えると融点が上がりすぎ接合作業性
を悪くするためである。
ｌ材との濡れ性改善及び色合いの変化を防止するため
で、その添加量を０．５wt％以下と限定したのは、添加
量が０．５wt％を越えると融点が上がりすぎ接合作業性
を悪くするためである。
【００１４】またＺｎ基合金をチューブ材に被覆処理す
る温度を４４０〜５１０℃としたのは次の理由によるも
のである。本発明におけるＺｎ基合金の融点は概ね４１
０℃以下であるが、４４０℃未満ではＺｎ基合金の広が
り性及び濡れ性が確保できず、健全な被覆ができにくい
ためであり、５１０℃を越える温度は必要以上の加熱で
あり、エネギーコスト的にも不利となるためである。尚
Ｚｎ基合金の融点（液相点）は３６０〜４３０℃の範囲
であることが望ましい。
る温度を４４０〜５１０℃としたのは次の理由によるも
のである。本発明におけるＺｎ基合金の融点は概ね４１
０℃以下であるが、４４０℃未満ではＺｎ基合金の広が
り性及び濡れ性が確保できず、健全な被覆ができにくい
ためであり、５１０℃を越える温度は必要以上の加熱で
あり、エネギーコスト的にも不利となるためである。尚
Ｚｎ基合金の融点（液相点）は３６０〜４３０℃の範囲
であることが望ましい。
【００１５】また本発明チューブを用いて他の熱交換器
用部品と組み合わせ、これらを上記Ｚｎ基合金により接
合する際の温度は上記の被覆処理温度と同程度でよい。
用部品と組み合わせ、これらを上記Ｚｎ基合金により接
合する際の温度は上記の被覆処理温度と同程度でよい。
【００１６】
【実施例】以下本発明を実施例について説明する。ＪＩ
Ｓ１１００（Ａｌ−０．１２wt％Ｃｕ）合金を用いて溶
接によりチューブを形成し、超音波を併用した溶融めっ
きにより表１に示す組成を持つＺｎ基合金を、該チュー
ブ外側に約３０〜４０μｍの厚さに被覆し、複合チュー
ブを作製した。なおこの際の被覆温度は表１中の接合温
度と同一の温度とした。
Ｓ１１００（Ａｌ−０．１２wt％Ｃｕ）合金を用いて溶
接によりチューブを形成し、超音波を併用した溶融めっ
きにより表１に示す組成を持つＺｎ基合金を、該チュー
ブ外側に約３０〜４０μｍの厚さに被覆し、複合チュー
ブを作製した。なおこの際の被覆温度は表１中の接合温
度と同一の温度とした。
【００１７】この複合チューブの複数枚の間にコルゲー
ト加工を施したＪＩＳ３００３（Ａｌ−０．１５wt％Ｃ
ｕ−１．１wt％Ｍｎ）合金からなるフィン材を挟み、表
１に示す接合温度で接合し、図１に示すラジエータコア
を組立てた。図において（１）はチューブ、（２）はフ
ィンを示す。尚比較としてチューブにブレージングシー
ト（皮材はＪＩＳ４０４５（Ａｌ−１０wt％Ｓｉ）合金
ろう材）を使用した従来法により、同様のラジエータコ
アを組立て健全な接合部の得られる接合温度について本
発明例の場合と比較した。
ト加工を施したＪＩＳ３００３（Ａｌ−０．１５wt％Ｃ
ｕ−１．１wt％Ｍｎ）合金からなるフィン材を挟み、表
１に示す接合温度で接合し、図１に示すラジエータコア
を組立てた。図において（１）はチューブ、（２）はフ
ィンを示す。尚比較としてチューブにブレージングシー
ト（皮材はＪＩＳ４０４５（Ａｌ−１０wt％Ｓｉ）合金
ろう材）を使用した従来法により、同様のラジエータコ
アを組立て健全な接合部の得られる接合温度について本
発明例の場合と比較した。
【００１８】
【表１】
【００１９】本発明による複合チューブを用いて組立て
たラジエータコアは、Ａｌ−Ｓｉ系合金ろう材を用いた
従来法によるろう付けに比し、約１００〜１５０℃低い
温度で接合することができることが判る。またコア形成
後、チューブとフィンの接合部の健全性を調べた結果、
接合不良等欠陥の無い接合が得られることが確認でき
た。
たラジエータコアは、Ａｌ−Ｓｉ系合金ろう材を用いた
従来法によるろう付けに比し、約１００〜１５０℃低い
温度で接合することができることが判る。またコア形成
後、チューブとフィンの接合部の健全性を調べた結果、
接合不良等欠陥の無い接合が得られることが確認でき
た。
【００２０】以上本発明による複合チューブをアルミ製
ラジエータコアに適用した例について説明したが、本発
明はこれに限定されるものではなく、溶接により形成し
たチューブを用いるアルミ製熱交換一般に適用できるこ
とは言うまでもない。
ラジエータコアに適用した例について説明したが、本発
明はこれに限定されるものではなく、溶接により形成し
たチューブを用いるアルミ製熱交換一般に適用できるこ
とは言うまでもない。
【００２１】
【発明の効果】このように本発明によれば、アルミ製熱
交換器の製造に際して接合温度を低くすることができ、
またＺｎ基合金がチューブ材に比し電気化学的に卑であ
るので、チューブ材に対し犠牲作用を有するため、チュ
ーブ材の穴あき腐食に対する長期信頼性を確保すること
ができる等工業上顕著な効果を奏する。
交換器の製造に際して接合温度を低くすることができ、
またＺｎ基合金がチューブ材に比し電気化学的に卑であ
るので、チューブ材に対し犠牲作用を有するため、チュ
ーブ材の穴あき腐食に対する長期信頼性を確保すること
ができる等工業上顕著な効果を奏する。
【図１】ラジエータコアの一例を示す斜視図である。
１ チューブ ２ フィン材
Claims (3)
- 【請求項１】 溶接により成形したＡｌ又はＡｌ合金製
チューブの表面の少なくとも一部に、半田又はろう材と
してＡｌ０．５〜５．０wt％、Ｓｎ１．５〜１０．０wt
％を含有し、又は更にＣｕ５wt％以下、Ｔｉ０．５wt％
のうち１種又は２種を含有し、残部ＺｎからなるＺｎ基
合金を被覆したことを特徴とするアルミ製熱交換器用複
合チューブ。 - 【請求項２】 溶接により成形したＡｌ又はＡｌ合金製
チューブの表面の少なくとも一部に、半田又はろう材と
してＡｌ０．５〜５．０wt％、Ｓｎ１．５〜１０．０wt
％を含有し、又は更にＣｕ５wt％以下、Ｔｉ０．５wt％
以下のうち１種又は２種を含有し、残部ＺｎからなるＺ
ｎ基合金を４４０〜５１０℃の温度で被覆することを特
徴とするアルミ製熱交換器用複合チューブの製造方法。 - 【請求項３】 Ｚｎ基合金をフラックス、超音波又はこ
れらを併用する溶融メッキにより被覆する請求項３記載
のアルミ製熱交換器用複合チューブの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8786992A JPH05253692A (ja) | 1992-03-11 | 1992-03-11 | アルミ製熱交換器用複合チューブ及び製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8786992A JPH05253692A (ja) | 1992-03-11 | 1992-03-11 | アルミ製熱交換器用複合チューブ及び製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05253692A true JPH05253692A (ja) | 1993-10-05 |
Family
ID=13926881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8786992A Pending JPH05253692A (ja) | 1992-03-11 | 1992-03-11 | アルミ製熱交換器用複合チューブ及び製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05253692A (ja) |
-
1992
- 1992-03-11 JP JP8786992A patent/JPH05253692A/ja active Pending
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