JPH06256922A - アルミ製熱交換器用複合チューブとその製造方法 - Google Patents
アルミ製熱交換器用複合チューブとその製造方法Info
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- JPH06256922A JPH06256922A JP23158093A JP23158093A JPH06256922A JP H06256922 A JPH06256922 A JP H06256922A JP 23158093 A JP23158093 A JP 23158093A JP 23158093 A JP23158093 A JP 23158093A JP H06256922 A JPH06256922 A JP H06256922A
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- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
- F28F21/08—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
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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、半田としてＳｎ：１０
wt％を超え、７０wt％以下、Ａｌ：２〜１０wt％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基合金を該Ｚｎ基合金の融点＋３０℃以上、４１
０℃以下の温度でフラックス、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、半田としてＳｎ：１０
wt％を超え、７０wt％以下、Ａｌ：２〜１０wt％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基合金を該Ｚｎ基合金の融点＋３０℃以上、４１
０℃以下の温度でフラックス、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
合チューブとその製造方法に関するもので、特に溶接に
より成形したＡｌ又はＡｌ合金製チューブを用いる熱交
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。
合チューブとその製造方法に関するもので、特に溶接に
より成形したＡｌ又はＡｌ合金製チューブを用いる熱交
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】アルミ製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
けを行い、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。
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
けを行い、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る。また真
空あるいは不活性ガス雰囲気中に保持する必要があるこ
とから、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る。また真
空あるいは不活性ガス雰囲気中に保持する必要があるこ
とから、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】
【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、アルミ系材料との接合をより低温（具体的
には、４１０℃以下）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複合チュー
ブ、特に電縫管チューブのように溶接により形成される
チューブとその製造方法を開発したものである。
検討の結果、アルミ系材料との接合をより低温（具体的
には、４１０℃以下）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複合チュー
ブ、特に電縫管チューブのように溶接により形成される
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Ａｌ合金製チューブの表面の少なくとも一
部に、半田としてＳｎ：１０wt％を超え、７０wt％以
下、Ａｌ：２〜１０wt％を含有し、残部ＺｎからなるＺ
ｎ基合金を被覆したことを特徴とする。
形したＡｌ又Ａｌ合金製チューブの表面の少なくとも一
部に、半田としてＳｎ：１０wt％を超え、７０wt％以
下、Ａｌ：２〜１０wt％を含有し、残部ＺｎからなるＺ
ｎ基合金を被覆したことを特徴とする。
【０００６】本発明複合チューブの製造方法は、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、半田としてＳｎ：１０wt％を超え、７０
wt％以下、Ａｌ：２〜１０wt％を含有し、残部Ｚｎから
なるＺｎ基合金を、該Ｚｎ基合金の融点＋３０℃以上、
４１０℃以下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。
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、半田としてＳｎ：１０wt％を超え、７０
wt％以下、Ａｌ：２〜１０wt％を含有し、残部Ｚｎから
なるＺｎ基合金を、該Ｚｎ基合金の融点＋３０℃以上、
４１０℃以下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、冷間又は熱間押出しによ
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、
より低温での接合が可能となる。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も可能であり、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を防
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。
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、
より低温での接合が可能となる。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も可能であり、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を防
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基合金としては、
Ｓｎ：１０wt％を超え、７０wt％以下、Ａｌ：２〜１０
wt％を含有し、残部ＺｎからなるＺｎ基合金を用いる。
Ｓｎ：１０wt％を超え、７０wt％以下、Ａｌ：２〜１０
wt％を含有し、残部ＺｎからなるＺｎ基合金を用いる。
【０００９】またチューブ表面へのＺｎ基合金の被覆法
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。また処理
するチューブに先ず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。また処理
するチューブに先ず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Ｓｎの添加はＺｎ基合
金の融点を低下させ、かつ該合金の流動性を高めて、広
がり性（Ａｌとの濡れ性）、溶融めっき性及び接合性を
改善するためである。しかしてＳｎの添加量を１０wt％
を超え、７０wt％以下と限定したのは、１０wt％以下で
はこれらの効果が不十分であって、４１０℃以下の接合
温度ではアルミ系材料との健全な接合部が得られなく、
７０wt％を越えると融点は更に低下するものの、流動性
の一層の改善は認められず、又必要以上のＳｎの添加は
接合用合金（半田）のコストを上げることになるからで
ある。
金の融点を低下させ、かつ該合金の流動性を高めて、広
がり性（Ａｌとの濡れ性）、溶融めっき性及び接合性を
改善するためである。しかしてＳｎの添加量を１０wt％
を超え、７０wt％以下と限定したのは、１０wt％以下で
はこれらの効果が不十分であって、４１０℃以下の接合
温度ではアルミ系材料との健全な接合部が得られなく、
７０wt％を越えると融点は更に低下するものの、流動性
の一層の改善は認められず、又必要以上のＳｎの添加は
接合用合金（半田）のコストを上げることになるからで
ある。
【００１１】Ａｌの添加は、溶融Ｚｎ及び溶融Ｓｎ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、Ａｌとの濡れ性を改善するためであ
る。しかしてＡｌの添加量を２〜１０wt％と限定したの
は、２wt％未満ではこれらの効果が不十分であり、１０
wt％を越えると融点が上昇し、Ｚｎ基合金の広がり性を
劣化させ、４１０℃以下の低温での接合作業性を悪くす
るためである。
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、Ａｌとの濡れ性を改善するためであ
る。しかしてＡｌの添加量を２〜１０wt％と限定したの
は、２wt％未満ではこれらの効果が不十分であり、１０
wt％を越えると融点が上昇し、Ｚｎ基合金の広がり性を
劣化させ、４１０℃以下の低温での接合作業性を悪くす
るためである。
【００１２】またＺｎ基合金をＡｌ材に被覆処理する際
の温度をＺｎ基合金の融点（液相点）＋３０℃以上、４
１０℃以下としたのは次の理由による。被覆温度がＺｎ
基合金の融点＋３０℃未満ではＺｎ基合金の広がり性が
確保できず、健全な被覆ができにくいためである。また
本発明におけるＺｎ基合金の融点は４１０℃以下であ
り、４１０℃を越える加熱は必要以上の加熱であり、エ
ネルギーコスト的にも不利となるためである。
の温度をＺｎ基合金の融点（液相点）＋３０℃以上、４
１０℃以下としたのは次の理由による。被覆温度がＺｎ
基合金の融点＋３０℃未満ではＺｎ基合金の広がり性が
確保できず、健全な被覆ができにくいためである。また
本発明におけるＺｎ基合金の融点は４１０℃以下であ
り、４１０℃を越える加熱は必要以上の加熱であり、エ
ネルギーコスト的にも不利となるためである。
【００１３】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。
【００１４】
【実施例】次に本発明の実施例について説明する。ＪＩ
Ｓ１１００合金（Ａｌ−０．１２wt％Ｃｕ）を用いて溶
接によりチューブを形成し、該チューブの外側に超音波
を併用して表１に示す組成のＺｎ基合金を約３０〜４０
μｍの厚さで被覆し、アルミ製熱交換器用複合チューブ
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合金（Ａｌ−０．１２wt％Ｃｕ）を用いて溶
接によりチューブを形成し、該チューブの外側に超音波
を併用して表１に示す組成のＺｎ基合金を約３０〜４０
μｍの厚さで被覆し、アルミ製熱交換器用複合チューブ
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。
【００１５】この複合チューブを蛇行状に曲げ、その間
にコルゲート加工を施したＪＩＳ３００３合金 （Ａｌ
−０．１５wt％Ｃｕ−１．２wt％Ｍｎ）からなるフィン
材を挟み、炉内で表１に示す接合温度に加熱して加熱接
合し、図１に示すラジエータコアを組み立てた。図１に
おいて１はチューブ、２はフィン材を示す。比較として
チューブにブレージングシート（芯材はＪＩＳ１１００
合金、皮材はＪＩＳ４０４５（Ａｌ−１０wt％Ｓｉ）合
金ろう材）を使用する従来法により同様のラジエータコ
アを組み立て、６００℃に加熱して接合した。
にコルゲート加工を施したＪＩＳ３００３合金 （Ａｌ
−０．１５wt％Ｃｕ−１．２wt％Ｍｎ）からなるフィン
材を挟み、炉内で表１に示す接合温度に加熱して加熱接
合し、図１に示すラジエータコアを組み立てた。図１に
おいて１はチューブ、２はフィン材を示す。比較として
チューブにブレージングシート（芯材はＪＩＳ１１００
合金、皮材はＪＩＳ４０４５（Ａｌ−１０wt％Ｓｉ）合
金ろう材）を使用する従来法により同様のラジエータコ
アを組み立て、６００℃に加熱して接合した。
【００１６】これらのラジエータコアについて、フィン
とチューブとの接合状態を目視にて調べ、その結果を表
１に示した。又、ラジエータコアより接合部分の一部を
切り出し、樹脂に埋め込み研磨した後、接合部断面にお
けるフィレット形状を顕微鏡にて観察し、半田合金のＡ
ｌとの濡れ具合を調べ、その結果を表１に併記した。
とチューブとの接合状態を目視にて調べ、その結果を表
１に示した。又、ラジエータコアより接合部分の一部を
切り出し、樹脂に埋め込み研磨した後、接合部断面にお
けるフィレット形状を顕微鏡にて観察し、半田合金のＡ
ｌとの濡れ具合を調べ、その結果を表１に併記した。
【００１７】
【表１】 ※１ Ａ：接合良好 Ｂ：部分的に接合 Ｃ：接合不可 ※２ Ａ：連続的に良好なフィレツトを形成 Ｂ：部分的に良好なフィレツトを形成 Ｃ：フィレツトの形成が不完全（十分な接合用合金の盛
り上がりが見られない） Ｄ：フィレツトを全く形成しない
り上がりが見られない） Ｄ：フィレツトを全く形成しない
【００１８】本発明例Ｎｏ１〜７によれば、Ａｌ−Ｓｉ
系合金ろう材を用いた従来例によるろう付けに比し、約
２００〜２５０℃低い（４１０℃以下の）温度で、フィ
レツト形状が良好で健全な接合部を得ることが出来る。
一方、Ｚｎ基合金の組成が本発明の範囲外である比較例
Ｎｏ８〜１０は、４１０℃以下の温度では接合が不可能
であるか、部分的にしか接合されていない。
系合金ろう材を用いた従来例によるろう付けに比し、約
２００〜２５０℃低い（４１０℃以下の）温度で、フィ
レツト形状が良好で健全な接合部を得ることが出来る。
一方、Ｚｎ基合金の組成が本発明の範囲外である比較例
Ｎｏ８〜１０は、４１０℃以下の温度では接合が不可能
であるか、部分的にしか接合されていない。
【００１９】以上本発明をラジエータコアを例に説明し
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Ａｌ又はＡｌ合金製熱交
換器一般に適用できるものであることは言うまでもな
い。
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Ａｌ又はＡｌ合金製熱交
換器一般に適用できるものであることは言うまでもな
い。
【００２０】
【発明の効果】このように本発明によれば、アルミ製熱
交換器の接合において、接合温度を低く（４１０℃以下
に）してランニングコストを低減することができると共
に、良好な接合状態を確保することができる。またＺｎ
基合金がチューブ材に比し電気化学的に卑であってチュ
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。
交換器の接合において、接合温度を低く（４１０℃以下
に）してランニングコストを低減することができると共
に、良好な接合状態を確保することができる。またＺｎ
基合金がチューブ材に比し電気化学的に卑であってチュ
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 (2)
- 【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、半田としてＳｎ：
１０wt％を超え、７０wt％以下、Ａｌ：２〜１０wt％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、半田としてＳｎ：
１０wt％を超え、７０wt％以下、Ａｌ：２〜１０wt％を
含有し、残部ＺｎからなるＺｎ基合金を、該Ｚｎ基合金
の融点＋３０℃以上、４１０℃以下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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23158093A JPH06256922A (ja) | 1993-01-08 | 1993-09-17 | アルミ製熱交換器用複合チューブとその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP183093 | 1993-01-08 | ||
| JP5-1830 | 1993-01-08 | ||
| JP23158093A JPH06256922A (ja) | 1993-01-08 | 1993-09-17 | アルミ製熱交換器用複合チューブとその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06256922A true JPH06256922A (ja) | 1994-09-13 |
Family
ID=26335115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23158093A Pending JPH06256922A (ja) | 1993-01-08 | 1993-09-17 | アルミ製熱交換器用複合チューブとその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06256922A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004038053A2 (en) * | 2002-10-24 | 2004-05-06 | Koa Kabushiki Kaisha | A lead-free solder, and a lead-free joint |
| US7248141B2 (en) | 2003-07-03 | 2007-07-24 | Koa Kabushiki Kaisha | Current fuse and method of making the current fuse |
-
1993
- 1993-09-17 JP JP23158093A patent/JPH06256922A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004038053A2 (en) * | 2002-10-24 | 2004-05-06 | Koa Kabushiki Kaisha | A lead-free solder, and a lead-free joint |
| WO2004038053A3 (en) * | 2002-10-24 | 2004-08-19 | Koa Kabushiki Kaisha | A lead-free solder, and a lead-free joint |
| US7220493B2 (en) | 2002-10-24 | 2007-05-22 | Koa Kabushiki Kaisha | Lead-free solder, and a lead-free joint |
| US7248141B2 (en) | 2003-07-03 | 2007-07-24 | Koa Kabushiki Kaisha | Current fuse and method of making the current fuse |
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