JPH07108372A - ろう付け方法及びろう付け用クラッド材 - Google Patents
ろう付け方法及びろう付け用クラッド材Info
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- JPH07108372A JPH07108372A JP19546694A JP19546694A JPH07108372A JP H07108372 A JPH07108372 A JP H07108372A JP 19546694 A JP19546694 A JP 19546694A JP 19546694 A JP19546694 A JP 19546694A JP H07108372 A JPH07108372 A JP H07108372A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ろう箔の使用が困難な大型あるいは複雑な形
状をしたＦｅ基合金部材例えばステンレス鋼製熱交換器
であっても、接合強度のばらつきが少なく、且つ熱変形
を生じない高精度のろう付け部を簡単に与えることので
きる方法、及びこの様なろう付け方法に利用されるろう
用クラッド材を提供する。 【構成】 Ｆｅを主成分とする部材、例えばステンレス
鋼製熱交換器をろう付け法で製造するに際して、大気中
でガス溶射してろう付け部に３０〜３００μｍのＮｉを
主成分とする合金粉末の皮膜を形成した部材と該皮膜を
形成していない他の接合部材とを、真空中で加熱して両
者を接合一体化するろう付け方法である。または、大気
中でガス溶射してろう付け部に３０〜３００μｍのＮｉ
を主成分とする合金粉末の皮膜を形成した各部材を、真
空中で加熱して接合一体化するろう付け方法である。ま
たろう付け用クラッド材は、Ｆｅを主成分とする芯材に
Ｎｉを主成分とする合金粉末を大気中でガス溶射して形
成されるものである。
状をしたＦｅ基合金部材例えばステンレス鋼製熱交換器
であっても、接合強度のばらつきが少なく、且つ熱変形
を生じない高精度のろう付け部を簡単に与えることので
きる方法、及びこの様なろう付け方法に利用されるろう
用クラッド材を提供する。 【構成】 Ｆｅを主成分とする部材、例えばステンレス
鋼製熱交換器をろう付け法で製造するに際して、大気中
でガス溶射してろう付け部に３０〜３００μｍのＮｉを
主成分とする合金粉末の皮膜を形成した部材と該皮膜を
形成していない他の接合部材とを、真空中で加熱して両
者を接合一体化するろう付け方法である。または、大気
中でガス溶射してろう付け部に３０〜３００μｍのＮｉ
を主成分とする合金粉末の皮膜を形成した各部材を、真
空中で加熱して接合一体化するろう付け方法である。ま
たろう付け用クラッド材は、Ｆｅを主成分とする芯材に
Ｎｉを主成分とする合金粉末を大気中でガス溶射して形
成されるものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ろう箔の使用が困難な
大型或は複雑な形状をした部材、特にＦｅを主成分とす
る部材のろう付け方法、及びその様なろう付けに際して
重宝されるクラッド材に関し、具体的には、ステンレス
鋼製熱交換器、クローズドインペラ、タービンロータ、
ハニカムパネル、蒸発器、メタル担体などの製造に際し
て利用されるろう付け方法及びろう付けクラッド材に関
するものである。
大型或は複雑な形状をした部材、特にＦｅを主成分とす
る部材のろう付け方法、及びその様なろう付けに際して
重宝されるクラッド材に関し、具体的には、ステンレス
鋼製熱交換器、クローズドインペラ、タービンロータ、
ハニカムパネル、蒸発器、メタル担体などの製造に際し
て利用されるろう付け方法及びろう付けクラッド材に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】Ｆｅを主成分とする部材をろう付け法で
製造するに際しては、ろう付け部の基材間にろう材の層
を形成し、その後ろう付け温度に加熱してろう付け部を
接合一体化する。ろう材の層を形成する方法としては、
ろう付け部にろう箔を挿着する方法（特公平４−１４３
０６６号公報）、プラズマ溶射により基材表面にろう材
皮膜を形成する方法（特公昭６２−２１４８６５号公
報）、あるいは粉末ろう材を基材表面に塗布する方法な
どが採用されている。
製造するに際しては、ろう付け部の基材間にろう材の層
を形成し、その後ろう付け温度に加熱してろう付け部を
接合一体化する。ろう材の層を形成する方法としては、
ろう付け部にろう箔を挿着する方法（特公平４−１４３
０６６号公報）、プラズマ溶射により基材表面にろう材
皮膜を形成する方法（特公昭６２−２１４８６５号公
報）、あるいは粉末ろう材を基材表面に塗布する方法な
どが採用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】異種あるいは同種の材
料をろう付け法により接合する場合は、上記の様にろう
付け部に予めろう材の層を形成するのが一般的な方法で
ある。しかし、ろう箔を挿着する方法では、ろう箔の幅
が狭いため、大型部品のろう付けの場合には、挿着作業
が大変である。更にろう箔がずれた部分は、ろう材が供
給されず接合不良となるため、ろう箔がずれない様に固
定する目的で、補助的にスポット溶接を行う場合があ
り、これも作業性を低下させる原因の一つとなってい
る。
料をろう付け法により接合する場合は、上記の様にろう
付け部に予めろう材の層を形成するのが一般的な方法で
ある。しかし、ろう箔を挿着する方法では、ろう箔の幅
が狭いため、大型部品のろう付けの場合には、挿着作業
が大変である。更にろう箔がずれた部分は、ろう材が供
給されず接合不良となるため、ろう箔がずれない様に固
定する目的で、補助的にスポット溶接を行う場合があ
り、これも作業性を低下させる原因の一つとなってい
る。
【０００４】Ｎｉを主成分とする合金粉末を用いてプラ
ズマ溶射により溶射皮膜を形成する方法では、熱エネル
ギー密度が高いため基材温度が上昇し、さらに速度の大
きい（９００〜１０００ｍ／ｓ）プラズマジェットが基
材に衝突するため、基材が薄い場合には変形する等の問
題がある。またプラズマ溶射による溶射皮膜内にはガス
溶射に比べて気孔が少ないので、プラズマ溶射後の基材
を加工するときに溶射皮膜が剥離するという問題もあ
る。さらに大気中で粉末をプラズマ溶射すると、プラズ
マ温度が高いため溶射粉末が容易に酸化され、ろう材と
しての機能を果たさなくなるという問題がある。そのた
めプラズマ溶射は不活性雰囲気中あるいは減圧中で行う
必要があり、工程が非常に複雑になる。
ズマ溶射により溶射皮膜を形成する方法では、熱エネル
ギー密度が高いため基材温度が上昇し、さらに速度の大
きい（９００〜１０００ｍ／ｓ）プラズマジェットが基
材に衝突するため、基材が薄い場合には変形する等の問
題がある。またプラズマ溶射による溶射皮膜内にはガス
溶射に比べて気孔が少ないので、プラズマ溶射後の基材
を加工するときに溶射皮膜が剥離するという問題もあ
る。さらに大気中で粉末をプラズマ溶射すると、プラズ
マ温度が高いため溶射粉末が容易に酸化され、ろう材と
しての機能を果たさなくなるという問題がある。そのた
めプラズマ溶射は不活性雰囲気中あるいは減圧中で行う
必要があり、工程が非常に複雑になる。
【０００５】粉末ろう材を塗布する方法では、粉末ろう
材に有機バインダーを混合しペースト状にして塗布され
るが、ろう付け温度に加熱しても有機バインダーが完全
に蒸発しきれず、ろう付け部に気泡として残存する。こ
のため接合強度がばらつき、ろう付け製品の信頼性が著
しく低下する。
材に有機バインダーを混合しペースト状にして塗布され
るが、ろう付け温度に加熱しても有機バインダーが完全
に蒸発しきれず、ろう付け部に気泡として残存する。こ
のため接合強度がばらつき、ろう付け製品の信頼性が著
しく低下する。
【０００６】本発明は、これらの問題を解決するために
なされたもので、Ｆｅを主成分とする部材のろう付けを
行うに際し、該部材がろう箔の使用が困難な大型あるい
は複雑な形状をしたものであっても、高精度且つ簡単に
効率良く接合強度のばらつきの少ないろう付け部を製造
することのできるろう付け方法を提供し、且つ上記の様
なろう付けに有利に利用され得るろう付け用クラッド材
を提供しようとするものである。
なされたもので、Ｆｅを主成分とする部材のろう付けを
行うに際し、該部材がろう箔の使用が困難な大型あるい
は複雑な形状をしたものであっても、高精度且つ簡単に
効率良く接合強度のばらつきの少ないろう付け部を製造
することのできるろう付け方法を提供し、且つ上記の様
なろう付けに有利に利用され得るろう付け用クラッド材
を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成すること
のできた本発明の内、まずろう付け方法は、Ｆｅを主成
分とする部材のろう付け部に対し、大気中でのガス溶射
により、Ｎｉを主成分とする合金粉末からなる皮膜を、
厚さ３０〜３００μｍで形成し、更に真空中で加熱して
接合一体化することを要旨とするろう付け方法である。
上記本発明の実施に際しては、一方の部材表面に上記皮
膜を形成し、これに他方の（上記皮膜を形成していな
い）部材を接合する方法と、両部材の表面に夫々上記皮
膜を形成してこれら皮膜形成部材同士を接合する方法が
包含される。また溶射する粉末はＮｉを主成分とするも
のであればどの様なものであっても良く、通常はＮｉ系
の粉末ろう材やＮｉ自溶合金粉末が汎用される。
のできた本発明の内、まずろう付け方法は、Ｆｅを主成
分とする部材のろう付け部に対し、大気中でのガス溶射
により、Ｎｉを主成分とする合金粉末からなる皮膜を、
厚さ３０〜３００μｍで形成し、更に真空中で加熱して
接合一体化することを要旨とするろう付け方法である。
上記本発明の実施に際しては、一方の部材表面に上記皮
膜を形成し、これに他方の（上記皮膜を形成していな
い）部材を接合する方法と、両部材の表面に夫々上記皮
膜を形成してこれら皮膜形成部材同士を接合する方法が
包含される。また溶射する粉末はＮｉを主成分とするも
のであればどの様なものであっても良く、通常はＮｉ系
の粉末ろう材やＮｉ自溶合金粉末が汎用される。
【０００８】また本発明に係るろう付け用クラッド材と
は、Ｆｅを主成分とする芯材に、前記Ｎｉを主成分とす
る合金粉末からなる皮膜を、大気中でのガス溶射によ
り、厚さ３０〜３００μｍで形成したものである。
は、Ｆｅを主成分とする芯材に、前記Ｎｉを主成分とす
る合金粉末からなる皮膜を、大気中でのガス溶射によ
り、厚さ３０〜３００μｍで形成したものである。
【０００９】
【作用】本発明のろう付け方法は、Ｆｅを主成分とする
部材表面に、Ｎｉを主成分とする合金粉末の皮膜をガス
溶射法で形成することを第１の基本骨子とするものであ
り、これにより大気中でろう材と同等の役割を果たす皮
膜を形成することができる。またガス溶射法は、複雑な
形状、広い範囲のろう付け部に対して均一な皮膜を形成
することができるため、ろう箔の使用が困難な大型ある
いは複雑な形状をした前記各種部材、例えばステンレス
鋼製熱交換器などの製造に有利に適用することができ
る。この場合、ろう付け対象となる部材はＦｅを主成分
とするものである限り如何なるものであってもよく、
『Ｆｅを主成分とする』とは、鉄基合金であることを意
味し、例えば、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６等のＪＩＳ
規格品を始めとするオーステナイト系、フェライト系、
オーステナイト・フェライト系、マルテンサイト系、析
出硬化系の各ステンレス鋼、更には、１３Ｃｒ−４Ｎｉ
などのＣｒ−Ｎｉ系鋼、またＣｒ−Ｍｏ系鋼などが非限
定的に例示される。
部材表面に、Ｎｉを主成分とする合金粉末の皮膜をガス
溶射法で形成することを第１の基本骨子とするものであ
り、これにより大気中でろう材と同等の役割を果たす皮
膜を形成することができる。またガス溶射法は、複雑な
形状、広い範囲のろう付け部に対して均一な皮膜を形成
することができるため、ろう箔の使用が困難な大型ある
いは複雑な形状をした前記各種部材、例えばステンレス
鋼製熱交換器などの製造に有利に適用することができ
る。この場合、ろう付け対象となる部材はＦｅを主成分
とするものである限り如何なるものであってもよく、
『Ｆｅを主成分とする』とは、鉄基合金であることを意
味し、例えば、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６等のＪＩＳ
規格品を始めとするオーステナイト系、フェライト系、
オーステナイト・フェライト系、マルテンサイト系、析
出硬化系の各ステンレス鋼、更には、１３Ｃｒ−４Ｎｉ
などのＣｒ−Ｎｉ系鋼、またＣｒ−Ｍｏ系鋼などが非限
定的に例示される。
【００１０】ガス溶射はプラズマ溶射に比べて熱源の温
度が低く、且つ溶射粒子の飛行速度も低い。そのため衝
突エネルギーが小さく、溶射対象の基材が薄くても変形
することなく必要な皮膜を形成することができる。さら
に衝突エネルギーが小さいため、溶射皮膜内はプラズマ
溶射に比べて気孔が多くなっている。この気孔は皮膜形
成時の負荷エネルギーによる応力と、溶射後基材が冷却
される過程で皮膜と基材の熱膨張係数が異なることによ
り発生する残留応力を軽減する上で好適に作用し、基材
の変形防止にとって一層効果的な手法として推奨される
のである。
度が低く、且つ溶射粒子の飛行速度も低い。そのため衝
突エネルギーが小さく、溶射対象の基材が薄くても変形
することなく必要な皮膜を形成することができる。さら
に衝突エネルギーが小さいため、溶射皮膜内はプラズマ
溶射に比べて気孔が多くなっている。この気孔は皮膜形
成時の負荷エネルギーによる応力と、溶射後基材が冷却
される過程で皮膜と基材の熱膨張係数が異なることによ
り発生する残留応力を軽減する上で好適に作用し、基材
の変形防止にとって一層効果的な手法として推奨される
のである。
【００１１】尚、溶射後の基材を加工するときにも、大
きな応力が負荷されて溶射皮膜が剥離することがある
が、皮膜内の上記気孔はこの応力を緩和することができ
る。そのため、プラズマ溶射膜に比べて皮膜内の気孔が
多いガス溶射膜では、溶射後の基材を加工する場合にも
皮膜の剥離を招くことなく安全に高度な加工を施すこと
が可能となる。
きな応力が負荷されて溶射皮膜が剥離することがある
が、皮膜内の上記気孔はこの応力を緩和することができ
る。そのため、プラズマ溶射膜に比べて皮膜内の気孔が
多いガス溶射膜では、溶射後の基材を加工する場合にも
皮膜の剥離を招くことなく安全に高度な加工を施すこと
が可能となる。
【００１２】Ｎｉを主成分とする合金粉末の溶射皮膜の
厚さは、３００μｍを超えると基材が大きく侵食される
ため十分な接合強度が得られなくなる。逆に、３０μｍ
未満になると、ろう付けに際して接合界面の間隙に液体
が十分に流れないため、目標とする接合強度が得られな
くなったり、接合強度にばらつきを生じる。従ってろう
付け部に形成するＮｉを主成分とする合金粉末の皮膜
は、３０μｍ以上３００μｍ以下に制限する。
厚さは、３００μｍを超えると基材が大きく侵食される
ため十分な接合強度が得られなくなる。逆に、３０μｍ
未満になると、ろう付けに際して接合界面の間隙に液体
が十分に流れないため、目標とする接合強度が得られな
くなったり、接合強度にばらつきを生じる。従ってろう
付け部に形成するＮｉを主成分とする合金粉末の皮膜
は、３０μｍ以上３００μｍ以下に制限する。
【００１３】本発明に関する上記説明は、主としてろう
付け方法の立場から述べたが、上記皮膜の形成対象がろ
う付け用の芯材である時は、ろう付け用クラッド材が提
供される。従ってろう付け用クラッド材についての説明
は、すべて上記解説がそのまま適用される。
付け方法の立場から述べたが、上記皮膜の形成対象がろ
う付け用の芯材である時は、ろう付け用クラッド材が提
供される。従ってろう付け用クラッド材についての説明
は、すべて上記解説がそのまま適用される。
【００１４】
【実施例】以下に、本発明の実施例について説明する。
図１は本発明のろう付け方法を適用したプレートフィン
型熱交換器の組立概念を示す説明図で、フィン１とセパ
レートプレート２を組立て、ろう付けして熱交換器を製
造する。
図１は本発明のろう付け方法を適用したプレートフィン
型熱交換器の組立概念を示す説明図で、フィン１とセパ
レートプレート２を組立て、ろう付けして熱交換器を製
造する。
【００１５】この際本発明に係るろう付け製品の製造手
順は、下記実施例からも理解される様に、下記の如く分
類することができる。但し下記説明は熱交換器への適用
例を中心に述べるものであって、ろう付け対象部材の形
態や構造に応じてそれぞれ読み替えるべきである。
順は、下記実施例からも理解される様に、下記の如く分
類することができる。但し下記説明は熱交換器への適用
例を中心に述べるものであって、ろう付け対象部材の形
態や構造に応じてそれぞれ読み替えるべきである。
【００１６】(1) セパレートプレートの両面に溶射皮膜
を形成し、フィンと組立てて加熱接合する。 (2) フィン素材の両面に溶射皮膜を形成し、これをフィ
ン加工（波形加工）した後、セパレートプレートと組立
てて加熱接合する。 (3) セパレートプレートの両面に溶射皮膜を形成したも
のと、フィン素材の両面に溶射皮膜を形成した後フィン
加工して得られたフィンとを組合せて、次いで加熱接合
する。
を形成し、フィンと組立てて加熱接合する。 (2) フィン素材の両面に溶射皮膜を形成し、これをフィ
ン加工（波形加工）した後、セパレートプレートと組立
てて加熱接合する。 (3) セパレートプレートの両面に溶射皮膜を形成したも
のと、フィン素材の両面に溶射皮膜を形成した後フィン
加工して得られたフィンとを組合せて、次いで加熱接合
する。
【００１７】実施例１ フィン１とセパレートプレート２の素材としてＳＵＳ３
１６Ｌを用い、溶射粉末としては、Ｎｉを主成分とする
粉末ろう材ＪＩＳ Ｚ ３２６５ ＢＮｉ−５を用い
た。
１６Ｌを用い、溶射粉末としては、Ｎｉを主成分とする
粉末ろう材ＪＩＳ Ｚ ３２６５ ＢＮｉ−５を用い
た。
【００１８】まず図２に示す様に、セパレートプレート
２の両面に粉末ろう材を溶射し皮膜３を形成した。得ら
れたものは本発明に係るろう付け用クラッド材に相当す
る。溶射は酸素−アセチレン炎を熱源とするガス溶射
（大気中）と、３０ｋｗで入力したプラズマ溶射（アル
ゴン雰囲気中）で行った。溶射距離はいずれも１００ｍ
ｍであり、厚さが１５０μｍの皮膜３を形成した。この
際、ガス溶射で皮膜を形成したセパレートプレート２に
は変形を認めなかったが、プラズマ溶射で皮膜を形成し
たセパレートプレート２は、図３に示す様に波状の大き
な変形が認められた。
２の両面に粉末ろう材を溶射し皮膜３を形成した。得ら
れたものは本発明に係るろう付け用クラッド材に相当す
る。溶射は酸素−アセチレン炎を熱源とするガス溶射
（大気中）と、３０ｋｗで入力したプラズマ溶射（アル
ゴン雰囲気中）で行った。溶射距離はいずれも１００ｍ
ｍであり、厚さが１５０μｍの皮膜３を形成した。この
際、ガス溶射で皮膜を形成したセパレートプレート２に
は変形を認めなかったが、プラズマ溶射で皮膜を形成し
たセパレートプレート２は、図３に示す様に波状の大き
な変形が認められた。
【００１９】これらのセパレートプレート２とフィン１
を組立て、１０-2Ｔｏｒｒの真空中で、１１７５℃、１
０分間の条件でろう付けした。ろう付け後の接合界面
を、ろう付けした１００体につき全て超音波探傷により
検査した。その結果、ガス溶射の場合には、溶射皮膜を
形成してもセパレートプレート２の変形を生じず、セパ
レートプレート２とフィン１の接合率は全て９５％以上
であった。しかしプラズマ溶射の場合には、セパレート
プレート２が波状に変形し、セパレートプレート２とフ
ィン１の接触が悪いため、接合率は全て１０％以下であ
り、良好な熱交換器を製造することができなかった。
を組立て、１０-2Ｔｏｒｒの真空中で、１１７５℃、１
０分間の条件でろう付けした。ろう付け後の接合界面
を、ろう付けした１００体につき全て超音波探傷により
検査した。その結果、ガス溶射の場合には、溶射皮膜を
形成してもセパレートプレート２の変形を生じず、セパ
レートプレート２とフィン１の接合率は全て９５％以上
であった。しかしプラズマ溶射の場合には、セパレート
プレート２が波状に変形し、セパレートプレート２とフ
ィン１の接触が悪いため、接合率は全て１０％以下であ
り、良好な熱交換器を製造することができなかった。
【００２０】実施例２ 図４は本発明法を適用し、フィンの両面に溶射粉末の皮
膜を形成したときの説明図で、図４（ａ）はガス溶射お
よび成形前のフィン材４を示す。フィン材４の素材はＳ
ＵＳ４３０で、溶射粉末はＮｉを主成分とする粉末ろう
材（ＢＮｉ−７）である。
膜を形成したときの説明図で、図４（ａ）はガス溶射お
よび成形前のフィン材４を示す。フィン材４の素材はＳ
ＵＳ４３０で、溶射粉末はＮｉを主成分とする粉末ろう
材（ＢＮｉ−７）である。
【００２１】粉末ろう材を図４（ｂ）に示す様に、フィ
ン材４の両面に溶射し皮膜３を形成した。得られたもの
は本発明に係るろう付け用クラッド材に相当する。溶射
は酸素−アセチレン炎を熱源とする溶射（大気中）と、
３０ｋｗで入力したプラズマ溶射（アルゴン雰囲気中）
で行った。溶射距離はいずれも１００ｍｍであり、厚さ
が１００μｍの皮膜３を形成した。この後、皮膜３を形
成したフィン材４を図４（ｃ）に示す様に、フィン１に
成形した。このフィンも本発明に係るろう付け用クラッ
ド材に相当する。
ン材４の両面に溶射し皮膜３を形成した。得られたもの
は本発明に係るろう付け用クラッド材に相当する。溶射
は酸素−アセチレン炎を熱源とする溶射（大気中）と、
３０ｋｗで入力したプラズマ溶射（アルゴン雰囲気中）
で行った。溶射距離はいずれも１００ｍｍであり、厚さ
が１００μｍの皮膜３を形成した。この後、皮膜３を形
成したフィン材４を図４（ｃ）に示す様に、フィン１に
成形した。このフィンも本発明に係るろう付け用クラッ
ド材に相当する。
【００２２】プラズマ溶射の場合は、実施例１と同様
に、フィン材４は波状に変形した。このため、フィンへ
の成形時には、これを偏平に戻す必要があり、ガス溶射
の場合に比べて大きな押付け力が必要になる。また皮膜
内の気孔がガス溶射の場合より少ないため、皮膜にかか
る成形時の応力を緩和できない。従って、フィンへの成
形に際して、皮膜が剥離してしまい、セパレートプレー
トとのろう付けができなかった。
に、フィン材４は波状に変形した。このため、フィンへ
の成形時には、これを偏平に戻す必要があり、ガス溶射
の場合に比べて大きな押付け力が必要になる。また皮膜
内の気孔がガス溶射の場合より少ないため、皮膜にかか
る成形時の応力を緩和できない。従って、フィンへの成
形に際して、皮膜が剥離してしまい、セパレートプレー
トとのろう付けができなかった。
【００２３】一方ガス溶射の場合は、皮膜３を形成した
ときフィン材４が変形しないこと、また皮膜内に気孔が
多く存在すること等から、フィンへの押付け力が少なく
てすみ、成形時の皮膜にかかる応力を緩和できるため、
皮膜が剥離することなく安全にフィン成形を行うことが
できた。
ときフィン材４が変形しないこと、また皮膜内に気孔が
多く存在すること等から、フィンへの押付け力が少なく
てすみ、成形時の皮膜にかかる応力を緩和できるため、
皮膜が剥離することなく安全にフィン成形を行うことが
できた。
【００２４】前記の様にしてガス溶射で溶射皮膜を形成
したフィンとセパレートプレートを組立て、１０-2Ｔｏ
ｒｒの真空中で、１０００℃、１０分間の条件でろう付
けした。ろう付けした１００体の熱交換器につき超音波
探傷によりろう付け部を検査した。その結果、接合率は
全て９５％以上であり、良好な熱交換器を製造すること
ができた。
したフィンとセパレートプレートを組立て、１０-2Ｔｏ
ｒｒの真空中で、１０００℃、１０分間の条件でろう付
けした。ろう付けした１００体の熱交換器につき超音波
探傷によりろう付け部を検査した。その結果、接合率は
全て９５％以上であり、良好な熱交換器を製造すること
ができた。
【００２５】実施例３ Ａｇ−Ｃｕろう（ＢＡｇ−８）とＮｉろう（ＢＮｉ−
２）の二種類の粉末ろう材について、図２に示す様に、
酸素−アセチレン炎を熱源とする大気中でのガス溶射で
セパレートプレート２の両面に皮膜３を形成し、プレー
トフィン型熱交換器を製造した。フィン１とセパレート
プレート２の素材はいずれもＳＵＳ３０４である。ま
た、溶射距離はいずれも１００ｍｍであり、皮膜の厚さ
は２００μｍである。
２）の二種類の粉末ろう材について、図２に示す様に、
酸素−アセチレン炎を熱源とする大気中でのガス溶射で
セパレートプレート２の両面に皮膜３を形成し、プレー
トフィン型熱交換器を製造した。フィン１とセパレート
プレート２の素材はいずれもＳＵＳ３０４である。ま
た、溶射距離はいずれも１００ｍｍであり、皮膜の厚さ
は２００μｍである。
【００２６】これらのセパレートプレート２とフィン１
を組立て、１０-2Ｔｏｒｒの真空中で、ろう材がＢＡｇ
−８の場合は、８５０℃、１０分間の条件で、ろう材が
ＢＮｉ−２の場合は、１１００℃、１０分間の条件でろ
う付けした。ろう付け後の接合界面の観察の結果、ろう
材がＢＮｉ−２の場合は、ろう材が接合界面の間隙によ
く流れ良好な接合界面を示していた。しかしながら、ろ
う材がＢＡｇ−８の場合は、ろう材によるステンレス鋼
の濡れが悪いため、接合界面の間隙に十分にろう材が流
れず、フィン１とセパレートプレート２の接合は不良で
あった。
を組立て、１０-2Ｔｏｒｒの真空中で、ろう材がＢＡｇ
−８の場合は、８５０℃、１０分間の条件で、ろう材が
ＢＮｉ−２の場合は、１１００℃、１０分間の条件でろ
う付けした。ろう付け後の接合界面の観察の結果、ろう
材がＢＮｉ−２の場合は、ろう材が接合界面の間隙によ
く流れ良好な接合界面を示していた。しかしながら、ろ
う材がＢＡｇ−８の場合は、ろう材によるステンレス鋼
の濡れが悪いため、接合界面の間隙に十分にろう材が流
れず、フィン１とセパレートプレート２の接合は不良で
あった。
【００２７】実施例４ Ｎｉ系粉末ろう材（ＢＮｉ−５）について、大気中で酸
素−アセチレン炎を熱源とするガス溶射を行い、セパレ
ートプレート２の両面に皮膜３を形成し、プレートフィ
ン型熱交換器を製造した。フィン１とセパレートプレー
ト２の素材はいずれもＳＵＳ３２１である。また、溶射
距離はいずれも１００ｍｍであり、皮膜の厚さは１５、
３０、５０、１００、２００、３００、４００μｍの７
種類である。
素−アセチレン炎を熱源とするガス溶射を行い、セパレ
ートプレート２の両面に皮膜３を形成し、プレートフィ
ン型熱交換器を製造した。フィン１とセパレートプレー
ト２の素材はいずれもＳＵＳ３２１である。また、溶射
距離はいずれも１００ｍｍであり、皮膜の厚さは１５、
３０、５０、１００、２００、３００、４００μｍの７
種類である。
【００２８】これらのセパレートプレート２とフィン１
を組立て、１０-2Ｔｏｒｒの真空中で、１２００℃、１
２０分間の条件でろう付けした。ろう付け後の接合界面
の観察の結果、皮膜厚さが１５μｍの場合は、ろう材の
量が不足しているため接合界面の間隙に十分にろう材が
流れず、フィン１とセパレートプレート２の接合は不良
であった。一方、皮膜厚さが４００μｍの場合は、ろう
材の量が過剰であったと考えられ、基材が大きく侵食さ
れろう付け部にクラックの発生が認められた。これらに
対し、皮膜厚さが３０、５０、１００、２００、３００
μｍの場合は、接合界面の間隙に十分にろう材が流れ、
フィン１とセパレートプレート２の接合は良好であっ
た。
を組立て、１０-2Ｔｏｒｒの真空中で、１２００℃、１
２０分間の条件でろう付けした。ろう付け後の接合界面
の観察の結果、皮膜厚さが１５μｍの場合は、ろう材の
量が不足しているため接合界面の間隙に十分にろう材が
流れず、フィン１とセパレートプレート２の接合は不良
であった。一方、皮膜厚さが４００μｍの場合は、ろう
材の量が過剰であったと考えられ、基材が大きく侵食さ
れろう付け部にクラックの発生が認められた。これらに
対し、皮膜厚さが３０、５０、１００、２００、３００
μｍの場合は、接合界面の間隙に十分にろう材が流れ、
フィン１とセパレートプレート２の接合は良好であっ
た。
【００２９】実施例５ 図５に示す様に、セパレートプレート２とフィン１（夫
々ＳＵＳ６３０製）の両面に、Ｎｉを主成分とする粉末
ろう材ＢＮｉ−１を溶射し皮膜３を形成した。得られた
ものは本発明に係るろう付け用クラッド材に相当する。
溶射は酸素−アセチレン炎を熱源とするガス溶射（大気
中）で行った。溶射距離はいずれも１５０ｍｍであり、
厚さが１００μｍ（ろう付け部の皮膜の合計厚さは２０
０μｍ）の皮膜３を形成した。
々ＳＵＳ６３０製）の両面に、Ｎｉを主成分とする粉末
ろう材ＢＮｉ−１を溶射し皮膜３を形成した。得られた
ものは本発明に係るろう付け用クラッド材に相当する。
溶射は酸素−アセチレン炎を熱源とするガス溶射（大気
中）で行った。溶射距離はいずれも１５０ｍｍであり、
厚さが１００μｍ（ろう付け部の皮膜の合計厚さは２０
０μｍ）の皮膜３を形成した。
【００３０】これらのセパレートプレート２とフィン１
を組立て、１０-2Ｔｏｒｒの真空中で、１１００℃、２
０分間の条件でろう付けした。ろう付け後の接合界面
を、ろう付けした１００体につき全て超音波探傷により
検査した。その結果、セパレートプレート２とフィン１
の接合率は全て９５％以上であり、良好な熱交換器を製
造することができた。
を組立て、１０-2Ｔｏｒｒの真空中で、１１００℃、２
０分間の条件でろう付けした。ろう付け後の接合界面
を、ろう付けした１００体につき全て超音波探傷により
検査した。その結果、セパレートプレート２とフィン１
の接合率は全て９５％以上であり、良好な熱交換器を製
造することができた。
【００３１】実施例６ 実施例１と同様にして熱交換器を製造した。フィン１と
セパレートプレート２の素材はＳＵＳ３１６で、溶射粉
末はＮｉ自溶合金粉末ＪＩＳ Ｈ ８３０３ＭＳＦ Ｎ
ｉ−３およびＭＳＦ Ｎｉ−４である。酸素−アセチレ
ン炎を熱源とするガス溶射を行い、セパレートプレート
２の両面にＮｉ自溶合金粉末の溶射膜を形成した。溶射
距離は２００ｍｍであり、皮膜厚さは１００μｍであ
る。
セパレートプレート２の素材はＳＵＳ３１６で、溶射粉
末はＮｉ自溶合金粉末ＪＩＳ Ｈ ８３０３ＭＳＦ Ｎ
ｉ−３およびＭＳＦ Ｎｉ−４である。酸素−アセチレ
ン炎を熱源とするガス溶射を行い、セパレートプレート
２の両面にＮｉ自溶合金粉末の溶射膜を形成した。溶射
距離は２００ｍｍであり、皮膜厚さは１００μｍであ
る。
【００３２】この様にして作製したセパレートプレート
２とフィン１を組立て、Ｎ2 キャリアガスを導入した
０．５Ｔｏｒｒの真空中で、１２００℃、６０分間の条
件でろう付けした。溶射粉末がＭＳＦ Ｎｉ−３および
ＭＳＦ Ｎｉ−４いずれの場合も１００体製造し、加熱
後の接合界面を全て（合計２００体）超音波探傷により
検査した。その結果、溶射粉末がＭＳＦ Ｎｉ−３およ
びＭＳＦ Ｎｉ−４いずれの場合もセパレートプレート
２とフィン１の接合率は全て９５％以上であり、良好な
熱交換器を製造することができた。
２とフィン１を組立て、Ｎ2 キャリアガスを導入した
０．５Ｔｏｒｒの真空中で、１２００℃、６０分間の条
件でろう付けした。溶射粉末がＭＳＦ Ｎｉ−３および
ＭＳＦ Ｎｉ−４いずれの場合も１００体製造し、加熱
後の接合界面を全て（合計２００体）超音波探傷により
検査した。その結果、溶射粉末がＭＳＦ Ｎｉ−３およ
びＭＳＦ Ｎｉ−４いずれの場合もセパレートプレート
２とフィン１の接合率は全て９５％以上であり、良好な
熱交換器を製造することができた。
【００３３】実施例７ 実施例１と同様にして熱交換器を製造した。フィン１と
セパレートプレート２の素材はＳＵＳ３１０Ｓで、溶射
粉末はＮｉ−２８ｗｔ％Ｓｉ粉末およびＮｉ−４０ｗｔ
％Ｓｉ粉末の２種類である。酸素−アセチレン炎を熱源
とするガス溶射を行い、セパレートプレート２の両面に
上記Ｎｉ基合金粉末の溶射膜を形成した。溶射距離は２
５０ｍｍであり、皮膜厚さは３００μｍである。
セパレートプレート２の素材はＳＵＳ３１０Ｓで、溶射
粉末はＮｉ−２８ｗｔ％Ｓｉ粉末およびＮｉ−４０ｗｔ
％Ｓｉ粉末の２種類である。酸素−アセチレン炎を熱源
とするガス溶射を行い、セパレートプレート２の両面に
上記Ｎｉ基合金粉末の溶射膜を形成した。溶射距離は２
５０ｍｍであり、皮膜厚さは３００μｍである。
【００３４】この様にして作製したセパレートプレート
２とフィン１を組立て、１０-3Ｔｏｒｒの真空中で、１
０５０℃、１２０分間の条件でろう付けした。溶射粉末
がＮｉ−２８ｗｔ％Ｓｉ粉末の場合およびＮｉ−４０ｗ
ｔ％Ｓｉ粉末の場合について夫々３００体製造し、加熱
後の接合界面を全て（合計６００体）超音波探傷により
検査した。その結果、溶射粉末がＮｉ−２８ｗｔ％Ｓｉ
粉末およびＮｉ−４０ｗｔ％Ｓｉ粉末いずれの場合も、
セパレートプレート２とフィン１の接合率は全て９５％
以上であり、良好な熱交換器を製造することができた。
２とフィン１を組立て、１０-3Ｔｏｒｒの真空中で、１
０５０℃、１２０分間の条件でろう付けした。溶射粉末
がＮｉ−２８ｗｔ％Ｓｉ粉末の場合およびＮｉ−４０ｗ
ｔ％Ｓｉ粉末の場合について夫々３００体製造し、加熱
後の接合界面を全て（合計６００体）超音波探傷により
検査した。その結果、溶射粉末がＮｉ−２８ｗｔ％Ｓｉ
粉末およびＮｉ−４０ｗｔ％Ｓｉ粉末いずれの場合も、
セパレートプレート２とフィン１の接合率は全て９５％
以上であり、良好な熱交換器を製造することができた。
【００３５】実施例８ 図６は、本発明を適用したクローズドインペラの組立概
念を示す説明図で、羽根６とカバー７をろう付けしてク
ローズドインペラを製造する。羽根６は下板から削りだ
して作製したものであり、下板５と羽根６，カバー７の
素材は１３Ｃｒ−４Ｎｉ鋼で、溶射粉末はＮｉ自溶合金
粉末ＭＳＦ Ｎｉ−４である。酸素−アセチレン炎を熱
源とするガス溶射を行い、図６に示すようにカバー７の
内面側全面にＮｉ自溶合金粉末の皮膜８を形成した。溶
射距離は１７５ｍｍであり、皮膜厚さは１５０μｍであ
る。
念を示す説明図で、羽根６とカバー７をろう付けしてク
ローズドインペラを製造する。羽根６は下板から削りだ
して作製したものであり、下板５と羽根６，カバー７の
素材は１３Ｃｒ−４Ｎｉ鋼で、溶射粉末はＮｉ自溶合金
粉末ＭＳＦ Ｎｉ−４である。酸素−アセチレン炎を熱
源とするガス溶射を行い、図６に示すようにカバー７の
内面側全面にＮｉ自溶合金粉末の皮膜８を形成した。溶
射距離は１７５ｍｍであり、皮膜厚さは１５０μｍであ
る。
【００３６】このようにして作製した下板５と羽根６，
カバー７を組立て、Ｎ2 キャリアガスを導入した０．３
Ｔｏｒｒの真空中で、１１５０℃、３０分間の条件でろ
う付けした。５０体製造したクローズドインペラにつ
き、ろう付け部を全て超音波探傷により検査した結果、
全ての接合率は９５％以上であり、良好なクローズドイ
ンペラを製造することができた。
カバー７を組立て、Ｎ2 キャリアガスを導入した０．３
Ｔｏｒｒの真空中で、１１５０℃、３０分間の条件でろ
う付けした。５０体製造したクローズドインペラにつ
き、ろう付け部を全て超音波探傷により検査した結果、
全ての接合率は９５％以上であり、良好なクローズドイ
ンペラを製造することができた。
【００３７】
【発明の効果】以上述べたところから明らかな様に、Ｆ
ｅを主成分とする部材を本発明方法によってろう付けす
る場合は、ろう箔の使用が困難である様な大型あるいは
複雑な形状をした部材であっても、高精度且つ簡単に効
率良く接合強度のばらつきの少ないろう付けを行うこと
ができる。また本発明のろう付け用クラッド材は、ろう
付け部に高精度且つ高強度の接合をもたらすことができ
る。
ｅを主成分とする部材を本発明方法によってろう付けす
る場合は、ろう箔の使用が困難である様な大型あるいは
複雑な形状をした部材であっても、高精度且つ簡単に効
率良く接合強度のばらつきの少ないろう付けを行うこと
ができる。また本発明のろう付け用クラッド材は、ろう
付け部に高精度且つ高強度の接合をもたらすことができ
る。
【図１】本発明法を適用したプレートフィン型熱交換器
の説明図である。
の説明図である。
【図２】両面にＮｉを主成分とする合金粉末をガス溶射
し皮膜を形成したセパレートプレートの状態を示す図で
ある。本発明のろう付け用クラッド材に相当する。
し皮膜を形成したセパレートプレートの状態を示す図で
ある。本発明のろう付け用クラッド材に相当する。
【図３】両面にＮｉを主成分とする合金粉末をプラズマ
溶射し皮膜を形成したセパレートプレートの状態を示す
図である。
溶射し皮膜を形成したセパレートプレートの状態を示す
図である。
【図４】本発明法を適用し、フィンの両面にＮｉを主成
分とする合金粉末の皮膜を形成したときの説明図で、
（ａ）はフィン素材を、（ｂ）はＮｉを主成分とする合
金粉末の皮膜を形成したフィン材を、（ｃ）はＮｉを主
成分とする合金粉末の皮膜を形成したフィンを波形に成
形した後の断面を示す図である。
分とする合金粉末の皮膜を形成したときの説明図で、
（ａ）はフィン素材を、（ｂ）はＮｉを主成分とする合
金粉末の皮膜を形成したフィン材を、（ｃ）はＮｉを主
成分とする合金粉末の皮膜を形成したフィンを波形に成
形した後の断面を示す図である。
【図５】本発明法を適用し、フィンとセパレートプレー
トの両方にＮｉを主成分とする合金粉末の皮膜を形成
し、プレートフィン型熱交換器を製造するときの説明図
である。（ａ）は両面にＮｉを主成分とする合金粉末の
皮膜を形成したセパレートプレートを、（ｂ）は両面に
Ｎｉを主成分とする合金粉末の皮膜を形成したフィンの
断面を示す図である。いずれも本発明のろう付け用クラ
ッド材に相当する。
トの両方にＮｉを主成分とする合金粉末の皮膜を形成
し、プレートフィン型熱交換器を製造するときの説明図
である。（ａ）は両面にＮｉを主成分とする合金粉末の
皮膜を形成したセパレートプレートを、（ｂ）は両面に
Ｎｉを主成分とする合金粉末の皮膜を形成したフィンの
断面を示す図である。いずれも本発明のろう付け用クラ
ッド材に相当する。
【図６】本発明法を適用したクローズドインペラの組立
概念を示す図である。
概念を示す図である。
１ フィン ２ セパレートプレート ３ 皮膜 ４ フィン ５ 下板 ６ 羽根 ７ カバー ８ 皮膜
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２３Ｋ 35/30 ３１０ Ｄ Ｃ２３Ｃ 4/06
Claims (8)
- 【請求項１】 Ｆｅを主成分とする部材のろう付け方法
であって、前記Ｆｅを主成分とする部材のろう付け部
に、Ｎｉを主成分とする合金粉末からなる厚さ３０〜３
００μｍの皮膜を大気中でのガス溶射により形成し、更
に真空中で加熱して接合一体化することを特徴とするろ
う付け方法。 - 【請求項２】 Ｎｉを主成分とする合金粉末が、Ｎｉ系
粉末ろう材である請求項１に記載のろう付け方法。 - 【請求項３】 Ｎｉを主成分とする合金粉末が、Ｎｉ自
溶合金粉末である請求項１に記載のろう付け方法。 - 【請求項４】 ろう付け部の一方もしくは双方の表面に
前記皮膜を形成し、これらを真空中で加熱して接合一体
化する請求項１〜３のいずれかに記載の製造方法。 - 【請求項５】 Ｆｅを主成分とする部材がステンレス鋼
製熱交換器である請求項１〜４のいずれかに記載のろう
付け方法。 - 【請求項６】 Ｆｅを主成分とする芯材に、Ｎｉを主成
分とする合金粉末からなる厚さ３０〜３００μｍの皮膜
を大気中でのガス溶射により形成したものであることを
特徴とするろう付け用クラッド材。 - 【請求項７】 Ｎｉを主成分とする合金粉末が、Ｎｉ系
粉末ろう材である請求項６に記載のろう付け用クラッド
材。 - 【請求項８】 Ｎｉを主成分とする合金粉末が、Ｎｉ自
溶合金粉末である請求項６に記載のろう付け用クラッド
材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19546694A JPH07108372A (ja) | 1993-08-19 | 1994-08-19 | ろう付け方法及びろう付け用クラッド材 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20503093 | 1993-08-19 | ||
| JP5-205030 | 1993-08-19 | ||
| JP19546694A JPH07108372A (ja) | 1993-08-19 | 1994-08-19 | ろう付け方法及びろう付け用クラッド材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07108372A true JPH07108372A (ja) | 1995-04-25 |
Family
ID=26509131
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19546694A Withdrawn JPH07108372A (ja) | 1993-08-19 | 1994-08-19 | ろう付け方法及びろう付け用クラッド材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07108372A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000045987A1 (fr) * | 1999-02-02 | 2000-08-10 | Sumitomo Special Metals Co., Ltd. | Materiau composite de brasage et structure brasee |
| JP2005098617A (ja) * | 2003-09-25 | 2005-04-14 | Japan Atom Energy Res Inst | 二層ろう接による積層構造強化法 |
| JP2009287918A (ja) * | 2009-09-07 | 2009-12-10 | Japan Atomic Energy Agency | 二層ろう接による積層構造強化法 |
| DE112007000992B4 (de) | 2006-04-28 | 2013-01-10 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Verfahren zum Löten eines ersten Metallelements auf ein zweites Metallelement unter Verwenden eines hoch benetzbaren Metalls als Schicht zwischen den zwei Metallelementen; durch dieses Verfahren hergestellter Reformer, wobei die Metallelemente Nuten aufweisen können |
-
1994
- 1994-08-19 JP JP19546694A patent/JPH07108372A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000045987A1 (fr) * | 1999-02-02 | 2000-08-10 | Sumitomo Special Metals Co., Ltd. | Materiau composite de brasage et structure brasee |
| JP2005098617A (ja) * | 2003-09-25 | 2005-04-14 | Japan Atom Energy Res Inst | 二層ろう接による積層構造強化法 |
| DE112007000992B4 (de) | 2006-04-28 | 2013-01-10 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Verfahren zum Löten eines ersten Metallelements auf ein zweites Metallelement unter Verwenden eines hoch benetzbaren Metalls als Schicht zwischen den zwei Metallelementen; durch dieses Verfahren hergestellter Reformer, wobei die Metallelemente Nuten aufweisen können |
| JP2009287918A (ja) * | 2009-09-07 | 2009-12-10 | Japan Atomic Energy Agency | 二層ろう接による積層構造強化法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20011106 |