JPS62238066A - Joining method for aluminum and steel material - Google Patents

Joining method for aluminum and steel material

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JPS62238066A
JPS62238066A JP7919786A JP7919786A JPS62238066A JP S62238066 A JPS62238066 A JP S62238066A JP 7919786 A JP7919786 A JP 7919786A JP 7919786 A JP7919786 A JP 7919786A JP S62238066 A JPS62238066 A JP S62238066A
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JP
Japan
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aluminum
steel
joining
pipe
aluminum alloy
Prior art date
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Application number
JP7919786A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Takahashi
正弘 高橋
Toshihiro Suzuki
敏弘 鈴木
Akinori Ogasawara
明徳 小笠原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Light Metal Co Ltd
Original Assignee
Nippon Light Metal Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS62238066A publication Critical patent/JPS62238066A/en
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Abstract

PURPOSE:To join an aluminum material and steel material with strong strength by brazing the aluminum coated joining part of a steel material and the joining part of the aluminum material by using an aluminum base brazing filler metal and flux. CONSTITUTION:In case of joining the aluminum material of an aluminum alloy pipe, etc. and the steel material of a steel pipe, etc., an aluminum plating is made on the joining part at least of the above steel material side. The above aluminum plating is preferably by the hot dipped aluminum coating using an pure aluminum alloy. The aluminum coated joining part of the above steel material and the joining part of the aluminum material are then brazed by using the aluminum base brazing filler metal of Al-Si, etc., and a flux. As for the above flux, a fluorine flux is suitable. In this way the product with good joining operability and good corrosion resistance on the joining part and high reliability in the joining strength and airtightness as well is obtd.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、アルミニラ11材ど鋼材とを接合する方法
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to a method for joining steel materials such as Aluminum 11 material.

[従来の技術] 一般に、異種の金属の間を!lいに接合することは、こ
れら金属の化学的あるいは物理的性質の’rUいにより
種々の問題や困難を伴う。このことは、アルミニウム材
と鋼材とを接合する場合においても例外でなく、例えば
船舶用や冷凍器用簀の台秤の配管においてアルミニウム
合金管と鋼管とを1と続ケる場合には、その施工現場で
両者を直接接合することが困難であることから、アルミ
ニウム合金管に接合されるアルミニウム合金管接合部と
鋼管に接合される!!4管接合接合部備えたアルミニウ
ム合金管・鋼管継手を予め製造しておさ゛、このアルミ
ニウム合金管・鋼管継手を使用して同種金属管間でロウ
付けや溶接等の一般的な接合方法で接続している。
[Prior art] In general, between different metals! Intense bonding involves various problems and difficulties due to the chemical or physical properties of these metals. This is no exception when joining aluminum materials and steel materials. For example, when aluminum alloy pipes and steel pipes are connected in series in piping for platform scales for ships and refrigerators, the construction site Since it is difficult to directly join the two, the aluminum alloy pipe joint that is joined to the aluminum alloy pipe is joined to the steel pipe! ! 4-Pipe joints Aluminum alloy pipe/steel pipe fittings with joints are manufactured in advance, and these aluminum alloy pipe/steel pipe fittings can be used to connect similar metal pipes using common joining methods such as brazing or welding. are doing.

このようにアルミニ・クム月と鋼材とを接合する際には
種々の問題′c>困難が生じる反面、ぞの必要性が存在
することから、両者を接合する方法については古くから
研究され、例えば、蹟方な温度管理による焼嵌め方法、
熱間圧接方法、冷間圧接方法、1?擦溶接方法あるいは
拡散溶接方法等が知られている。
In this way, various problems and difficulties arise when joining aluminum and steel materials, but on the other hand, there is a need to do so, so methods for joining the two have been studied for a long time, such as , Shrink fitting method with strict temperature control,
Hot welding method, cold welding method, 1? A friction welding method, a diffusion welding method, etc. are known.

ところが、これら従来の焼1■め方法、熱間圧接方法、
冷間圧接方法、摩r!A溶接方法あるいは拡散溶接方法
によっては、例えば上記アルミニウム合金管・m管継手
を製造する場合、接合部分において充分な接合強度と気
密性とを確保することが難しいことと、設備、コスト等
の点でイの直径や肉17に制約があり、必ずしも実用的
な方法とはいえなかった。
However, these conventional baking methods, hot pressure welding methods,
Cold welding method, abrasion! Depending on the A welding method or the diffusion welding method, for example, when manufacturing the above-mentioned aluminum alloy pipe/M pipe joint, it is difficult to ensure sufficient joint strength and airtightness at the joint part, and there are problems with equipment, cost, etc. This method was not necessarily practical due to limitations on the diameter of the cutter and the meat 17.

このため、接合部において高い接合強度と気密性とが要
求されるような例えばアルミニ1クム合金管・鋼管継手
を製造する際には、アルミニウム合金管と鋼管とを重ね
合せて爆着してクラツド管を製造し、このクラツド管を
所定の寸法に切断し、中央部に適当な長さの接合部を残
してその両端を橢械加工し、その一端側についてはm管
部分を削り取ってアルミニウム合金管部分を残し、また
、他端側についてはアルミニウム合金管部分を削り取っ
てfpI管部分を残し、それぞれアルミニウム合金管又
は鋼管に接tfcされる接合部分を形成してアルミニウ
ム合金管・鋼管継手とする爆着方法が採゛用されている
For this reason, when manufacturing aluminum 1 cum alloy pipes and steel pipe joints that require high joint strength and airtightness at joints, for example, aluminum alloy pipes and steel pipes are superimposed and explosively bonded. A pipe is manufactured, this clad pipe is cut to a predetermined size, and both ends are machined, leaving a joint of an appropriate length in the center, and one end is machined by cutting off the m-tube section and using an aluminum alloy. Leaving the pipe part, and scraping off the aluminum alloy pipe part on the other end side to leave the fpI pipe part, form a joint part that will be in contact with the aluminum alloy pipe or steel pipe respectively to form an aluminum alloy pipe/steel pipe joint. The explosive bonding method is used.

[発明が解決しようとする問題点1 しかしながら、このHa六方法よるアルミニウム材と鋼
材との接合は、その接合部の1を合強度及び気密性の点
で信頼度の高い製品を(7ることができるが、予め爆着
にJ:つてクラツド材を製造し、このクラツド材を切削
加工して目的の製品を装作する必要があり、生産工程が
桿雑で材料の無駄が多いことから生産コストが高くなり
、また、生産工程から製品の多様化に対応し111ない
どい・う問題があった。
[Problem to be Solved by the Invention 1] However, the joining of aluminum and steel materials by the Ha6 method does not allow the joining of the joint to produce a highly reliable product in terms of joint strength and airtightness (7). However, it is necessary to manufacture a clad material by bonding it in advance, and then cut this clad material to assemble the desired product.The production process is complicated and there is a lot of material waste. The cost was high, and there were 111 problems in response to the diversification of products from the production process.

ざらに、アルミニウム材とuA材とをハンダ付けや口1
り付けで接合することも考えられるが、ハング付けの場
合には、その接合部分の耐蝕性が問題になるほか、溶融
温度が低いために溶接等の手段で加熱される可能性があ
る製品については使用できないという問題があり、また
、ロウ付けの場合には、アルミニウムと鋼とが直接ロウ
付けされることになるがこの際に形成されるl”c−△
j−8i合金とFeの界面との間の密着性が弱いため満
足し得る接合強度を1ワることかできない。また、従来
一般的に使用されている塩化物系フラックスを用いる場
合、塩化物による腐蝕を防止する目的のために、接合完
了後に洗浄が不可欠であるばかりか、接合面のロウ材の
濡れ拡がり性が不1−分なために品Y1が不安定になる
という問題があった。
Roughly solder the aluminum material and uA material
It is possible to join by gluing, but in the case of hanging, there is a problem with the corrosion resistance of the joint, and the product has a low melting temperature and may be heated by means such as welding. There is a problem that it cannot be used, and in the case of brazing, aluminum and steel are directly brazed, and the l"c-△
Since the adhesion between the j-8i alloy and the Fe interface is weak, a satisfactory bonding strength of only 1 W cannot be achieved. Furthermore, when using chloride-based flux, which has been commonly used in the past, cleaning is not only essential after completion of bonding in order to prevent corrosion caused by chlorides, but also the wetting and spreading properties of the brazing material on the bonding surface. There was a problem in that the product Y1 became unstable because it was not 1-minute.

問題があ−)だ。There is a problem.

[問題点を解決ゴるための手段] 本発明は、かかる観点に鑑みて創案8れたしので、接合
の際の作業性や接合部の耐蝕性が良好であるばかりでな
く、接合部の接合強度や気密性においても信頼度の高い
製品を17にとができるアルミニウム材と鋼材との接合
方法を提供するものである。
[Means for Solving the Problems] The present invention has been developed in view of this point of view, and therefore not only has good workability during joining and corrosion resistance of the joint, but also improves the corrosion resistance of the joint. The present invention provides a method for joining aluminum and steel materials that can produce products with high reliability in terms of joint strength and airtightness.

寸なわら、本発明は、アルミニウム材とm 44とを接
合するに際して、鋼材側の少なくと6イの接合部分にア
ルミニウムメッキを施し、このアルミニウムメッキ処理
接合部分とアルミニウム材の接合部分とをアルミニウム
基ロウ材及び弗化物系フラックスを使用してロウ付けす
るアルミニウム材と鋼材の接合Ij法である。
However, in the present invention, when joining an aluminum material and M44, aluminum plating is applied to at least 6 joint parts on the steel material side, and the aluminum plated joint part and the joint part of the aluminum material are coated with aluminum. This is an Ij method for joining aluminum and steel materials by brazing using a base brazing material and fluoride flux.

本発明方法が適用されるアルミニウム材及び鋼材の材質
や形状については、接合された製品の用途秀によって定
まるしので特に制限はないが、アルミニウム材の材質に
ついては1050等の純Al系合金、3033等のΔj
!−Mn系合金、6061や6063等のAI−M(ツ
ーSi系合金、7003.7NO1等の△l −Z n
 −M GJ系合金′、rrを挙げることができ、鋼材
の材質については炭素鋼、ステンレススヂール等を挙げ
ることがでさ、また、これらアルミニウム材及び鋼材の
形状については管材、板材、型材等を挙げることができ
る。
The materials and shapes of the aluminum and steel materials to which the method of the present invention is applied are determined by the intended use of the joined products, and are not particularly limited. Δj of
! -Mn-based alloys, AI-M such as 6061 and 6063 (2-Si alloys, △l of 7003.7NO1, etc.) -Z n
Examples of the steel materials include carbon steel, stainless steel, etc., and the shapes of these aluminum materials and steel materials include tube materials, plate materials, and mold materials. etc. can be mentioned.

本発明方法において、鋼材側の少なくともその接合部分
に施すアルミニウムメッキの方法としては、鋼材の表面
にアルミニウムメッキ層を形成することができれば如何
なる方法であってもよく、例えば、電気メツキ法や溶融
メッキ法、真空中でアルミニウム系金属を蒸発さUて鋼
材の表面に付着させる真空熱る法、アルミニウム系の金
属と共に鋼材を加熱してず・1着拡散せしめる金属浸透
法、溶融した金属を霧状にして吹付けるメタリコン法、
アルミニウム塩溶液に還元剤を添加して行う無電解メッ
キ法等を挙げることができ、好ましくは鋼材の表面にA
l−8i系ロ17材等のロウ材にりも溶融温庶の高い純
アルミニウム系合金層が形成される純アルミニウム系合
金を使用する溶融アルミニウムメッキである。この鋼材
側に施すアルミニウムメツ−1=は、鋼材側の接合部分
にのみ部分的に(1つでもよいほか、得られた製品の用
途等によって(ま鋼材の仝鉢に対してアルミニウムメッ
キを行つて乙よい。
In the method of the present invention, the method of aluminum plating applied to at least the joint portion of the steel material may be any method as long as it can form an aluminum plating layer on the surface of the steel material, such as electroplating or hot-dip plating. method, vacuum heating method in which aluminum-based metal is evaporated in vacuum and attached to the surface of steel material, metal penetration method in which steel material is diffused without heating together with aluminum-based metal, and molten metal is dispersed in atomized form. Metallicon method, which is sprayed with
Examples include an electroless plating method in which a reducing agent is added to an aluminum salt solution, and preferably A is applied to the surface of the steel material.
This is molten aluminum plating using a pure aluminum alloy that forms a pure aluminum alloy layer with a high melting temperature even on brazing materials such as l-8i type 17 material. The aluminum plating applied to the steel material side may be applied partially (one piece may be applied) only to the joints on the steel material side, or depending on the intended use of the resulting product (or aluminum plating may be applied to the steel material pot). It's so nice.

このように、アルミニウムメッキ処理が施された鋼材は
、次にそのアルミニウムメツ、1−処理接合部分がアル
ミニウム材の接合部分に接合され、アルミニウム基ロウ
祠及び弗化物系フラックスを使用してロウfす(]され
る。
In this way, the steel material that has been subjected to the aluminum plating treatment is then joined to the aluminum material. To be done.

このn的で使用されるアルミニウムJt nつ材として
は、Aj−8i系合金が用いられる。
As the aluminum Jt material used in this process, an Aj-8i alloy is used.

また、この「1つ(、f LJの際に使用するフラック
スとしては、へ二t= +yフルオ[1アルミン酸カリ
ウムど弗化アルミニウムの混合物、ベキ1ナフルオロア
ルミン酸カリウムとテトラフルオロアルミンウムの混合
物、アトラフルオロアルミン酸カリウムと弗化カリウム
とを混合して溶融した乙の、その細化化アルミニウムや
弗化カリウムから17られるムの、又は、これらのフラ
ックスに弗化リヂウム、弗化カルシウム、弗化ナトリウ
ム等の添加物を少量添加して1!7られたもの、等の一
弗化物系フラックスを挙げることができ、また、この弗
化物系フラックスについては、好ましくは牛体化合物表
示で弗化カリウム(KF)40〜50ff11%及び=
弗化?)Iiミニウム(A !l F3 > 50〜6
0ififn%並びに少量の不iTJ避的不純物とから
なる組成を41するフルオロアルミン酸塩類である。そ
して、この弗化物系フラックスを使用した場合にはロウ
付は終了後の洗浄を省略することができる。
In addition, the fluxes used during LJ are: (1) (,f) A mixture of +yfluoro[1potassium aluminate and aluminum fluoride; A mixture, which is obtained by mixing and melting potassium atrafluoroaluminate and potassium fluoride, is obtained from finely divided aluminum and potassium fluoride, or a flux of these is mixed with lithium fluoride, calcium fluoride, Examples include monofluoride fluxes, such as those made by adding a small amount of additives such as sodium fluoride. Potassium chloride (KF) 40-50ff11% and =
Fluorization? ) Ii minium (A !l F3 > 50~6
It is a fluoroaluminate salt having a composition of 41% and a small amount of unavoidable impurities. When this fluoride flux is used, cleaning after brazing can be omitted.

さらに、これらアルミニウムj4 oつ材及び弗化物系
フラックスを使用してロウ句【プ1゛る際の方法につい
ても特に制限されるしのr LLなく、例えば炉中加熱
、高周波加熱、1−−チ加熱笠の昇温速度の甲い加熱方
法が望ましく、昇温IA葭1り0℃/分以」:、好まし
くは200へ・300℃/分、ロウイーjGづ温度59
0〜610℃、好ましくは595〜605℃及び保持時
間2分以下、好ましくは1分以下のロウf=jけ条件で
行うことができる。
Furthermore, there are no particular restrictions on the method of waxing using these aluminum alloys and fluoride fluxes, such as heating in a furnace, high frequency heating, It is desirable to use a heating method that has a heating rate higher than that of a heating shade.
It can be carried out under waxing conditions of 0 to 610°C, preferably 595 to 605°C, and a holding time of 2 minutes or less, preferably 1 minute or less.

[作用] 本発明方法にJ、れば、アルミニウム塁ロウ祠及び弗化
物系フラックスを使用してアルミニウム材とこの鋼材と
をロウイ4【ノする前に鋼材側の少なくともその接合部
分にアルミニウムメッキを行うので、鋼材側表面に形成
されたむらのないアルミニウム合金層により均一なロウ
伺けが可能になるほか、アルミニウム材と鋼材との間に
ロウ付【ノにJ:る安定したアルミニウム合金層を形成
することができる。
[Function] If the method of the present invention is used, aluminum plating is applied to at least the joint portion of the steel material side before waxing the aluminum material and the steel material using an aluminum base wax and a fluoride flux. As a result, the uniform aluminum alloy layer formed on the surface of the steel material enables uniform brazing, and also forms a stable aluminum alloy layer between the aluminum material and the steel material. be able to.

[実施例] 以下、実施例及び比較例に塁いて、本発明方法を具体的
に説明りる。
[Example] Hereinafter, the method of the present invention will be specifically explained based on Examples and Comparative Examples.

実施例1 鋼材としてSUS304管(外径42舖φ、肉厚3.5
mm及び長さ7 0 mm )を使用し、イの表面に純
アルミニウム系合金(1050)を使用して730〜7
50℃の溶湯中に1分間浸漬するという条件で溶融アル
ミニウムメツ=1を施し、鋼材の表面にアルミニウム合
金層を形成した。
Example 1 SUS304 pipe (outer diameter 42 mm, wall thickness 3.5 mm) was used as the steel material.
mm and length 70 mm), and pure aluminum alloy (1050) was used on the surface of
Molten aluminum was applied to the steel material under conditions of immersion in molten metal at 50° C. for 1 minute to form an aluminum alloy layer on the surface of the steel material.

一方、アルミニウム材としてアルミニ「り11合金管(
材n3oo3、外径50#φ、肉厚4 mm及び長さ5
 0 mm )を使用し、ぞの一端側がら深ざ20Mに
口ってその内径を上記SUS304管の外径よりO65
#φだけ大きく切削し、この部分にSUS304管を差
込んだ。
On the other hand, as an aluminum material, aluminum "Ri 11 alloy pipe" (
Material n3oo3, outer diameter 50#φ, wall thickness 4 mm and length 5
0 mm), open one end of the tube to a depth of 20M, and adjust its inner diameter to O65 from the outer diameter of the SUS304 pipe mentioned above.
A larger cut was made by #φ, and a SUS304 pipe was inserted into this part.

次に、アルミニウム合金管及び5tJS304管をアル
ミニウム合金管の中に差込まれた5US304管が上に
なるようにして縦にし、アルミニウム合金管の上端面と
5US304管の外周面との間に形成された段部にリン
グ状に形成したロウ材(材質40’/! 7.2,4M
φ)をセットし、このロウ材及びアルミニウム合金管と
5US304管の接合部に弗化カリウム(KF)43f
flffi%及び三弗化アルミニウム<AlF3>57
fim%の組成を右する弗化物系フラックスを塗布して
乾燥させ、これらアルミニウム合金管及び5tJS30
4管をイのままの姿勢で6#φの鋼管を使用した内径7
5Nφ、7段の高周波誘導加熱コイル(島田理利工業(
掬製T−50型)の中にセットし、電圧158V、電流
22A1R4速度300℃/分、最高加熱温度605℃
及び保持時間10秒の条件で加熱しアルミニウム合金管
と5US304管の接合部のロウイ・1けを行い、アル
ミニウム合金管・S LJ S 30 /I管継手を製
造した。
Next, the aluminum alloy tube and the 5t JS304 tube are placed vertically with the 5US304 tube inserted into the aluminum alloy tube facing upwards, and a shape is formed between the upper end surface of the aluminum alloy tube and the outer peripheral surface of the 5US304 tube. Brazing material formed in a ring shape on the stepped part (Material 40'/! 7.2,4M
φ), and apply potassium fluoride (KF) 43f to the joint of this brazing material, aluminum alloy tube, and 5US304 tube.
flfffi% and aluminum trifluoride <AlF3>57
A fluoride flux having a composition of fim% was applied and dried, and these aluminum alloy tubes and 5tJS30
Inner diameter 7 using 6 #φ steel pipe with 4 pipes in the same position as A
5Nφ, 7-stage high-frequency induction heating coil (Shimada Riri Kogyo)
Set in a T-50 type (made by Kiki), voltage 158V, current 22A1R4 speed 300℃/min, maximum heating temperature 605℃
The joints of the aluminum alloy tube and the 5US304 tube were heated under the conditions of 10 seconds of holding time, and the joint portion of the aluminum alloy tube and the 5US304 tube was rolled to produce an aluminum alloy tube/S LJ S 30 /I pipe joint.

このようにして%lJ造された5木のアルミニウム合金
管・5US304管継手について、その両端を密閉し′
Cその中に窒素ガス20 Kg/ CIiを1.=J入
し、各アルミニウム合金管・5US304管継手を水中
に没入させて窒素ガスの漏れを観察する水没気密テスト
を行った。結果tよいずれのアルミニウム合金管・5U
S304管継手も窒素ガスの漏れがなく、気密に接合さ
れていることが判明した。
Both ends of the 5-wood aluminum alloy pipe and 5US304 pipe joint made in this way were sealed.
20 Kg/CIi of nitrogen gas in it. A submergence airtightness test was conducted by immersing each aluminum alloy pipe and 5US304 pipe joint in water and observing the leakage of nitrogen gas. Result t Which aluminum alloy tube/5U
It was also found that the S304 pipe fittings had no leakage of nitrogen gas and were joined airtightly.

また、上記アルミニウム合金管・5US304管継手の
2本を使用し、そのアルミニウム合金管側及び5US3
04管側に一方はTIG溶接でまた他方はガス溶接でそ
れぞれ同じ材質及び径のアルミニウム合金管及び5tJ
S304管を接続し、接続された管の長手方向に引張り
荷[[を加えてアルミニウム合金管・5US30/I管
継手の接合部の剪断強度を調べた。結果は、TIGFR
接及びガス溶接のいずれの場合も、接合部近くのアルミ
ニウム合金管で破断が起り(引張りににる破断荷重:約
4,110〜4.155N9)、接合部からの破断は認
められなかった。
In addition, two of the above aluminum alloy pipes and 5US304 pipe joints were used, and the aluminum alloy pipe side and the 5US3
On the 04 pipe side, one is TIG welded and the other is gas welded with aluminum alloy pipes of the same material and diameter, and 5tJ.
S304 pipes were connected and a tensile load was applied in the longitudinal direction of the connected pipes to examine the shear strength of the joint of the aluminum alloy pipe/5US30/I pipe joint. The result is TIGFR
In both cases of welding and gas welding, rupture occurred in the aluminum alloy tube near the joint (tensile breaking load: approximately 4,110 to 4.155 N9), and no rupture was observed from the joint.

実施例2 鋼材どして炭素鋼管(STPG管、外径42sφ、肉厚
3.5 mm及び長さ65履)を使用し、その表面に純
アルミニウム系合金(1050)を使用して730〜7
50℃のFJm中に1分間浸漬するという条f1で溶融
アルミニウムメッキを施し、鋼材の表面にアルミニウム
合金層を形成した。
Example 2 A carbon steel pipe (STPG pipe, outer diameter 42sφ, wall thickness 3.5mm, and length 65mm) was used as the steel material, and pure aluminum alloy (1050) was used on the surface of the pipe to obtain a 730~7
Hot-dip aluminum plating was applied in step f1 of immersing the steel material in FJm at 50° C. for 1 minute to form an aluminum alloy layer on the surface of the steel material.

一方、アルミニウム祠としてアルミニウム合金管(材1
6063、外径50sφ、肉厚4 mIR及び良さ50
 nm )を使用し、その一端側から深さ15Mに亘っ
てその内径を上記炭素鋼管の外径より0゜2 nvnφ
だ【ノ人さく切削し、この部分にIA素鋼管を差込んだ
On the other hand, an aluminum alloy pipe (material 1) is used as an aluminum shrine.
6063, outer diameter 50sφ, wall thickness 4 mIR and quality 50
nm), and its inner diameter is 0°2 nvnφ from the outer diameter of the above carbon steel pipe over a depth of 15M from one end side.
I cut it out and inserted an IA steel pipe into this part.

次に、上記実施例1と同様にしてロウ材(441140
45,2,4#φ)をセットし、このロウ材及びアルミ
ニウム合金管と炭素鋼管の接合部に弗化カリウム(KF
)39.0型組%、三弗化アルミニウム(八りF3)5
6.3重帛%、及び弗化リブラム(liF)4.7重Φ
%の組成を有する弗化物系フラックスを塗布して乾燥ざ
ぜ、これらアルミニウム合金管及び炭素鋼管をその炭素
鋼管を上にして立てた姿勢でトーチロウ付ターンテーブ
ルにセットし、このトーチロウ付ターンデープルを30
I/分程度の速度で回転させながらプロパンガス13I
/分及び圧縮空気1701/分が供給されるLPGガス
バーナーで約3分間加熱し、最高加熱温度610℃で加
熱しアルミニウム合金管と炭素鋼管の接合部のロウ付け
を行った。
Next, a brazing material (441140
45, 2, 4 #φ), and potassium fluoride (KF
) 39.0 mold assembly%, aluminum trifluoride (Yari F3) 5
6.3 weight%, and Libram fluoride (liF) 4.7 weight Φ
A fluoride-based flux having a composition of
Propane gas 13I while rotating at a speed of about 1/min.
The tube was heated for about 3 minutes using an LPG gas burner to which compressed air was supplied at 1701/min and the maximum heating temperature was 610° C. to braze the joint between the aluminum alloy pipe and the carbon steel pipe.

このようにして¥JTiされた5木のアルミニウム合金
管・炭素鋼管継手について、実W例1ど同様にして水没
気密テストを行った結果はいずれのアルミニウム合金管
・炭素#ll管継手す窒素ガスの51Mれがなく、気密
に接合されていることが判明した。
For the 5-wood aluminum alloy pipe/carbon steel pipe joint that had been treated in this way, a submersion airtightness test was conducted in the same manner as in Actual W Example 1. It was found that there was no deviation of 51M and that the joint was airtight.

また、上記アルミニウム合金管・炭素鋼管継手の2本に
ついて、4簡間で一40℃から120℃まで背淘ざUる
のを11ナイクルとするに−1−リイクルを10サイク
ル負荷ざU/、:後、実施例1ど同様にしてアルミニウ
ム合金管:炭素鋼管継手の接合部の剪断強度を調べた。
In addition, for the two aluminum alloy pipes and carbon steel pipe joints mentioned above, assuming that it takes 11 days to go from -40°C to 120°C in 4 minutes, the load is -1-recycle for 10 cycles. After that, the shear strength of the joint of the aluminum alloy pipe and carbon steel pipe joint was examined in the same manner as in Example 1.

結果は、TIG溶接及びガス溶接のいずれ、の場合し、
接合部近くのアルミニラム合金管で破断が起り(引張り
による破断荷重二約5,000〜5.070Kg)、接
合部からの破断は認められなかった。
The results are for TIG welding and gas welding,
Fracture occurred in the aluminum ram alloy tube near the joint (tensile breaking load: approximately 5,000 to 5.070 kg), but no fracture was observed from the joint.

比較例 uA祠として炭素鋼管(STPG管、外径42履φ、肉
厚3.5mm及び長さ65#)を使用し、一方、アルミ
ニウム材としてアルミニウム合金管(+J i 606
3、外径50mφ、肉厚4m及び良さ50M)を使用し
、その一端側から深さ15fiに亘ってその内径を上記
炭素鋼管の外径より0゜2sφだけ大きく切削し、この
部分に炭素鋼管を差込んだ。
Comparative Example A carbon steel pipe (STPG pipe, outer diameter 42 mm, wall thickness 3.5 mm, and length 65#) was used as the uA shrine, while an aluminum alloy pipe (+J i 606) was used as the aluminum material.
3. Using a carbon steel pipe with an outer diameter of 50mφ, a wall thickness of 4m, and a height of 50M, the inner diameter is cut to a depth of 15fi from one end side by 0°2sφ larger than the outer diameter of the carbon steel pipe, and a carbon steel pipe is attached to this part. I inserted it.

次に、上記実施例1と同様にしてロウ材(材質/104
5.2.4mmφ)をセットし、このロウ材及びアルミ
ニウム合金管と炭素鋼管の接合部に弗化カリウム(KF
)39.0fflffi%、三弗化アルミニウム(八I
F3’)56.3重重%、及び弗化リヂウム(L i 
F) 4.7fIiffi%の組成を右する弗化物系フ
ラックスを塗布して乾燥させ、これらアルミニウム合金
管及び炭素鋼管をその炭素鋼管を上にして立てた姿勢で
トーチロウ付ターンテーブルにセットシ、このトーチロ
ウ付ターンテーブルを30回/分程度の速度で回転さU
ながらプロパンガス131/分及び圧縮空気17ON/
分が供給されるLPGガスバーナーで約3分間加熱し、
最高加熱温度610℃で加熱しアルミニウム合金管と炭
素鋼管の接合部のロウ付けを行った。
Next, in the same manner as in Example 1 above, a brazing material (material/104
5.2.4mmφ), and potassium fluoride (KF
) 39.0fffffi%, aluminum trifluoride (8I
F3') 56.3% by weight, and lithium fluoride (L i
F) Apply a fluoride flux having a composition of 4.7 fIiffi%, dry it, and set the aluminum alloy pipe and carbon steel pipe on a turntable with a torch solder in an upright position with the carbon steel pipe facing up. Rotate the attached turntable at a speed of about 30 times/minute.
while propane gas 131/min and compressed air 17/min
Heat for about 3 minutes with an LPG gas burner supplied with
The joint between the aluminum alloy pipe and the carbon steel pipe was brazed by heating at a maximum heating temperature of 610°C.

このようにして製造された2本のアルミニウム合金管・
炭素鋼管継手について、4時間で−/10℃から120
℃までRUさせるのを1サイクルとするヒートリイクル
を101ノイクル負荷さUた後、実施例1と同様にして
アルミニウム合金管・炭素鋼管継手の接合部の剪断強1
良を調べた。結果はいずれの場合も接合部から破断した
く引張りによる破断荷重:2.960〜3.500Kf
f)。ただし、いずれも水没気密テス1へでは漏れは認
められなかった。
Two aluminum alloy tubes manufactured in this way
For carbon steel pipe fittings, -/10℃ to 120℃ in 4 hours
After applying a heat cycle of 101 cycles, one cycle of which is RU up to ℃, the shear strength of the joint of the aluminum alloy pipe and carbon steel pipe joint was determined in the same manner as in Example 1.
I looked into the good. In both cases, the tensile breaking load required to break from the joint is 2.960 to 3.500 Kf.
f). However, no leakage was observed in water immersion airtightness test 1 in either case.

[発明の効果1 本発明方法ににれば、アルミニラ11材どm 44とを
接合するに際して、鋼材測の少なくと6その接合部分に
アルミニウムメッキを施し、このアルミニ・クムメッキ
処理接合部分とアルミニウム材の接合部分とをアルミニ
ウム基ロウ材及び弗化物系フラックスを使用してロウ付
けすることにより、接合の際の作業性や接合部の耐蝕性
が良好であるばかりでなく、接合部の接合強度つ気密性
においても信頼度の高い製品を1!7ることができ、例
えば船舶用や冷凍器用等の各種の配管にJ3いてアルミ
ニウム合金管と鋼管とを接続する際に使用するアルミニ
ウム合金管・鋼管継手等を装造するための方法として極
めて石川である。
[Advantageous Effects of the Invention 1] According to the method of the present invention, when joining aluminum 11 materials and 44 materials, aluminum plating is applied to at least the joint portion of at least 6 pieces of steel material, and the aluminum plated joint portion and the aluminum material are bonded together. By brazing the joints using an aluminum-based brazing material and fluoride flux, not only the workability during joining and the corrosion resistance of the joints are good, but also the joint strength of the joints is increased. We can produce products with high reliability in terms of airtightness, such as aluminum alloy pipes and steel pipes used when connecting aluminum alloy pipes and steel pipes for various types of piping, such as for ships and refrigerators. This is a very unique method for fitting joints, etc.

特許出願人    口木軽金属株式会社代  理  人
       弁理士  中  村    智  廣(
外2名)
Patent applicant: Kuchiki Light Metal Co., Ltd. Representative: Patent attorney: Tomohiro Nakamura (
2 people outside)

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1) アルミニウム材と鋼材とを接合するに際して、
鋼材側の少なくともその接合部分にアルミニウムメッキ
を施し、このアルミニウムメッキ処理接合部分とアルミ
ニウム材の接合部分とをアルミニウム基ロウ材及びフラ
ックスを使用してロウ付けすることを特徴とするアルミ
ニウム材と鋼材の接合方法。
(1) When joining aluminum materials and steel materials,
A method of combining aluminum and steel materials, characterized in that at least the joint portion of the steel material side is plated with aluminum, and the aluminum plated joint portion and the joint portion of the aluminum material are brazed using an aluminum-based brazing material and flux. Joining method.
(2) アルミニウムメッキの方法が溶融アルミニウム
メッキである特許請求の範囲第1項記載のアルミニウム
材と鋼材の接合方法。
(2) The method for joining aluminum and steel materials according to claim 1, wherein the aluminum plating method is hot-dip aluminum plating.
(3) 溶融アルミニウムメッキとして純アルミニウム
系合金を使用する特許請求の範囲第2項記載のアルミニ
ウム材と鋼材の接合方法。
(3) The method for joining aluminum material and steel material according to claim 2, wherein a pure aluminum alloy is used as the hot-dip aluminum plating.
(4) フラックスが弗化物系フラックスである特許請
求の範囲第1項ないし第3項のいずれかに記載のアルミ
ニウム材と鋼材の接合方法。
(4) The method for joining aluminum materials and steel materials according to any one of claims 1 to 3, wherein the flux is a fluoride flux.
(5) アルミニウム材と鋼材とがそれぞれアルミニウ
ム合金管と鋼管とである特許請求の範囲第1項ないし第
4項のいずれかに記載のアルミニウム材と鋼材の接合方
法。
(5) The method for joining an aluminum material and a steel material according to any one of claims 1 to 4, wherein the aluminum material and the steel material are an aluminum alloy pipe and a steel pipe, respectively.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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