JPS5910872B2 - アルミニウム材の溶接方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアルミニウム材の溶接に関する。

本発明はとくにかかる組成物の拡散接合またはろう付方
法に関する。５ アルミニウムおよびアルミニウム含有
金属たとえばアルミニウム合金等は、アルミニウムより
与えられる優れた物理的特性のため、或る種の組成物中
に組み入れられる。

公知のように、アルミニウムは熱および電気伝導性が高
く、腐食に対する１０抵抗性を有するため加熱、冷却シ
ステムの製作や組立部材に用いる材料としてとくに好ま
しい。とくにアルミニウム合金は軌道衛星に用いるラジ
エターパネルの組立に用いられている。このように多く
の点に望ましい特性を示してい１５るにもかかわらず、
アルミニウムおよびその合金は特有の難溶接性を有して
いる。

公知のように、大気中に置かれたアルミニウムはたちま
ち酸化アルミ被膜が形成されて処理が困難となる。事実
、アルミニウムまたはアルミニウム合金の温度を金旬
属溶融に充分なほど高めた場合でも、この耐火性外皮は
溶融アルミニウムを覆う不透過性の壁として残り、どの
ような効果的な溶接技術をも妨げる。しかして、アルミ
ニウム又はアルミニウム合金の溶接には、この金属の表
面を保護する薄くて丈夫ク５な透明の酸化アルミニウム
皮膜を除去することが要求される。溶着合金を使用する
アルミニウムろう付または拡散接合の場合、溶着すべき
面から酸化アルミニウムを除去するフラックスを用い、
良好な機械的３０強度を有する均一結合を形成させるこ
とが通常の方法であつた。

しかしながら、フラックスを使用することは、ろう付又
は拡散接合の後に、アルミニウムの腐食を避けるために
このフラックスを取り除く必要があるという欠点を有し
ていた。３５アルミニウム又はアルミニウム合金を溶接
するために用いられていた他の技術は、溶接工程の直前
に酸化アルミ層を効果的に除去することである。

クウーこの技術では、部材の溶接が、おこなわれる前に
酸化被膜が形成されて結合が不均一となるおそれが常に
存在していた。

さらに、溶接合金を使用しない場合の拡散処理において
は、従来の方法では、良好な機械強度の均一結合を形成
するために必要な範囲に接合面に高圧力を与える必要が
あつた。米国特許第２，５３７，６４４号と第２，１７
１，５４５号中に例示的に示されている従来技術は、ア
ルミニウムとアルミニウム合金の保護被覆層としてポリ
スチレンやフエノールアルデヒド樹脂等の重合体物質を
用いることを開示している。しかしながら、この米国特
許中の前者は、金属表面をフラツクスを用いないろう付
又は拡散接合に適するような酸化アルミのない表面に被
覆することに関しては記載がなく、また後者は、表面か
ら酸化アルミを除去することを教示しているが、表面に
重合体層を確実に結合するためにエツチング溶液を用い
ている。本発明の目的は、フラツクスを用いないろう付
又は拡散接合のためのアルミニウム含有表面を形成する
改良された方法を提供する（こある。

本発明の他の目的は、アルミニウム含有の部分にフラツ
クスを用いないで接合する方法を提供するにある。本発
明の別の目的は、アルミニウム含有部分に ：拡散接合
を形成する方法を提供するにある。

本発明の上記の、および他の目的は以下に述べる説明か
ら明らかにされる。ある態様において、上記の目的は、
アルミニウム含有表面が酸化アルミ被膜を除去するため
に処 （理され、次いで、酸化アルミ被膜を除去された
表面が実質的な酸素分子の侵入を妨げる重合体物質を含
む被覆材によつて被覆される。

この重合体物質は、充分な熱を付与することにより完全
に蒸発し、および／又は、分解され、これにより処理表
こ面から除去されて実質的な残留物が残らないような
ものである。本発明の他の態様においては、接合される
表面が上述のように処理されるようなアルミニウム含有
部分を、フラツクスを用いないでろう付する方４法であ
る。

溶着合金は隣接する表面間に置かれ、重合体含有被覆材
が実質的に無酸素ふん囲気中で加熱除去される。この重
合体含有被覆材の除去ののち、対向表面と溶着合金の温
度が高められて好ましい接合が達成され、しかるのち、
接合部材を冷却する。本発明の第３の態様においては、
上述のように処理され、かつ被覆された表面が溶着合金
を用いて、または用いずに拡散接合される。

この拡散接合工程は、フラツクスを用いないろう付方法
と同様におこなわれるが、ただ、アルミニウム部材の隣
接表面またはこれらの表面と溶着合金（使用する場合は
）を最初に軟化したのち、温度を下げてアルミニウム表
面間、または若し溶着合金を使用する場合は、アルミニ
ウム表面とその間に置かれる溶着合金間で拡散接合が充
分に達成される所定時間中維持される。本発明の説明中
で使用される「溶接」およびこれに類する用語は金属が
部分的に合体する意であり、かかる合体は、加圧状態も
しくは無加圧状態で、溶着合金等の低融点金属溶融溶接
のための溶加材を用いてもしくは用いずに適切な加熱の
もとで達成される。

したがつて、この説明中で、溶接とは溶着合金を用いた
無フラツクスろう付又は拡散接合もしくは溶着合金を用
いない拡散接合のことである。本発明のすべてのアルミ
ニウム含有部材および表面の溶接に適用可能であり、か
かる物質が純粋アルミニウムであつてもよく、また、ア
ルミニウム一銅合金、アルミニウム−シリコン合金、ア
ルミニウム−マグネシウム合金、アルミニウム一鉄合金
、アルミニウム一錫合金、アルミニウム一ほう素合金ま
たはアルミニウム合金と他の金属との合金であつてもよ
い。

実際、この処理はアルミニウム材の溶接にも適用でき、
また、純粋アルミニウムおよび／又は非アルミ金属でラ
ミネートされたアルミニウム合金を含む金属表面の溶接
にも適用できる。アルミニウム材表面又は部分に無フラ
ツクスろう付および／又は拡散接合を形成するには、ま
ず、溶接すべき表面を処理してグリースとか酸化アルミ
ニウム被膜を除去しなければならない。

処理表面上に残存するグリースやハンドオイル等を除去
するため通常用いられる溶剤を使用できる。適当な溶剤
としてはナフタ、塩素化炭化水素および多くの石油留出
物がある。酸化アルミニウムの除去は切削、充填、スチ
ールウールによる摩擦等の化学的および機械的手段によ
りおこなわれる。

しかしながら、本発明の好ましい態様においては、酸化
アルミ被膜は化学的クリーニング法により除去される。
たとえば、アルミニウム材の被溶接表面を塩酸で処理し
て酸化被膜が除去されたことが水素の発生によつてみと
められるまでおこなう。アルミ材表面から酸化アルミニ
ウムを除去するための特に好ましい方法は、アルカリと
酸で連続的に洗浄することである。アルカリ金属水酸化
物溶液であれば使用可能である。特に好ましいアルカリ
金属水酸化物洗浄液は水酸化ナトリウムと重炭酸ナトリ
ウムの水溶液であり、これらは１リツトル水溶液中に１
〜１０グラムの範囲内で存在するものが好ましい。とく
に、１リツトル溶液中に５グラムの水酸化ナトリウムと
、５グラムの重炭酸ナトリウムを含有する水溶液が好ま
しい洗浄液である。被溶接表面を脱脂してから約１〜１
０分間加温したアルカリ金属水酸化物洗浄液で処理する
。

温度範囲は約６６属Ｃ（１５０′Ｐ）〜９４℃（２００
１：′）である。つぎに表面を温水〔６６℃〜７１℃（
１４０〜１６０′Ｆ）〕でリンスして酸洗浄をおこなう
。この酸洗浄工程においては、例えば、硫酸、塩酸、硝
酸等の鉱酸を使用することができる。

使用する酸溶液の正確な濃度は臨界値で示しえないが、
洗浄中に形成される水酸化アルミニウムの溶解を生ずる
に充分な量の酸価が存在することが必要である。一般的
に、例えば、１／１の水、塩酸又は、水中に４２的バウ
メ硝酸の１０％体積量の希釈酸水溶液を用いることが好
ましい。一般に酸洗浄時間は、鉱酸と水酸化アルミニウ
ムとの反応が比較的急速であるため、１〜１０分が最適
である。上述の洗浄手続で理解されることは、温度、各
種洗浄物質の濃度、洗浄時間等のパラメータは臨界的で
なく、洗浄表面のアルミニウム含有量および面積により
変化するため広い範囲内で可変である。酸処理ののち、
溶接部分の表面は水、好ましくは蒸留水中でリンスされ
、この部分はアセトンもしくは水に難溶性の有機溶剤中
に浸すか又はフラツシユされ、これにより表面から全水
分が効果的に除去される。アセトン等によるリンスの直
後に被覆材によつて溶接される表面を被覆する。本発明
方法に用いる被覆材は、被覆された表面へ酸素が浸透す
ることを妨げ、かつ、表面土に実質的な残存部を残さず
に熱崩壊して表面上かへ？発しうる重合体物質を用いる
。一般的には、この被覆材は、２種以上の成分の混合体
である溶剤中で溶解される適切な重合体物質の形態を有
する。とくに被覆材中に入れられる好ましい重合体物質
は、ベンゼンとか、トルエン、キシレン、エチルベンゼ
ン、イソプロピルベンゼン等の低級モノアルキルベンゼ
ンなどの芳香族溶剤中で可溶性のスチレンベースポリマ
ーである。このうち溶剤として特にトルエンが好ましい
。この溶剤はさらに、芳香族溶剤に混和できる１種以上
の成分を含んでもよい。この点に関し、アセトンはいか
なる比率でもトルエンと混和可能であり、かつ、揮発性
を有するため理想的な材料である。特に好ましい被覆材
は、トルエンとアセトンからなる溶剤中で溶解されたポ
リスチレン含有のものである。一般的にはポリスチレン
が被覆材中で重合体物質として用いられる場合、少くと
も０．５重量？の量中に存在しなければならず、約０．
５〜約５重量％の範囲の量で得られる被覆材は容易に表
面を被覆することができ、溶剤はポリマーの乾燥フイル
ムを残して容易に除去される。最も好ましい被覆材は、
５００ｄのトルエンと、２５０ｍ１のアセトン中に５９
のポリスチレンを入れた割合を有する組成物である。明
らかなように、アセトンは、比較的揮発性を有するため
、蒸発ににより被覆材から除去可能な粘度低下物質とし
て最初に付加される。したがつて、トルエンに対するア
セトンの比率は、被覆材から溶剤を除去しようと望む時
間によつて広範囲に変化する。一般に、アセトンまたは
その他の類似物理特性を有する物質の混合体が前述の芳
香族溶剤の一種と混合されるとき、アセトンに対する芳
香族溶剤の比率が体積で約１：１から約３：１となる。
一旦ポリスチレン被覆材が表面上に被覆されると、この
表面上にポリスチレンフイルムが残るように天日または
オーブン乾燥して溶剤を除去する。乾燥工程において重
要なことは、ポリスチレンの崩壊または蒸発を起す温度
にまで上昇すると、アルミニウム部分の表面の酸化を妨
げる保護被覆層が失なわれることである。上述のように
形成されたアルミニウム材表面は、表面上に酸化アルミ
ニウムを形成することなく、また無フラツクスろう付法
もしくは拡散接合のために不適当な表面に変化すること
なく、使用前の数日間は保存することができる。

今までの説明はアルミニウム材の表面について取り扱つ
てきたが、アルミニウム含有溶着合金を用いる際にも上
述のように洗浄および被覆工程を要することが理解され
る。

本発明の無フラツクスろう付処理をおこなうために、各
アルミニウム含有材と溶着合金（この材料がアルミ分を
含んでいれば前述のように洗浄および被覆をおこなう）
が所望の形で置かれ、溶着合金は接合される表面間に置
かれる。

本発明の技術分野に属する者が理解するように、溶着合
金を用いる場合、溶着合金は、ろう付溶接または拡散接
合されるアルミニウム含有材料よりも低温で溶融される
。つぎにこれらの部材をクランプするか、又は他の方法
で固定してから実際の接合操作がおこなわれる。前記各
部材を位置付けおよび保持するための好ましい方法は、
溶着合金とともに接合される表面上に接着剤を施す。こ
の接着剤は部材と溶着合金を所望位置に保持する。各部
材の配置関係が定まつてから重錘部材により圧力が加え
られ、隣接表面間の過剰な接着剤が押し出される。接着
剤は被覆材と同様に充分な熱を与えることにより、接着
剤が施された表面上に実質的な残留物を残さずに蒸発お
よび／又は崩壊しうる重合体物質を含む。接着剤の重合
体物質は被覆材の重合体物質と同一である必要はないが
、好ましくは、この接着剤重合体物質は被覆材に含有さ
れる重合体物質と実質的に同温度で熱崩壊しうるもので
あり、さらに好ましくは被覆材と同一組成の重合体物質
である。たとえば、望ましい接着剤は、少くとも５重量
７０のポリスチレン含有のトルエン溶液、好ましくは、
約５〜約１０重量７０ポリスチレン含有トルエン溶液で
作られる。被覆材の場合と同様に、たとえば、ベンゼン
および他の低級モノアルキルベンゼン等のトルエン以外
の溶剤を用いることができる。さらに、これらの溶剤の
混合物も同様に使用可能である。被覆材を被覆する場合
と同様に、接着剤を付与して部材と溶着合金を所定位置
に固定してから溶剤を接着剤から除去することにより、
接合される表面と溶着合金を所定位置に保持する乾燥ポ
リスチレン被覆層が残される。好ましくは、接着剤がポ
リスチレンとトルエンの溶液である場合、溶剤の乾燥ま
たは除去は少くとも２時間、６６℃〜７１℃（１４００
〜１６０′Ｆ′）の間でエア５オーブン等の中でおこな
われる。しかしながら、乾燥時間および接着時間は接合
する部材の表面積、接着剤の粘度、使用溶剤等により決
定されることに注意すべきである。被覆材自体が、溶剤
が蒸発する際、各部材を結合するに充分な残留接着剤型
重合体物質であるようなポリスチレン等の重合体物質を
含有しているならば、保護被覆層形成物質であるととも
に接着剤としても作用しうることが注目される。

通常の場合、被溶接部材は上述のように洗浄されかつ被
覆材により被覆されるが、溶接作業、即ちろう付または
拡散結合は直ちにおこなわれない。したがつて、被覆材
は溶接作業が実施されるまで表面を純粋に保護しうる。
このため、部材の溶接のための配置を定める間、接着作
業が好ましくおこなわれる。アルミニウム部材と溶着合
金が適切な位置に置かれると、組立がオートクレーブ又
は他の適切な加熱室中でおこなわれ、そこでオートクレ
ーブから空気を排出するか、もしくは窒素、アルゴン、
ヘリウム等の不活性ガスを注入することにより実質的な
無酸素状態を与える。

次いで、被覆材または接着剤のいずれかから重合体物質
を熱的に除去するに充分な点にまで温度を高める。ポリ
スチレンの場合、４５４〜４９６をＣ（８５０〜９２５
１：′）の温度範囲が好適であることがわかつた。この
温度範囲で、ポリスチレンがアルミニウム含有部分の表
面から全く除去されるまで維持した。ポリマーを除去す
る間および実際の接合作業が終了するまでオートクレー
ブ中から空気を排出するか、又は前述のような不活性ガ
スを注入するかして実質的な無酸素ふん囲気を維持する
。

表面から重合体被覆層を除去したのち、溶着合金を溶融
するに充分な点にまで温度を上げて隣接表面を接着させ
る。容易に理解できるように、実際の接合をおこなう温
度範囲は使用する溶着合金の種類と部材のアルミニウム
成分によつて定まる。本発明による無フラツクスろう付
方法を実施するためには、当然、接合する表面と溶着合
金を互いに密接に接触させて、この溶着合金が溶融した
ときに隣接表面と溶着合金間に良好な接着が得られるよ
うにすることが必要である。

しかしながら、隣接表面と溶着合金に高圧力を加える必
要はなく、圧力は両者の間に密接な接触が保たれるに充
分であればよい。ろう付を効果的におこなうため充分な
熱を与えうるオートクレーブを使用した場合の接合技術
を説明したが、接合温度を達成する他の形態をも用いる
ことができることが理解される。

しかしながら、オートクレーブは、実質的な無酸素状態
を形成するために機械的減圧ポンプで排出し、または不
活性ガスを注入することにより容易におこないうるので
、ろう付をおこなうためにも便利である。本発明の拡散
接合方法においては、接合される表面および溶着合金（
これを用いる場合）が前述と同様の方法で洗浄され、被
覆される。無フラツクスろう付方法と異なり、拡散接合
方法は接合される部材の表面または、もし溶着合金が用
いられる場合は、前記部材の表面と溶着合金と一諸に比
較的高圧力を付加することが必要である。しかしながら
、本発明の利点の１つは、従来の拡散接合法において通
常要求されるほどの高圧を付加する必要がないことであ
る。従来技術では、酸化アルミニウム層による障害物に
打勝つために過大な圧力を要した。本発明による方法は
かかる従来の欠点を解決するものであり、アルミニウム
含有部材の拡散接合は特に低い圧力によつて達成でき、
結合部材の品質を低下させるおそれもない。この拡散接
合法が前述の無フラツクスろう付法と異なる点は、比較
的高圧力を付加することのほか、２元種の温度範囲が用
いられている点にある。

拡散接合される部材および溶着合金（使用する場合のみ
）の位置が定められ、つぎに前述と同様に実質的な無酸
素ふん囲気中で重合体層が熱的に除去される。それから
隣接する表面が密接に接触するように充分に軟化される
（溶着合金を用いない場合）温度にまで高められる。こ
こで述べる表面の軟化は隣接表面が流動性を有すること
でない。即ち、隣接表面もしくはアルミニウム材の残部
の溶融を避けるように温度を低く維持する。充分なる圧
力を付加するとともに隣接表面が塑性を有し相互に密着
するような点まで温度を高める。溶着合金を使用する場
合、この合金の溶融点まで温度を上げる。いずれの場合
でも、結合された部材は所定の拡散温度範囲まで温度を
下げ、拡散接合を生ずる時間内でその温度範囲を維持す
る。合金が溶融するかもしくは、表面が密着するように
軟化する温度とともに拡散温度範囲は、アルミニウム含
有部材の組成、溶着合金（使用する場合）、付加圧力等
により異なる。同様に、拡散接合方法に用いる圧力は、
アルミニウム含有部材、溶着合金および結合配置状態に
よつて異なる。本発明による拡散接合法は適切な圧力を
付加することを含む。

この圧力の付加は幾多の方法で達成しうるが、便利な方
法はレトルトまたは接合される部材を置く容器を形成す
ることである。このレトルトは、接合される部材が内部
に置かれたのち、実質的にすべての空気を排出しうるか
、もしくは、必要ならば、前述のような不活性ガスを注
入しうるように構成される。さらにこのレトルトは、部
材がオートクレーブまたはその他の適切な加熱機構中に
置かれたとき、オートクレーブは適当なガスにより加圧
されてレトルトを圧壊し、このレトルトは代りにアルミ
ニウム材に圧力を加えうるように構成される。このレト
ルトは層間の結合または物質の成層に適しているが、オ
ートクレーブ中でのレトルトの使用は、実質的な無酸素
ふ・ん囲気中で必要な圧力を得るための簡易な方法であ
る。ここで注意すべきことは、部材が洗浄され、被覆さ
れたのちろう付または拡散接合をおこなう際に、実質的
な無酸素ふん囲気を維持することにより酸化アルミニウ
ム被膜の生成を防止できる。

しかして、重合体被覆層は、減圧するか、もしくは不活
性ガスの注入により得られる無酸素ふん囲気中で、かつ
高温下で除去され、実際のろう付または拡散接合が同様
に無酸素ふん囲気中で達成され］ る。上述のように本
発明を詳しく説明したが、つぎに一実施例を記載する。

実施例 軌道宇宙船内に用いるラジエターパネルをつぎ５のよう
な拡散接合法により形成した。

ほう素／アルミニウム合金板（６０６１アルミ合金の薄
板の間にほう素のフイラメントを入れたもの）を用いた
。この板材を脱脂処理し、１ｔ溶液当り５９の水酸化ナ
トリウムと５９の重炭酸ナトリウム当量９含有水溶液で
７４５Ｃ（１６５′Ｆ′）で約１〜３分間清浄した。そ
してこの板材を改熱タツプ水中でリンスし、ついで蒸留
水中で４ｆバウメ硝酸を約１０容積パーセント含有する
酸溶液中で室温で１〜３分洗浄した。この板を蒸留水で
リンスして酸を除去し、ただちにアセトン中に浸漬して
残存水分を除去した。過剰のアセトンを排出させたがパ
ネルは乾燥しなかつた。このパネルを５００ａのトルエ
ンと２５０ｄのアセトン中で溶解したポリスチレン５９
当量の組成を有する被覆材中に入れた。この被覆材で処
理したパネルを乾燥してトルエン／アセトン溶剤を除去
した。１ミル厚で７１／２％シリコン含有のシリコンア
ルミニウム合金フオイル（溶着合金）を、トルエン１０
０ｍＩ！当りポリスチレン７ｇ当量の組成を有する接着
剤で被覆し、ほう素／アルミニウム合金板の間にシリコ
ンアルミニウム合金を置いた。

圧力を付加して余分の接着剤を除き、被接着部材をクラ
ンプした。この接合されるべき部材を６５℃（１５０′
Ｆ）で熱風オーブン中で２時間乾燥し、接着剤から溶剤
を除去した。拡散接合過程での好ましくない接合を避け
るため、接合される部材に、トルエン１００ｍ１中にポ
リスチレン５ｇ当量の組成を有し、かつ２０ｆ１の粉末
カルシウムカルボネートを含有する剥離溶液を噴霧被覆
した。この接着剤接合のほう素／アルミニウム合金板と
シリコンアルミニウム溶着合金をレトルト中に入れた。
このレトルトを窒素ガス注入および／または減圧用のオ
リフイスを形成したほかは密閉した。

このレトルトを減圧したのちオートクレーブ中に入れた
。４５４〜４８０℃（８５０〜９００Ｔ）の温度に達し
たときレトルトに窒素ガス流を注入して被覆材と接着剤
からすべての重合体物質を除去せしめた。

このレトルトを再び減圧し、オートクレーブの圧力を約
１４６ｋ９／Ｃｄ（２００ｐｓｉｇ）にした。オートク
レーブの温度を約５８０℃（１０８０′Ｐ）に上げて、
この温度を１０分間維持し、それから拡散接合温度の５
０３度Ｃ（９４０′Ｆ）に下げ、約３時間この温度を維
持した。

最後にオートクレーブの動作を止め、内部の接合部材を
徐徐に室温にまで下げた。それからレトルトを分解し、
拡散接合されたラジエターパネルを取り除いた。ほう素
／アルミニウム合金板の層間の溶接は、従来技術と異な
り、溶接が行われる以前に接合部材に酸化被膜が形成さ
れることがないため、空隙のない均一な結合が得られ、
良好な機械的強度特性を示した。本質的に、ほう素／ア
ルミニウム合金板の層と、アルミニウムシリコン溶着合
金間の境界線は識別できなかつた。） 実施例 以下に述べる各種条件のもとでテストをおこなつた。

約１４．０１＜ｇ／Ｃｄ（２００ｐｓｉ）以内の圧力を
与えるオートクレーブを用いた。

被溶接（試験）材料として、ほう素／アルミニウムテー
プ（６０６４アルミ合金と０．０１０儂（０．００４イ
ンチ）直径のほう素フイラメントの複合材料）および、
中間層として７１３合金（７５％シリコン−アルミニウ
ム）を用いた。試験試料を、最高温度５６６℃（１０５
０１：′）乃至５８８℃（１０９０′Ｆ′）、拡散時間
４０分乃至４時間、拡散温度５０４℃（９４０１：′）
、５１６℃（９６０′Ｆ′）及び５２７℃（９８０′Ｉ
：′）そして、最高温度における滞留時０乃至１０分の
範囲で溶接した。表１−１に示すようにこれらの範囲か
ら選択された組合わせによつて、実験を行なつた。材料
の条件を２つにして工程の評価を行つた。即ち（１）１
１，２４８ｋｇ／ｄ（１６，０００ｐｓｉ）及び１５，
３２５ｋｇ／ｃ！ｉｌ（２１８，０００ｐｓｉ）ＵＴＳ
の各テープ強度（２）溶接される材料によつて予め溶接
された（ブレーズーバツクされた）７１３合金をシリコ
ンに富んだ表面を残して全体にエツチングした（表１−
２参照）。実行された試験によつて、最高温度５５７℃
（１０７０１′）乃至５８８℃（１０９０′Ｆ）に５乃
至１０分間維持し、５１６℃（９４０′１′）における
滞留時間を１乃至３時間に決定する充分な情報が得られ
た。試験では、圧力は変えなかつたが、基本的に１４．
０ｋｇ／Ｃｆｌ（２００ｐｓｉ）より低い圧力では溶接
することはできないであろうということが明らかとなつ
た。製作が、抑制される範囲、即ち減圧が起るような範
囲では、常に溶接不能が生じた。７１３ブレーズーバツ
クを使用した場合、過度の洗浄は、溶接工程に対して害
になることを示した。

恐らく、過度の洗浄（激しいエツチング）は、最適な溶
接のための温度を変え、もし、エツチング時間又は、洗
浄剤の組成を制御しないで製造の実施が決定されるなら
ば、不満足な要素となる。表１−１は、オートクレーブ
溶接のための操作条件を、合理的な限度内で確立するた
めに用いられた工程の結果を要約したものである。

このデータは、適切な溶接が得られる時間一温度の輪郭
を示している。強度特性については、実験に対する評価
を一部省略した。最も重要なことは一般的外観及び溶接
を示す微構造であつた。厚さの均一性カツトされた部分
の微構造、７１３合金がわずかに押し出されることそし
てもちろん、不溶接範囲の形跡から高い実験の適合性を
示した。完全ではあるが、結合の弱い試料が結果として
大きな強度を示す例もあつた。各層間の結合の重要性が
主要なパラメーターなので、曲げ試験によつて工程の変
数を比較した。抗折力は、クロスヘツドを用いた引張試
験機ではなく、試料に直接与えられた荷重による偏位を
測定するように設計された装置によつて測定した。測定
は、１２，０００ポンドの能力を有するテイニアス オ
ルゼン（ＴｉｎｉｕｓＯｌｓｅｎ）形の引張試験機によ
つて行つた。試験結果の計算は、次の如くなされた。式
中、Ｆｂ一外側の繊維の応力、Ｐｓｉ Ｐ＝試料によつて支えられた最大荷重、 Ｌ＝長さ、Ｉｎ ｗ＝試料の巾、Ｉｎ ｔ＝試料の厚さ、Ｉｎ ｔｂ、 式中、Ｅ一曲げに於ける弾性率、 １１／６４＝定数 Ｌ＝長さ、Ｉｎ ｗ一試料の巾、Ｉｎ ｔ＝試料の厚さ、Ｉｎ Ｐ＝荷重、Ｔｂ Ｙ一偏位 ＰＳｌ 上述のように特定の態様について本発明を説明してきた
。

したがつて、本発明の精神から離れずに本発明の技術分
野に属する者が各種の修正、付加および削除をなしうる
ことが理解される。つぎに本発明の具体的実施態様をの
べる。（１）特許請求の範囲に記載した無フラッグろう
付又は拡散接合せしめるためのアルミニウム含有表面形
成法。

（２）昇温されたアルカリ金属水酸化物含有溶液を前記
表面に接触させてから水でリンスして前記アルカリ金属
水酸化物溶液を除去し、この表面を鉱酸に接触させるこ
とにより実質的に酸化アルミニウム被膜を除去する工程
を含む態様（１）に記載の方法。

（３）前記被覆材は適切な溶剤に溶解された重合体物質
を有する態様（１）に記載の方法。

（４）前記重合体物質は約０，５〜５重量％量で存在す
るポリスチレンを有する態様（３）の方丸（５）前記溶
剤はトルエンを含む態様（４）の方法。

（６）前記溶剤はアセトンを含む態様（５）の方法。（
７）前記溶剤は表面上で前記重合体物質の被覆層を残し
て蒸発する態様（３）の方法。（８）接合すべきアルミ
ニウム含有部材の表面から酸化アルミニウム被膜を除去
し；この表面に、酸化防止特性及び熱崩壊して残留物を
存在させない特性を有する重合体物質を含有する被覆材
を被覆し；接合すべき前記部材の表面間に溶着合金を置
き；この表面と前記溶着合金を密着せしめ；この表面を
実質的な無酸素ふん囲気中で、この表面から重合体物質
を熱的に除去するに充分な温度を与え；この表面と前記
溶着合金を実質的な無酸素ふん囲気中で加熱して合金が
溶融して前記表面に接着せしめ；この接合された部分を
冷却することを特徴とするアルミニウム含有部材無フラ
ツクスろう付方法。

（９）前記被覆材は適切な溶剤中で溶解された重合体物
質を含み、前記溶剤は前記表面上で重合体物質の被覆層
を残して蒸発される態様（８）の方法。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被溶接アルミニウム材表面より酸化アルミニウム被
   膜を除去し、この表面に酸素の浸透を妨げ、かつ前記表
   面上に実質的な残留物を残さずに熱的に除去しうるポリ
   スチレンからなる被覆材を被覆することを特徴とする無
   フラックスろう付または拡散接合をおこなうためのアル
   ミニウム材表面の形成方法。