KR890003806B1

KR890003806B1 - 동관과 알루미늄관과의 접속방법

Info

Publication number: KR890003806B1
Application number: KR1019850000086A
Authority: KR
Inventors: 후미오 안도오; 세이이찌 고이즈미
Original assignee: 가부시기가이샤 도시바; 시바 쇼오이찌
Priority date: 1984-01-23
Filing date: 1985-01-09
Publication date: 1989-10-05
Also published as: KR850005582A; GB2153282A; HK51789A; JPS60154868A; SG27689G; GB2153282B; GB8431358D0

Abstract

내용 없음.

Description

동관과 알루미늄관과의 접속방법

제1도는 동관 및 알루미늄관의 정면도.

제2도는 동단부의 확대종단면도.

제3도 및 제4도는 각각 초음파 납도금장치의 종단면도.

제5도는 관접속장치의 종단면도.

제6도 내지 제9도는 접속행정을 순서적으로 도시하는 종단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 동관 2 : 알루미늄관

4 : 땜납의 욕조 5 : 초음파 진동자

13 : 호울더 14 : 가압지구(jig)

15 : 초음파 진동자 16, 17 : 가스 버어너

18, 19 : 땜잡층

본 발명은 예를 들면 냉장고에 있어서 알루미늄으로 된 냉각기의 냉각관에 동관을 접속하는 경우에 사용되는 동관과 알루미늄관과의 접속방법에 관한 것이다.

예를들면 냉장고에 있어서 그 냉동사이클용 배관은 동, 알루미늄 및 철등의 소재로 구성되고 각각의 재질에 적합한 접합법으로 접속하고 있다. 그중 동관과 알루미늄관(냉각기의 냉매관)과의 접속에 대하여는 종래짧은 동관과 알루미늄관을 플래쉬(flash), 용접 또는 버트(butt)용접 또는 폭발압접한 커플링을 사용하고 있다. 그러나 이 커플링은 값이 비싸고 또 커플링의 알루미늄관과 냉각기의 알루미늄관을 접속할때는 고도의 기능을 필요로 하는 TIG용접을 해야한다. 이러한 문제를 해소하는 접속방법으로서 동관과 알루미늄관을 서로 끼운 상태에서 땜납으로 접합하도록 한 것이 있다. 이 방법은 미리 동관의 단부 외주면 및 확경된 알루미늄관의 단부 내주면에 땜납을 부착해놓고 그리고 동관단부를 알루미늄관 단부의 내측에 미리 끼우고 이 끼운상태로 동관측으로부터 초음파 진동을 인가하면서 땜납을 가열용융시켜서 양쪽관을 접합하는 것이다.

그러나 이 방법으로는 양쪽관에 미리 땜납이 부착되어 있으므로 양자를 서로에 대해 끼우기 위해서는 알루미늄관의 단부를 상당히 크게 확경해야하고 이것을 위하여 동관과 알루미늄관간의 간격이 커져서 접합강도면에서 좋지 않고, 또 다량의 땜납이 필요하고, 끼워진 부분의 전체에 땜납이 충전이 어렵고 냉매누설의 원인이 될 염려가 있다.

본 발명은 상기의 사정을 고려하여 연구된 것으로 그 목적은 동관과 알루미늄관을 서로 끼워서 땜납으로 접합하는 방법에 있어서 접합강도가 강하고 또 땜납의 사용량도 적고 또한 끼워진 부분전체에 땜납이 충분히 충전되어서 냉매누설의 염려가 없는 동관과 알루미늄관과의 접속방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 동관과 알루미늄관을 서로 끼우도록 하는 사전공정에서 양관의 단부에 미리 부착된 땜납을 가열용융시켜서 이 상태로 동관과 알루미늄관에 초음파진동을 인가하면서 가압하여 양관의 단부를 서로 서로 끼워 결합시킨 것으로 이것으로 양관을 긴밀하게 끼움 결합시킬수 있고 접합강도의 향상 및 땜납사용량의 감소화를 도모할 수 있는 동시에 초음파진동에 의하여 땜납이 끼워진 부분전체에 충전되어 유체의 누설을 확실히 방지하고 아울러 강도가 큰 동관을 알루미늄관의 내측에 치밀하게 끼우는 경우에 있어서도 그 끼움시에 관의 내경이 좁하지는 변형이 생기지 않도록한 것이다.

이하 본 발명의 한 실시예를 도면에 따라 설명한다.

우선 제1도 및 제2도는 서로 접속되는 동관(1)과 알루미늄관(2)(냉각기의 냉매관)을 도시한다. 이 동관(1)의 선단부는 점차 소경이 되도록 테이퍼상으로 드로우잉 가공된다. 또 한편 알루미늄관(2)의 단부는 확경(擴徑)되고 또한 그 확경부(2a)의 선단부가 점차 직경이 크게되도록 테이퍼상으로 확개된다. 이 경우 확경부(2a)의 내경치수 A는 동관(1)의 외경치수 B와 동등하거나 또는 이것보다 약간 작게 설정되고 본 실시예에서는 A치수는 상기 B치수보다 약 0.05-0.1mm작게 설정된다. 이것은 알루미늄관(2)의 내주면에 후기하는 이른바 초음파 땜납도금을 할때 알루미늄관(2)이 그 초음파에 의하여 침식되기 때문에 그 침식두께분(약 0.05-0.1mm)을 고려하여 그분만큼 작게 설정한 것이다. 또 확경부(2a)의 길이치수 C는 동관(1)과 알루미늄관(2)을 후기와 같이 서로 끼웠을때의 기 끼움길이 치수D(제9도 참조)보다 약간 짧게 설정하고 있다. 다음에 제3도 및 제4도는 각각 동관(1) 및 알루미늄관(2)에 땜납을 부착시키기 위한 초음파 땜납도금장치를 도시하는 것으로 히이터(3)를 구비한 땜납욕조(4)내에는 초음파 진동자(5)에 연결된 진동판(6)이 설치된다.

또 욕조(4)내의 용융땜납(7)에 침지되는 동관(1), 알루미늄관(2)은 각각 전자밸브(8)(9)를 거쳐 공기압축기(도시생략)에 연결된 블로우파이프(10)(11)에 접속되도록 성된다. 그리고, 동관(1)축의 블로우파이프(10)는 갑압밸프(12)를 거쳐서도 공기압축기에 연결되고, 또 한쪽 알루미늄관(2)측의 블로우파이프(11)는 소공(112)의 형성에 의햐여 대기로 개방된다. 참고로 땜납(7)으로는 Zn 95%, Al5%의 알루미늄용 땜납을 사용하고 땜납(7)의 가열온도는 동관(1)측에서 약 415℃, 알루미늄관(2)측에서 약 440℃를 유지하도록 조절된다. 그리고, 제5도는 관접속장치를 도시하고, 알루미늄관(2)을 지지하는 호울더(13)의 상방에 동관(1)을 지지하는 가압지구(14)가 상하이동 가능하게 설치되고, 또 이 가압지구(14)의 상부에 초음파 진동자(15)가 설치된다. 또 이들 호울더(13)과 가입지구(14)사이에는 동관(1) 및 알루미늄관(2)의 단부를 가열하기 위한 가스버어너(16)(17)가 상하 2단으로 각각 복수개씩 설치된다.

다음에 동관(1)과 알루미늄관(2)을 접속하는 순서에 대하여 설명한다. 그것을 위해서는 우선 양관(1)(2)의 단부에 땜납을 부착시켜야 하는데, 이것은 동관(1) 및 알루미늄관(2)을 각각 블로우파이프(10) 및 (11)에 접속하고 그리고 전자밸브(8)(9)를 폐쇄하고 또 초음파진동자(5)를 구동한 상태로 제3도 및 제4도의 도시와 같이 양관(1) 및 (2)의 단부를 용융땜납(7)속에 침지하여 실시한다. 그러면 동관(1)내에는 감압밸브(12) 및 블로우파이프(10)를 통하여 저압 압축공기가 공급되고 있으므로 동관(1)의 내압이 높아져서 그 내부에 용융땜납(7)이 침입하는 일이 없고, 또 알루미늄관(2)내의 공기는 블로우파이프(11)이 소공(11a)을 통하여 대기속으로 나가기때문에 용융땜납(7)이 알루미늄관(2)의 내부에 침입하게 되어 결국 동관(1)은 단부의 외주면에만 용융땜납(7)이 부착하여 알루미늄관(2)에 대해서는 관부의 내외양주면에 다같이 용융땜납(7)이 부착된다. 이때 용융땜납(7)에는 진동판(6)에 의하여 초음파(18KHz 정도)가 인가되고 있으므로 이른바 캐비레이션이 발생되어 용융땜납(7)속에 무수의 작은 진공의 핵이 발생하여 이 핵이 소멸할때의 순간적인 힘에 의하여 동관(1) 및 알루미늄관(2)의 표면의 오염이나 산화피막이 제거되어 균일한 도금층을 형성하는 동시에 초음파에 의하여 용융땜납(7)이 유동성이 높아지고, 습윤성이 촉진되어 도금성이 향상된다. 그리고, 이 침지 후양관(1) 및 (2)를 용융땜납(7)속에서 끌어내고, 이것을 끌어내는 동시에 전자밸브(8)(8)를 개방하에 압축공기를 블로우파이프(10)(11)를 통해서 동관(1) 및 알루미늄관(2)로부터 분출시킨다. 이것에 의하여 양관(1)(2)이 하단으로부터「물방울」과 같이 맺히는 땜납을 압축공기로 날려보내서 땜납이 「방울」상태로 고화되는 것을 방지한다.

또 동관(1)에 대하여는 접합에 필요한 땜납량을 확보하기 위하여 상기의 용융땜납(7)속에서 침지를 다시 한번 실시하고(두번째의 침지의 깊이는 첫번째보다 약간 얕게 한다.), 알루미늄관(2)에 대해서는 내주면의 땜납의 부착두께를 균일화하기 위하여 상기의 공기분출을 두번 실시하면 좋다.

그런데, 이상과 같이하여 단부에 엷은 땜납층(18) 및 (19)가 부착된 동관(1)침 알루미늄관(2)을 제5도의 도시와 같이 각각 가압지구(14) 및 호울더(13)에 지지하여 상하로 대향시키고 그리고 가압지구(14)를 강하시켜서 제6도의 도시와같이 동관(1)의 하단을 알루미늄관(2)의 상단에 약한 가압력으로 서로 맞댄다. 이어서 이 맞댄 상태로 제7도의 도시와 같이 가스버어너(16) 및 (17)에 의하여 양관(1) 및 (2)이 단부를 가열하여 그 땜납층(18) 및 (19)를 용융시킨다.

또 이때 동관(1)에 가해지는 압력이 과대하면 한쪽의 땜납층(18) 또는 (19)가 용융된 단계에서 동관(1)이 알루미늄관(2)내에 밀려들어가서 양호한 결합상태를 얻을 수 없으므로 그 가압력은 극히 약한 것으로 한다. 그리고, 양 땜납층(18) 및 (19)가 용융된 시점에서 초음파진동자(15)를 구동하면서 가압지구(14)에 의하여 동관(1)을 강한 가압력으로 압하하여 이 동관(1)의 단부를 제8도와 같이 알루미늄관(2)의 단부내측에 끼운다. 이때의 동관(1)의 압하량은 알루미늄관(2)의 확경부(2a)의 길이치수 C보다 약간 크게하고 이것으로 알루미늄 보다 강도가 큰 동관(1)에 의하여 알루미늄관(2)의 확경부(2a)의 하방부를 확대하도록 한다. 그리고 이동관(1)에 의한 알루미늄관(2)의 확경으로 양관(1) 및 (2)가 강하게 접촉하고, 이것과 알루미늄관(2)의 확경부(2a)의 내경이 동관(1)의 외경보다 미리 작게 설정되고, 초음파 땜납도 금시에 알루미늄관(2)이 침식되어도 양관(1) 및 (2)는 극히 미세한 간격으로 밀접하게 끼움 결합되므로써 초음파진동자(15)로부터 동관(1)에 인가되는 초음파 진동이 알루미늄관(2)에도 효과적으로 전파되고 그리고 이 초음파진동에 의하여 양 땜납충(18) 및 (19)의 용융땜납의 숩윤성이 높아져서 양관(1) 및 (2)사이의 간격전체에 완전히 충전된다. 그후 초음파진동의 인가 및 가스버어너(16)(17)에 의한 가열을 정지하고 자연냉각에 의하여 땜납을 고화시키로 이것으로 제9도와 같이 동관(1)고 알루미늄관(2)이 접합된다.

이상의 설명과 같이 본 발명은 동관과 알루미늄관의 단부에 미리 부착된 땜납을 가열 용융하고 그후 동관과 알류미늄관에 초음파진동을 인가하면서 가압하여 양관의 단부를 상호 끼움 결합했으므로 양관이 밀접히 끼우지고 접합강도가 향상되고, 또한 양관의 간격이 극히 미세하므로 땜납의 사용량이 감소되고 또 초음파진동에 의하여 땜납이 끼워진 부분의 전체에 충전되므로 유체의 누설을 확실히 방지할 수 있다. 또 강도가 큰 동관을 알루미늄관의 내측에 끼우도록 했으므로 꼭 끼우는 경우라 할지라도 그 끼움시에 관이 내경이 좁아지는 방향으로 변형되는 일이 없고, 유체의 흐름을 방해하는 염려가 없는등 우수한 효과가 있다.

Claims

단부의 외주면에 땜납을 부착한 동관과 단부의 내주면에 땜납을 부착한 알루미늄관을 접속하는 방법에 있어서, 상기 동관과 알루미늄관을 상호 맞대는 공정과 동관 및 알루미늄관을 맞댄 상태로 그 단부의 땜납을 가열 용융시키는 공정과 땜납의 용융시에 동관 및 알류미늄고나에 초음파진동을 인가하면서 가압해서 동관의 단부를 알루미늄관의 단부의 내측에 밀어끼우는 공정과 끼운후 동관 및 알루미늄관의 끼운 부문의 냉각고화하는 공정으로 구성되는 동관과 알루미늄관의 접속방법.