JPH071116A - 伝熱ろう付装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】被接合部材自体の溶融や、ろう材の溶融不足に
よる接合不良を生じることがなく、一定の品質で確実に
伝熱ろう付を行うことができるようにする。 【構成】接合界面にろう材３を介在させて対向される金
属製の被接合部材１、２に対して接離自在に配置される
とともに、被接合部材への接触による熱伝導により、前
記ろう材を溶融させる発熱体５と、ろう材３が溶融した
か否かを検知する溶融検知装置７とを備える。ろう材３
の溶融が検知されると、発熱体５が被接合部材１、２か
ら離間するものとなされている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、アルミニウム（その
合金を含む）等の金属製被接合部材の接合に用いられる
伝熱ろう付装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばアルミニウム材どうしを部分接合
する接合法として、接合予定部位において重ね合わせ状
態に配置した被接合部材に、銅製その他の電極を接触状
態に配置し、加圧下で被接合部材の接合予定箇所に電流
を流し、その電流による抵抗発熱で接合部の温度を上昇
させて溶接する抵抗スポット溶接が行われている。ま
た、トーチろう付や高周波ろう付等の大気中におけるろ
う付も行われている。

【０００３】しかしながら、上記の抵抗スポット溶接法
においては、アルミニウム材の固有抵抗が小さいため、
溶接に必要な発熱量を得るためには大電流を必要とする
とか、電極先端部に銅とアルミニウムの合金を形成し易
いため電極のドレッシング間隔が短くなるというような
欠点があった。一方、トーチろう付法や高周波ろう付法
においては、加熱と加圧を同時に行うことは物理的に困
難なため、大型部材の一部を接合するのが容易でないと
か、熱効率が悪いため接合時間が長くなるというような
欠点があった。

【０００４】そこで、上記に代わる接合法として、接合
界面に被接合部材より融点の低いろう材を介在させると
ともに、発熱体を被接合部材に加圧状態に接触せしめ、
この発熱体からの熱伝導によりろう材を溶融し、もって
両被接合部材を接合する伝熱ろう付法が開発されてい
る。この方法によれば、大気中において広範な部分を容
易に接合することができ、またエネルギーコストも小さ
いという利点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
伝熱ろう付法では、発熱体と被接合部材との接触時間つ
まり接合部の加熱時間の調整が難しいという欠点があっ
た。即ち、加熱時間が長いとろう材のみならず被接合部
材そのものも溶ける危険がある一方、加熱時間が短いと
ろう材の溶融が不十分となり、接合不良を生じる恐れが
あった。このため、接合部の品質が一定しないという欠
点があった。

【０００６】この発明は、かかる技術的背景に鑑みてな
されたものであって、被接合部材自体の溶融や、ろう材
の溶融不足による接合不良を生じることがなく、一定の
品質で確実に伝熱ろう付を行うことができるようにする
ことを目的とし、そのための伝熱ろう付装置を提供する
ものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、図面の符号を参照して示すと、接合界
面にろう材（３）を介在させて対向される金属製の被接
合部材（１）（２）に対して接離自在に配置されるとと
もに、被接合部材への接触による熱伝導により、前記ろ
う材を溶融させる発熱体（５）と、ろう材（３）が溶融
したか否かを検知する溶融検知装置（７）とを備え、該
溶融検知装置（７）によりろう材（３）の溶融が検知さ
れると、前記発熱体（５）が被接合部材（１）（２）か
ら離間するものとなされていることを特徴とする伝熱ろ
う付装置を要旨とする。

【０００８】

【作用】ろう材（３）の溶融が検知されると、発熱体
（５）が被接合部材から離間するものとなされているか
ら、ろう材（３）が確実に溶融するまで発熱体（５）か
らの熱伝導による加熱が行われる。一方、ろう材（５）
が溶融したのちは直ちに加熱が停止される。

【０００９】

【実施例】次にこの発明の実施例を、図面を参照しつつ
説明する。

【００１０】図１および図２において、（１）（２）は
相互に接合される２枚のアルミニウム板であり、このア
ルミニウム板の接合部（1a）（2a）間には板状のろう材
（３）が介在状態に配置されている。なお、接合部には
必要に応じてフラックスが供給される。フラックスはろ
う材（３）の表面に塗布しても良いが、好ましい態様と
して、フラックス塗布の不要なフラックス含有ろう材を
用いるのが良い。このフラックス含有ろう材の一例とし
ては、Ｓｉ、Ｚｎ等の元素を含有するＡｌ合金の粉末、
またはこれら成分元素の単体粉末に、弗化物系フラック
スまたは塩化物系フラックスを添加し混合して、この混
合粉末を熱圧成形したのち押出成形等により所要形状に
成形したものを挙げ得る。さらに、このような固形のろ
う材の代表的な組成として、Ａｌ、Ｓｉ、弗化物系フラ
ックスを含み、弗化物系フラックスを除く金属成分の合
計含有量に対してＳｉ含有量が３〜１５wt％、弗化物系
フラックスを除く元素の合計と弗化物系フラックスとを
重量比で９９．９：０．１〜７０：３０の割合で含有
し、かつ密度が理論値の９０％以上であるものを挙げ得
る。また、ろう材として、上記の合金粉末あるいは合金
組成の単体粉末及びフラックス粉末に液状バインダーを
混合攪拌したものを用いても良い。

【００１１】前記接合部（1a）（2a）の位置において、
下側のアルミニウム板（２）の下方には、接合部を載せ
置く断熱性の支持部材（４）が配置されるとともに、上
側のアルミニウム板（１）の上方にはヒーターヘッド
（５）が配置されている。このヒーターヘッド（５）
は、駆動装置（６）を介して上下に移動可能となされて
おり、ろう付時にはアルミニウム板（１）（２）へ接近
方向に移動して、先端加熱部を上側アルミニウム板
（１）の上面に加圧状態に接触させ、その熱伝導により
ろう材（３）を溶融するものとなされている。そして、
ろう付後は上昇移動してアルミニウム板（１）から離間
するものとなされている。

【００１２】前記ヒーターヘッド（５）の側方位置には
溶融検知装置（７）が設置されている。この溶融検知装
置（７）は、ろう材（３）が溶融したか否かを検知する
ものであり、この実施例では、上側のアルミニウム板
（１）の位置の変化を検出する位置センサーとして構成
されている。即ち、ろう材（３）が溶融すると、ヒータ
ーヘッド（５）の加圧力により上側アルミニウム板
（１）が押し付けられて、上下アルミニウム板（１）
（２）の接合部（1a）（2a）間の間隙が小さくなると同
時に、その分上側のアルミニウム板（１）が下降沈下す
る。位置センサーからなる溶融検知装置（７）は、かか
る上側アルミニウム板（１）の下降移動を検知すること
により、ろう材（３）が溶融したことを検知するもので
ある。位置センサーは公知のものを用いればよく、一例
としては、超音波、光等をアルミニウム板に向けて発射
するとともに、その反射光を受領してセンサーと測定対
象物との距離を監視する方式のものを挙げ得る。

【００１３】（８）は制御装置であり、溶融検知装置
（７）から出力されたろう材（３）の溶融検知信号を受
領すると、直ちに駆動装置（６）を制御してヒーターヘ
ッド（５）を上昇駆動させる役割を果たすものである。

【００１４】図示実施例に係る装置を用いたろう付は次
のようにして行われる。即ちまず、図１に示すように、
ヒーターヘッド（５）が下降して上側のアルミニウム板
（１）に加圧状態に接触した後、約４００〜１０００℃
程度に熱せられたヒーターヘッド（５）の先端加熱部か
らの熱が、上側のアルミニウム板（１）を介してろう材
（３）へと伝導され、ろう材（３）は溶融する。

【００１５】ろう材（３）はヒーターヘッド（５）によ
り加圧されているから、ろう材（３）が溶融すると、図
２に一点鎖線及び実線で示すように、上側のアルミニウ
ム板（１）が最大でろう材の厚さ分だけ下降沈下する。
上側のアルミニウム板（１）が下降すると、これが位置
センサーからなる溶融検知装置（７）により検知され、
該溶融検知装置（７）から検知信号が出力される。この
検知信号を受けて、制御装置（８）はヒーターヘッド
（５）を上昇させるべくただちに駆動装置（６）を制御
し、ヒーターヘッド（５）は上昇してアルミニウム板
（１）から離間し、以後の加熱は防止される。

【００１６】なお、図示実施例では、溶融検知装置
（７）として上側のアルミニウム板（１）の下降移動を
検知する位置センサーを使用したが、ろう材（３）が溶
融すると、上側のアルミニウム板の沈下に伴い、該アル
ミニウム板（１）に加圧状態に接触しているヒーターヘ
ッド（５）も同時に下降することから、ヒーターヘッド
（５）の移動を検知するものとしても良い。あるいはま
た、ろう材（３）の溶融により接合部（1a）（2a）間の
圧力が変化することから、該圧力変化を検知する圧力セ
ンサーにより、ろう材（３）の溶融を検知するものとし
ても良い。

【００１７】また、上記の実施例では、被接合部材とし
てアルミニウム材（１）（２）を用いたが、他の金属材
であっても良い。

【００１８】

【発明の効果】この発明は、上述の次第で、接合界面に
ろう材を介在させて対向される金属製の被接合部材に対
して接離自在に配置されるとともに、被接合部材への接
触による熱伝導により、前記ろう材を溶融させる発熱体
と、ろう材が溶融したか否かを検知する溶融検知装置と
を備え、該溶融検知装置によりろう材の溶融が検知され
ると、前記発熱体が被接合部材から離間するものとなさ
れているから、ろう材が確実に溶融するまで発熱体から
の熱伝導による加熱を行うことができる一方、ろう材が
溶融したのちは直ちに加熱を停止することができる。そ
の結果、加熱時間が長い場合の被接合部材そのものの溶
融や、加熱時間が短い場合のろう材の溶融不足によるろ
う付不良を防止でき、一定の品質で確実に伝熱ろう付を
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示すもので、ろう材の溶
融前の状態の断面図である。

【図２】同じくろう材の溶融後の状態の断面図である。

【符号の説明】

１、２…アルミニウム板（被接合部材） ３…ろう材 ５…ヒーターヘッド（発熱体） ６…駆動装置 ７…溶融検知装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 接合界面にろう材（３）を介在させて対
   向される金属製の被接合部材（１）（２）に対して接離
   自在に配置されるとともに、被接合部材への接触による
   熱伝導により、前記ろう材を溶融させる発熱体（５）
   と、ろう材（３）が溶融したか否かを検知する溶融検知
   装置（７）とを備え、 該溶融検知装置（７）によりろう材（３）の溶融が検知
   されると、前記発熱体（５）が被接合部材（１）（２）
   から離間するものとなされていることを特徴とする伝熱
   ろう付装置。