JPH0890219A - アルミニウム材の加熱ろう付法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フラックスおよびろう材を確実に接合界面に
供給でき、作業性およびろう付性の良いアルミニウム材
の加熱ろう付法を目的とする。 【構成】 アルミニウムからなる被接合部材１、１の接
合界面に、ろう材２を介在させ、前記ろう材２を溶融し
て被接合部材１、１を接合するアルミニウム材の加熱ろ
う付法において、フラックスを、該フラックスの融点よ
り低い温度で熱分解し、ろう付を阻害しない接着性バイ
ンダーに含有させたフラックス含有バインダー３を用
い、該フラックス含有バインダー３を前記被接合部材
１、１の接合界面に塗布して前記ろう材２を固定状態に
介在させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アルミニウム材のろう
付、特に部材の一部分のみのろう付に好適に用いられる
アルミニウム材の加熱ろう付法に関するものである。

【０００２】なお、本明細書において「アルミニウム」
の語は、アルミニウムとその合金の両方を含む意味で用
いられる。

【０００３】

【従来の技術】従来、アルミニウム材を接合する方法と
して、図１に示すように、被接合部材（１）（１）の接
合界面にろう材（２）を介在させ、接合部に発熱体
（４）（４）を加圧状態に接触させ、発熱体（４）
（４）からの熱伝導によりろう材を溶融し、被接合部材
（１）（１）を接合するろう付法が行われている。この
ろう付方法においては、大気中において広範囲な部分を
容易に接合することができ、エネルギーコストも小さい
という利点がある。

【０００４】前記熱伝導ろう付法では、ろう材（２）の
溶融を促進するため、被接合部材（１）とろう材（２）
との接触面積を大きくして、接触熱抵抗を小さくする必
要があり、被接合部材（１）（１）間にろう材（２）を
サンドイッチ状に挾み込むようして配置される。さら
に、大気中でろう付を行う場合、接合界面にはろう材
（２）とともにフラックスも供給する必要があり、水や
アルコールに懸濁させたフラックスを接合界面に塗布し
たのち、被接合部材（１）（１）でろう材（２）を挾み
込んでろう付が行われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
熱伝導ろう付法では、被接合部材（１）（１）でろう材
（２）を挾み込んでから接合部に発熱体（４）を当てる
までに、ろう材（２）の位置がずれたり塗布したフラッ
クスが剥がれ落ちたりすることがあって、作業性やろう
付性が悪いという問題点があった。また、このような問
題点は前述の熱伝導によるろう付法に限らず、置きろう
によるろう付法全般における共通の問題点でもあった。

【０００６】この発明は、前記問題点を解消することを
目的として、フラックスおよびろう材を確実に接合界面
に供給でき、作業性およびろう付性の良いアルミニウム
材の加熱ろう付法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】この発明のアルミニウム
材の加熱ろう付法は、前記目的を達成するために、アル
ミニウムからなる被接合部材（１）（１）の接合界面
に、ろう材（２）を介在させ、前記ろう材（２）を溶融
して被接合部材（１）（１）を接合する加熱ろう付法に
おいて、フラックスを、該フラックスの融点より低い温
度で熱分解し、ろう付を阻害しない接着性バインダーに
含有させたフラックス含有バインダー（３）を用い、該
フラックス含有バインダー（３）を前記被接合部材
（１）（１）の接合界面に塗布して前記ろう材（２）を
固定状態に介在させることを特徴とするものである。

【０００８】前記被接合部材（１）を構成するアルミニ
ウム材としては、その組成が限定されるものではなく、
各種組成のものを適宜用い得る。

【０００９】また、この発明で使用するろう材（２）と
は、前記アルミニウム材のろう付に使用できるものであ
ればその組成は問わない。具体的には、Ａｌ−Ｓｉ系、
Ａｌ−Ｚｎ系、Ａｌ−Ｚｎ−Ｓｉ系ろう材や、これらに
ろう材の諸性質を向上させるために、Ｍｇ、Ｉｎ、Ｚ
ｎ、Ｂｉ、Ｂｅ等の１種または２種以上を含有させたろ
う材を例示できる。

【００１０】また、前記フラックス含有バインダー
（３）において、フラックスはその種類が特に限定され
るものではなく、被接合部材（１）とろう材（２）との
組み合わせにおいて使用可能であれば、弗化物系でも塩
化物系でも良い。弗化物系フラックスとしては、ろう材
の融点との関係で６０５℃以下で溶融するものが好まし
く、ＫＦとＡｌＦ_３との混合物または共晶組成物、一般
式；Ｋ_αＡｌ_α＋３（αは１以上の整数）で表されるＫ
ＡｌＦ_４，Ｋ_２ＡｌＦ_５およびＫ_３ＡｌＦ_６、フルオロ
アルミン酸カリウム錯体等を例示でき、これらを単体ま
たは２種以上を混合して用いれば良い。また、塩化物系
フラックスとしては、５９５℃以下で溶融し、ろう付部
位の腐食を抑制する意味で吸湿性が小さいものが好まし
く、具体的には、ＢａＣｌ_２、ＮａＣｌ、ＫＣｌ、Ｚｎ
Ｃｌ_２を主成分とするものが良く、これらを単体または
２種以上を混合して用いれば良い。

【００１１】前記接着性バインダーは、前記フラックス
が溶融する以前に熱分解してろう付性を低下させないも
のであれば、その種類は特に限定されない。また、被接
合部材（１）（１）とろう材（２）とを組付け、加熱す
るまでの間にろう材（２）が所定位置からずれないよう
に固定状態に仮止めできれば足り、完全に固着させるほ
どの強い接着力は必要としない。したがって、この発明
で使用できる接着性バインダーとは、通常接着剤として
扱われるものの他、広く粘着剤として扱われるものをも
含む。具体的には、でんぷんのり、蛋白質等の天然有機
接着剤、セルロース系、酢酸ビニル樹脂系、塩化ビニル
樹脂系、エポキシ樹脂系、シアノアクリレート系、アク
リル樹脂系、ユリア樹脂系、フェノール樹脂系、ポリウ
レタン系、シリコーンゴム系、クロロプレンゴム系、ニ
トリルゴム系の合成有機接着剤等を使用できる。ただ
し、使用するフラックスとの関係において、該フラック
スの融点よりも高い温度でしか熱分解せずろう付性を低
下させるものは除外しなければならない。例えば、前記
ＫＦ−Ａｌ_３系フラックスを使用する場合、熱分解温度
が５００℃未満の接着性バインダーを使用する必要があ
り、この温度に適合する接着性バインダーとして、でん
ぷんのり、蛋白質等の天然有機接着剤、セルロース系、
塩化ビニル樹脂系、シアノアクリレート系、アクリル樹
脂系、ユリア樹脂系、フェノール樹脂系、クロロプレン
ゴム系、ニトリルゴム系の合成有機接着剤を好適に使用
できる。特に、速硬化性で作業性も良いことから、シア
ノアクリレート系接着剤を推奨できる。

【００１２】前記フラックス含有バインダー（３）中の
フラックス含有量は、３％未満ではろう付時のフラック
ス作用が不十分となって良好なろう付ができなくなる。
一方、８０％を超えて多くなると、バインダーが不足し
ろう材（２）の接着作用が不十分となって、ろう材
（２）を確実に所定位置に固定できなくなる。したがっ
て、フラックス含有バインダー（３）中のフラックス含
有量は３〜８０％の範囲が好ましく、特に好ましい下限
値は１０％であり、特に好ましい上限値は７０％であ
る。また、前記フラックス含有バインダー（３）の塗布
量は、１７mg／cm² 未満ではろう付時のフラックス作用
が不十分となったり、接着作用が不十分でろう材（２）
を所定位置に固定できなくなる。一方、２５０mg／cm²
を超えると、ろう付時に発熱体（４）からの熱がろう材
（２）に伝わりにくくなり、ろう付性が低下するおそれ
がある。したがって、前記フラックス含有バインダー
（３）の塗布量は、１７〜２５０mg／cm² の範囲が好ま
しく、特に好ましい下限値は２５mg／cm² であり、特に
好ましい上限値は２００mg／cm² である。

【００１３】この発明のろう付法は、置きろうによるも
のであればどのようなろう付法にも適用でき、接合部を
加熱する手段は特に限定されない。例えば、図１等に示
すような、接合部に発熱体（４）を接触させて該発熱体
（４）からの熱伝導によりろう材を溶融させる熱伝導ろ
う付の他、トーチろう付、雰囲気加熱ろう付等に適用で
きる。

【００１４】例えば、この発明を前述の発熱体（４）に
よる熱伝導ろう付法に適用した場合において、具体的に
は次のような方法で加熱を行う。

【００１５】まず、前記発熱体（４）の種類は特に限定
されるものではなく、図１のようにカーボンヒータや電
気ヒータのように自らが発熱する各種ヒータの他、高周
波誘導加熱源または外部の発熱源のような外部装置によ
る間接的な発熱を利用するものも使用できる。また、前
記発熱体（４）は、接合部の少なくとも片側に接触させ
れば被接合部材（１）（１）に介在させたろう材（２）
を溶融してろう付が可能であるが、ろう材（２）の溶融
を促進して短時間でろう付するために、接合部を一対の
発熱体（４）（４）で挾むようにして配置することが好
ましい。さらに、より一層良好なろう付けを行うととも
に、加熱後の被接合部材（１）（１）の位置ずれを防止
するために、前記被接合部材（１）（１）の接合部にお
いて前記発熱体（４）による加熱と同時に、接合面を接
合方向に加圧することが好ましい。

【００１６】前記フラックス含有バインダー（３）によ
りろう材（２）を固定状態で介在させた被接合部材
（１）（１）と前記発熱体（４）との具体的な配置例と
して、次のようなものを挙げることができる。なお、次
の各配置例においては、接合部を一対の発熱体（４）
（４）（５）（５）（６）（６）で挾む場合を図示して
いるが、いずれの場合も片側のみに発熱体（４）（５）
（６）を配置してろう付することができる。また、塗布
されたフラックス含有バインダーの図示は省略されてい
る。

【００１７】図１に示されている第１の配置例は、２枚
の平板状の被接合部材（１）（１）を重ね合わせて接合
する例であり、接合界面にろう材（２）を介在させるよ
うに配置するとともに、それらの重ね合わせ方向に被接
合部材（１）（１）を挟むように一対の発熱体（４）
（４）を配置するものである。また、図３に示されてい
る第２の配置例は、被接合部材（１）（１）の端面同士
を互いに突き合わせて接合する例であり、接合界面にろ
う材（２）を介在させるように配置するとともに、突き
合わせ方向と直交し、かつ各発熱体（５）が２つの被接
合部材（１）（１）に跨がるように一対の発熱体（５）
（５）を配置するものである。このとき、溶融したろう
材（２）が発熱体（５）（５）に付着すると、良好な加
熱ろう付が阻害されたり、また発熱体（５）（５）が汚
れたりして不都合であるから、発熱体（５）（５）に切
欠き部（５ａ）を設けて直接ろう材（２）に接触しない
ようにすることが好ましい。

【００１８】また、接合部が発熱体（４）の寸法よりも
大きい場合でも、発熱体（４）を接合部上でスライドさ
せることによって接合できる。例えば、図４に示されて
いるように、平板状の被接合部材（１）（１）を重ね合
わせて接合する場合、ろう材（２）を介在させた被接合
部材（１）（１）の両側を一対のローラ状の発熱体
（６）（６）で挟み、発熱体（６）（６）を回転させな
がら矢印方向にスライドさせるか、あるいは発熱体
（６）（６）に回転力のみを与えて被接合部材（１）
（１）をスライドさせれば、連続して大面積の接合を行
える。

【００１９】

【作用】この発明の加熱ろう付法によれば、フラックス
は接着性バインダーに配合されて、フラックス含有バイ
ンダー（３）として被接合部材（１）（１）の接合界面
に塗布されるため、バインダーの接着力によって接合界
面に固定状態に供給される。また、ろう材（２）もバイ
ンダーの接着力によって接着され、被接合部材（１）
（１）の接合界面に固定状態で介在させることができ
る。そのため、被接合部材（１）（１）を加熱してろう
材を溶融させるまでに、フラックスが剥離することもな
く、ろう材（２）が位置ずれすることもない。

【００２０】上述のようなフラックスとろう材（２）の
固定により、接合部に加えられた熱は、接合界面におい
て確実にフラックスを溶融してフラックス作用を発揮さ
せるとともに、確実にろう材（２）を溶融し、かつ前記
接着性バインダーはフラックスよりも低い温度で熱分解
してろう付性を阻害しないため、良好なろう付接合が達
成される。

【００２１】

【実施例】次に、この発明のアルミニウム材の加熱ろう
付法の具体的実施例について、説明する。

【００２２】次の各実施例および比較例において、図１
に示すように、被接合部材（１）（１）としてＡ３００
３アルミニウムからなる幅３０mm×長さ１００mm×厚さ
１mmの板材を、ろう材としてＡ４０４５アルミニウムか
らなる幅１０mm×長さ１０mm×厚さ１mmの板状のろう材
（２）を使用し、２枚の被接合部材（１）（１）にろう
材（２）を挾み込んでこれらを重ねてろう付接合するろ
う付け試験を行った。フラックスは、各例ともに５７４
℃で溶融するＫＡｌＦ_４を使用した。

【００２３】（実施例１〜３）まず、後掲の表１に示す
各接着性バインダーに前記フラックスを５０％の含有量
で混合して、フラックス含有バインダーを調製した。各
接着性バインダーの熱分解温度を表１に併せて示す。

【００２４】

【表１】

【００２５】次に、図２に示すように、このフラックス
含有バインダー（３）を、２枚の被接合部材（１）
（１）の接合界面のろう材（３）よりもやや広い面積に
３０mg／cm² の割合で塗布し、被接合部材（１）（１）
間にろう材（３）を挾んでバインダー（２）を乾燥させ
たところ、ろう材（２）は前記被接合部材（１）（１）
間に接着固定された。そして、図１に示すように、この
ろう材（２）を介して組み付けた２枚の被接合部材
（１）（１）を、一対のヒーター（４）（４）の間に配
置し、ろう材（２）の介在位置にて上下両面から該ヒー
ター（４）（４）で挾み付け、該ヒーター（１）（１）
からの熱伝導によりフラックスおよびろう材（２）を溶
融させて２枚の被接合部材（１）（１）をろう付した。
ろう付条件はいずれも、ヒーター温度１０００℃、ろう
付時間１５秒間とした。

【００２６】ろう付後、各ろう付品の接合状態を調べた
ところ、いずれもフラックスが十分に作用し、良好なろ
う付け状態であった。

【００２７】（比較例）前記フラックスを５０％の含有
量で水に懸濁させたフラックス懸濁液を、実施例と同様
に２枚の被接合部材（１）（１）の接合界面に３０mg／
cm² の割合で塗布して乾燥させた。そして、２枚の前記
被接合部材（１）（１）のフラックス懸濁液を塗布した
部分に、前記ろう材（２）を介在配置した状態にこれら
を重ね、前記各実施例と同様に上下両面からヒーター
（４）（４）で挾んで、同一条件でろう付した。

【００２８】この比較例においては、フラックス懸濁液
を塗布した被接合部材（１）（１）間にろう材（２）を
挾み、これをヒーター（４）（４）まで移動させてヒー
ター（４）（４）を接合部に接触させる間に、ろう材
（２）の位置がずれるため、加熱するまでにろう材
（２）の位置修正をしなければならず、ろう付け作業に
手間がかかった。

【００２９】

【発明の効果】以上のように、この発明にかかるアルミ
ニウム材の加熱ろう付法は、アルミニウムからなる被接
合部材（１）（１）の接合界面に、ろう材（２）を介在
させ、前記ろう材（２）を溶融して被接合部材（１）
（１）を接合する加熱ろう付法において、フラックス
を、該フラックスの融点より低い温度で熱分解し、ろう
付を阻害しない接着性バインダーに含有させたフラック
ス含有バインダー（３）を用い、該フラックス含有バイ
ンダー（３）を前記被接合部材（１）（１）の接合界面
に塗布して前記ろう材（２）を固定状態に介在させるも
のであるから、フラックスおよびろう材（２）は接合界
面に接着されて供給され、良好なろう付接合を確実に行
える。また、ろう材（２）は接合界面に固定状態に接着
されているため、ろう材（２）を介在させて組付けた被
接合部材（１）（１）の取扱いが簡単になり、ろう付の
作業性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を熱伝導ろう付に適用した場合におい
て、第１の配置例および実施例を模式的に説明する正面
図である。

【図２】実施例において、フラックス含有バインダーの
塗布位置およびろう材の介在位置を示す斜視図である。

【図３】この発明を熱伝導ろう付に適用した場合におい
て、第２の配置例を模式的に説明する断面図である。

【図４】この発明を熱伝導ろう付に適用した場合におい
て、第１の配置例の変形例を模式的に示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１…被接合部材 ２…ろう材 ３…フラックス含有バインダー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルミニウムからなる被接合部材（１）
   （１）の接合界面に、ろう材（２）を介在させ、前記ろ
   う材（２）を溶融して被接合部材（１）（１）を接合す
   る加熱ろう付法において、 フラックスを、該フラックスの融点より低い温度で熱分
   解し、ろう付を阻害しない接着性バインダーに含有させ
   たフラックス含有バインダー（３）を用い、該フラック
   ス含有バインダー（３）を前記被接合部材（１）（１）
   の接合界面に塗布して前記ろう材（２）を固定状態に介
   在させることを特徴とするアルミニウム材の加熱ろう付
   法。