JPS6213259A - アルミニウム製熱交換素子の製造方法 - Google Patents

アルミニウム製熱交換素子の製造方法

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JPS6213259A
JPS6213259A JP15089885A JP15089885A JPS6213259A JP S6213259 A JPS6213259 A JP S6213259A JP 15089885 A JP15089885 A JP 15089885A JP 15089885 A JP15089885 A JP 15089885A JP S6213259 A JPS6213259 A JP S6213259A
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JP
Japan
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aluminum
brazing
fin material
heat exchange
hole tube
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Pending
Application number
JP15089885A
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English (en)
Inventor
Sadahiko Sugiyama
杉山 禎彦
Keizo Nanba
難波 圭三
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Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Light Metal Industries Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
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    • F28D1/0477Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag the conduits being bent in a serpentine or zig-zag
    • F28D1/0478Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag the conduits being bent in a serpentine or zig-zag the conduits having a non-circular cross-section
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/126Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element consisting of zig-zag shaped fins

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明はアルミニウム押出多穴管とアルミニウムフィン
との組合せから成る熱交換素子に係り、特にアルミニウ
ム押出多穴管の防食技術に関するものである。
(従来技術) 従来より、自動車のラジェータやヒータコア等に用いら
れる熱交換素子として、板状のアルミニウム押出多穴管
を、ベント部と平坦な平行部とが交互に形成されるよう
にサーペンタイン状に折り曲げ、その互いに対向する平
行部間にコルゲート加工したアルミニウムフィン材をろ
う付けして、一体的に組み付けた構成のものが知られて
いる。
第9図はその一例を示すものであり、そこでは、サーペ
ンタイン状に折り曲げられて、ベント部2と平坦な平行
部4とが交互に形成された板状のアルミニウム押出多穴
管6の平行部4,4間に、コルゲート加工された冷却用
のアルミニウムフィン材8がろう付けによって一体的に
組み付けられている。そして、多穴管6の両端にそれぞ
れパイプ10.12が連結され、所定の熱交換流体がそ
の多穴管6の内部に形成された複数の穴を流通せしめら
れる一方、フィン材8の間隙に空気が流通せしめられて
、それらの間において熱交換が行われるようになってい
る。
ところで、このような熱交換素子においては1、優れた
熱交換特性や高い信頼性等を得る上で、耐食性、特に多
穴管の孔食を防止することが重要である。そのために、
従来では、フラックスを用いた炉中ろう付けによって多
穴管とフィン材とのろう付けを行ない、フラックス中の
塩化亜鉛によって多穴管2の表面に亜鉛拡散層を形成し
、この亜鉛拡散層を犠牲陽極層として作用させることに
より、多穴管の孔食を防止することが行われていた。
しかし、このような手法では、ろう付けに多くの工数や
費用がかかるといった不具合があり、またフラックス残
渣の除去が極めて難しいといった問題もあった。
そこで、近年、前記フィン材として微量のZnを添加し
た犠牲腐食フィンを用い、これを真空ろう付けやN2ガ
ス雰囲気ろう付け等のフラックス残渣ろう付げにより、
多穴管と接合することが捉案されている。このような手
法に従えば、フラックス残渣の問題が解消される上、ろ
う付けの工数や費用を節減することが可能となるのであ
る。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上記のようにして得られる熱交換素子に
おいては、多穴管のフィン材が接合された平行部につい
ては、犠牲腐食フィンの作用により、孔食の発生が良好
に防止されるものの、フィン材が接合されないベント部
については、充分な防食効果が得られないといった問題
があった。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、このような問題を解決するために為されたも
のであり、その要旨とするところは、前述の如き、ベン
ト部と平坦な平行部とが交互に形成されるようにサーペ
ンタイン状に折り曲げられたアルミニウム押出多穴管の
互いに対向する平行部間に、コルゲート加工されたアル
ミニウムフィン材がろう付けされて成るアルミニウム製
熱交換素子を製造するに際して、前記アルミニウムフィ
ン材のろう付けに先立って、前記アルミニウム押出多穴
管の表面に、Zn系超音波はんだ付け手法により、Zn
系被覆層を設け、そのZn系皮膜層を設けたアルミニウ
ム押出多穴管に対して前記アルミニウムフィン材をろう
付けするようにしたことにある。
以下、図面を参照しつつ、本発明を更に具体的に説明す
る。
まず、第1図には、長手矩形状を成す、折曲げ加工前の
アルミニウム押出多穴管6が示されている。これは、通
常、ホロー押出材として提供されるものであり、図示さ
れているように、長手方向に貫通する穴14を板幅方向
に複数備えている。
なお、かかる多穴管6の材質としては、アルミニウム若
しくはアルミニウム合金が用いられるが、なかでも耐食
性、ろう付け性等が良好なことから、A3003系合金
(JIS呼称)が好適に採用される。
このような多穴管6を用いて熱交換素子を製造するには
、まず、その折曲げ加工前の多穴管60表面に、Zn系
超音波はんだ付け手法により、2n系皮膜層を形成する
。この場合、良く知られているように、予め脱脂などの
前処理を施して多穴管6の表面を清浄にすると共に、予
熱することが望ましい。なお、脱脂には、ベンジン、ト
リクロールエチレンなどの有機溶剤が一般に用いられる
が、その他の脱脂手法を採用しても良い。また、必要な
場合には、この脱脂に先立って研磨処理等を行なう。ま
た、予熱温度は350〜500℃程度が好ましい。
そして、超音波はんだ付け手法によってZn系皮膜層を
形成するには、第2図に示されているように、Znまた
はZn基合金の溶融はんだ浴16中に、上記折曲げ加工
前の多穴管6を一方向へ移動させつつ、逐次浸漬させ、
図示しない超音波発振器にてその浸漬部若しくは溶融は
んだ浴16に超音波振動を与える。これにより、第3図
に示されているように、多穴管6の表面に、緻密で密着
性の高いZn系皮膜層18が短時間で形成される。
なお、このようにして形成されたZn系皮膜層18の厚
さは比較的均一であるが、さらにプランシング等の仕上
げ加工を行なうことにより、皮膜層18の厚さを調整す
るとともに、表面を清浄化することが望ましい。また、
特開昭52−110228号公報に記載されてい、るよ
うに、加熱拡散処理を施して、Znを拡散させることも
有効である。
さらに、前記Zn系皮膜層18は、多穴管6を全て浸漬
した状態で形成することも可能である。
次いで、このような皮膜層18を形成した多穴管6に折
曲げ加工を施し、多穴管6を、第4図に示されているよ
うに、ベント部2と平坦な平行部4とが交互に形成され
たサーペンタイン状の折曲げ構造とする。そして、その
サーペンタイン状の折曲げ構造を有する多穴管6の互い
に対向する平行部4.4間に、コルゲート加工を施した
アルミニウムフィン材8を組み付け、真空ろう付け、窒
素ガス雰囲気ろう付け等のフラックスレスろう付け手法
にて両者を一体に接合する。また、その接合後、第5図
に示されているように、パイプ10゜12を固着する。
これにより、第5図に示されている如き、多穴管6の表
面にZn系皮膜層18が形成されて成るアルミニウム製
熱交換素子2oが得られることとなる。なお、フィン材
8としては、前記A3003系合金等から成る芯材の両
面にアルミニウム合余ろう (例えば、Al1−10%
SiにBe、Bi等を微量添加したものなど)の皮材を
クラッドしたプレージングシートが一般に用いられるが
、本願出願人等が先に特願昭59−494号公報におい
て提案したように、アルミニウム若しくはアルミニウム
合金から成るフィン材8を用いて、このフィン材8若し
くは多穴管6の接合部の一方のみにアルミニウム合金ろ
うを吹き付けたものを組み付けるようにすることも可能
である。
また、フィン材8としては、前述した犠牲腐食フィンを
採用することも可能である。
このようにして製造された熱交換素子2oにおいては、
Zn系皮膜層18が犠牲陽極層として作用するため、多
穴管6における孔食が良好に防止され、耐食性が著しく
向上する。しかも、Zn系皮膜層18が熱交換素子20
の全表面に形成されるため、ベント部2および平行部4
の全面にわたって略均−な耐食性が得られるといった利
点もある。また、耐食性が向上することから、多穴管6
の肉厚を薄くすることが可能となり、熱交換素子20の
軽量化、熱交換特性の向上等の効果が得られる。
さらに、フィン材8がろう付けされる多穴管6の平行部
4にもZn系皮膜層工8が形成されることから、フィン
材8として前述の如きプレージングシートを採用した場
合において、それら多穴管6とフィン材8とのろう付け
性が向上するといった利点もある。すなわち、フィン材
8としてプレージングシートを採用した場合には、その
皮材と多穴管6のZn系皮膜層18との間に低融点のろ
う材が形成されることから、ろう付け温度が低減するの
であり、またろうの濡れ性も向上するのである。
以上、本発明に従う熱交換素子の製造法の一例を説明し
たが、上述したのはあくまでも例示であり、本発明が、
かかる記載によって限定されることなく、その趣旨を逸
脱しない範囲内において、種々なる修正、変更、改良等
を施した態様で実施し得ることは、言うまでもないとこ
ろである。
例えば、前述の手法では、折曲げ加工が施される前の多
穴管6に対し、Zn系超音波はんだ付け手法により、Z
n系皮膜層18が形成され、その皮膜層18の形成後、
折曲げ加工が施されて、多穴管6がサーペンタイン状に
折り曲げられるようになっていたが、第6図に示されて
いるように、Zn系皮膜層18の形成に先立って多穴管
6を折曲げ加工し、その後、第7図に示すように、その
折曲げ加工した多穴管6を溶融はんだ浴16に浸漬して
、Zn系超音波はんだ付け手法により、その表面にZn
系皮膜層18を形成するようにすることも可能であり、
そのようにして得られたサーペンタイン状の多穴管6に
対してフィン材8をろう付けすることによっても、第5
図に示されている如き熱交換素子20を得ることができ
るのである。
(発明の効果) このように、本発明によれば、孔食の発生が多大管の全
面において略均等に防止された、耐食性に優れたアルミ
ニウム性熱交換素子が得られるのであり、熱交換素子の
軽量化や熱交換特性の向上環も図ることが可能となるの
である。しかも、本発明では、多穴管とフィン材とをフ
ランクスレスろう付け手法によって接合できるため、工
数や費用の負担がそれほど大きくなることもなく、フラ
フクスの除去問題が生じるようなこともないのである。
また、本発明では、Zn系皮膜層の形成に際して、超音
波はんだ付け手法が採用されているため、緻密で密着性
に優れた皮膜層が容易に得られるといった利点もある。
(実施例) 次に、本発明の効果を更に具体的に明らかにするために
、その一実施例を説明する。
まず、第1図に示されている如き多穴管6として、幅:
l、が22m、高さ:tが5mm、肉厚:d+が1m(
第8図参照)(7)A3003系合金(JIS呼称)製
の4大管を製作した。そして、その多穴管6をトリクロ
ールエチレンにて脱脂後、都市ガスを熱源として大気中
にて350℃に予熱し、427℃に加熱された95%Z
n−5%Aβの溶融はんだ浴16に、第2図に示されて
いるように、多穴管6をその一方向に半自動的に順次送
りつつ、5秒間浸漬し、そのままの状態で超音波振動を
5秒間負荷する操作を繰り返し施して、多穴管6の全表
面に10〜20μmのZn系皮膜層18を形成した。な
お、この皮膜層18の形成状況は、目視検査によって良
好であることが認められた。
次いで、そのような多穴管6を、第8図に示されている
ように、平行部4.4間の間隔:Sが19fiとなるよ
うにサーペンタイン状に折り曲げ、第4図の如き、表面
にZn系皮膜層18を有する、サーペンタイン状に折り
曲げられた構造の多穴管6を得た。 。
一方、幅:l□が22fi、肉厚:d2が0.15mの
プレージングシート(芯材:A3003系合金。
皮材:AIt−10%Si−微量13i、Be)を、高
さ:f(=s)が19+nとなるようにコルゲート加工
してフィン材8を製作しく第8図参照)、かかるフィン
材8を脱脂後、前記サーペンタイン状に折り曲げた多穴
管6の平行部4,4間に組み付け、N2ガス雰囲気内に
おいて580℃×20分のろう付け条件下でろう付けし
、第5図の如き熱交換素子20を得た。なお、このろう
付け条件は、従来の熱交換素子のろう付け条件(600
℃X20分;Ntガス雰囲気)よりも緩和されており、
流動係数も0.6〜0.7と、従来の流動係数の0.5
〜0.55に比べて向上していることが認められた。
そして、このようにして得られた熱交換素子20につい
て、下記CASS試験(J I 5−H−8681)お
よび交互浸漬試験を行ない、第8図に示されている平行
部4の平面<AI) 、側面(A2)およびベント部2
の平面(Bl) 、側面(B2)についてその腐食状況
を調べた。その結果を第1表および第2表に示す。
また、かかる熱交換素子20と比較するために、フィン
材として犠牲腐食フィンを採用した、Zn系皮膜層の形
成されていない従来の熱交換素子について同様の腐食試
験を行ない、その結果を併せて示した。なお、多穴管と
フィン材の寸法は熱交換素子と同じである。また、犠牲
腐食フィンとしては、0.5%のZnが添加されたもの
を用いた。
旦人旦盈跋狭 4%NaCJにCuイオンを添加し、酢酸にてpH=3
に調整した塩水を噴霧する腐食試験。
ヌ9狡 酢酸によってpH=3に調整した40’Cの3%NaC
l1溶液中に30分浸漬し、その後50℃の熱風を吹き
付けて乾燥させることを繰り返す腐食試験。
へ\〜 第 1 表(CASS試験結果) 第 2 表(交互浸漬試験結果) かかる第1表および第2表から明らかなように、本発明
にて製造される熱交換素子では、多穴管の全表面におい
て高い耐食性を有することが認められる。また、多穴管
の全表面において、犠牲防食フィンに基づいて得られる
防食効果よりも高い防食効果が得られていることが認め
られる。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図、第3図、第4図および第5図は、それ
ぞれ本発明方法に係るアルミニウム製熱交換素子の一製
造工程を説明するための工程説明図であり、第6図およ
び第7図は、同じく別の製造工程を説明するための工程
説明図である。第8図は、第1図乃至第5図において示
す手法に従って製造されたアルミニウム製熱交換素子の
一例を示す要部斜視図である。第9図は従来のアルミニ
ウム製熱交換素子の一例を示す斜視図である。 2:ベント部     4:平行部 6:アルミニウム押出多穴管 8ニアルミニウムフイン材 16:溶融はんだ浴  18:Zn系皮膜層20:熱交
換素子 出願人 住友軽金属工業株式会社 第1図     第3図 系4因 第8図 第9因

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  ベント部と平坦な平行部とが交互に形成されるように
    サーペンタイン状に折り曲げられたアルミニウム押出多
    穴管の互いに対向する平行部間に、コルゲート加工され
    たアルミニウムフィン材がろう付けされて成るアルミニ
    ウム製熱交換素子を製造するに際して、 前記アルミニウムフィン材のろう付けに先立って、前記
    アルミニウム押出多穴管の表面に、Zn系超音波はんだ
    付け手法により、Zn系被覆層を設け、そのZn系皮膜
    層を設けたアルミニウム押出多穴管に対して前記アルミ
    ニウムフィン材をろう付けするようにしたことを特徴と
    するアルミニウム製熱交換素子の製造方法。
JP15089885A 1985-07-09 1985-07-09 アルミニウム製熱交換素子の製造方法 Pending JPS6213259A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01247369A (ja) * 1988-03-25 1989-10-03 Rengo Co Ltd カットテープ貼り付け装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH01247369A (ja) * 1988-03-25 1989-10-03 Rengo Co Ltd カットテープ貼り付け装置

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