JP2001334371A - 銅−アルミニウムパイプの共晶接合方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 銅−アルミニウムパイプの共晶接合方法にお
いて、パイプの加熱工程や接合終了後の冷却工程におけ
る温度条件のばらつきに起因する接合不良を解消する。 【解決手段】 銅パイプ1の一端側に形成された先細り
状のテーパ部1aにアルミニウムパイプ2の一端側開口端
部2aを外嵌めし、両パイプ1,2の嵌合部位を加熱して接
触部を溶融させ、アルミニウムパイプ2内に銅パイプ1を
圧入して共晶接合する方法において、前記両パイプ1,2
の嵌合部位を絶縁体15を介して拘束治具13a,13bで径方
向外方から拘束するとともに、接触部の軟化溶融前に両
パイプ1,2に嵌合方向への押込力Ｆを予め付与した状態
で、前記絶縁体15を介して配置された高周波誘導コイル
16により嵌合部位を発熱させることにより、接触部の軟
化溶融に伴って前記圧入が開始される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、銅とアルミニウ
ムの異種金属パイプを共晶接合する方法に関する。

【０００２】なお、この明細書において、「銅」、「ア
ルミニウム」の語は、それぞれ銅合金、アルミニウム合
金を含む意味で用いる。

【０００３】

【従来の技術】冷蔵庫や空調機器の熱交換器では、銅パ
イプとアルミニウムパイプとが直接接合された異種金属
接合パイプが使用されることがあり、高い機密性と接合
強度を要することから、例えば図１に示される共晶接合
法により製作されている。

【０００４】図１において、銅パイプ(1)はその一端側
に形成された先細り状のテーパ部(1a)にアルミニウムパ
イプ(2)の一端側開口端部(2a)を外嵌めされ、両パイプ
(1)(2)の嵌合部位を拘束治具(3a)(3b)で径方向外方から
拘束されている。そして、一定時間両パイプ(1)(2)を加
熱して接触部を共晶溶融させた後、両パイプ(1)(2)に嵌
合方向（管軸方向）への押込力（Ｆ）を付与することに
より、アルミニウムパイプ(2)内に銅パイプ(1)を圧入し
てこれらのパイプを共晶接合させる。このとき、パイプ
(1)(2)の加熱は、拘束治具(3a)(3b)をヒータ(5)で加熱
してパイプ(1)(2)を間接的に加熱するか、あるいはさら
に銅パイプ(1)をバーナで直接加熱する方法が採られて
いる。

【０００５】そして、前記押込力（Ｆ）が付与される間
に、両パイプ(1)(2)の接触面では、表面酸化膜が破れて
共晶が生成され、さらに付与し続けることで酸化膜と共
晶が排出される。両パイプ(1)(2)の界面には、薄い共晶
と細かく破砕された酸化膜の一部のみが残り、良好な接
合が達成される。また、接合終了は圧入量（圧入長さ）
で決定され、一定長さが圧入された時点で押込力（Ｆ）
付与を終了する。接合後は、界面の共晶組織を成長させ
ないようにエアブロー等により接合パイプを冷却する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、パイプ
の圧入のタイミングをパイプの加熱時間で制御している
ため、所定温度に到達するまでの時間にばらつきがあっ
て圧入開始時の実体温度が一定せず、溶融不足や溶融し
すぎによる接合不良が発生していた。

【０００７】また、接合パイプを連続的に生産する場
合、拘束治具は常時加熱状態を維持しているが、接合パ
イプは接合後も拘束治具に覆われているために、冷却に
時間がかかるのみならず、過熱による接合不良が発生す
るという問題点があった。

【０００８】さらに、加熱と冷却とが重複して行われる
時期が存在するため、冷却の影響で拘束治具温度が変動
し、温度条件のばらつきが接合不良の一因ともなってい
る。

【０００９】この発明は、上述した技術背景に鑑み、パ
イプの加熱工程や接合終了後の冷却工程における温度条
件のばらつきに起因する接合不良を解消しうる銅−アル
ミニウムパイプの共晶接合方法を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明の第１の銅−アルミニウムパイプの共晶接
合方法は、銅パイプ(1)の一端側に形成された先細り状
のテーパ部(1a)にアルミニウムパイプ(2)の一端側開口
端部(2a)を外嵌めし、両パイプ(1)(2)の嵌合部位を加熱
して接触部を溶融させ、アルミニウムパイプ(2)内に銅
パイプ(1)を圧入して共晶接合する方法において、前記
両パイプ(1)(2)の嵌合部位を拘束治具(3a)(3b)で径方向
外方から拘束し、接触部の軟化溶融前に両パイプ(1)(2)
に嵌合方向への押込力（Ｆ）を予め付与した状態で嵌合
部位を加熱することにより、接触部の軟化溶融に伴って
前記圧入が開始されることを特徴とする。

【００１１】第２の銅−アルミニウムパイプの共晶接合
方法は、銅パイプ(1)の一端側に形成された先細り状の
テーパ部(1a)にアルミニウムパイプ(2)の一端側開口端
部(2a)を外嵌めし、両パイプ(1)(2)の嵌合部位を加熱し
て接触部を溶融させ、アルミニウムパイプ(2)内に銅パ
イプ(1)を圧入して共晶接合する方法において、前記両
パイプ(1)(2)の嵌合部位を絶縁体(15)を介して拘束治具
(13a)(13b)で径方向外方から拘束し、前記絶縁体(15)を
介して配置された高周波誘導コイル(16)により嵌合部位
を発熱させて接触部を溶融させることを特徴とする。

【００１２】第３の銅−アルミニウムパイプの共晶接合
方法は、銅パイプ(1)の一端側に形成された先細り状の
テーパ部(1a)にアルミニウムパイプ(2)の一端側開口端
部(2a)を外嵌めし、両パイプ(1)(2)の嵌合部位を加熱し
て接触部を溶融させ、アルミニウムパイプ(2)内に銅パ
イプ(1)を圧入して共晶接合する方法において、前記両
パイプ(1)(2)の嵌合部位を絶縁体(15)を介して拘束治具
(13a)(13b)で径方向外方から拘束するとともに、接触部
の軟化溶融前に両パイプ(1)(2)に嵌合方向への押込力
（Ｆ）を予め付与した状態で、前記絶縁体(15)を介して
配置された高周波誘導コイル(16)により嵌合部位を発熱
させることにより、接触部の軟化溶融に伴って前記圧入
が開始されることを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を図面
に基づいて説明する。

【００１４】図１および図２に示す共晶接合装置
（Ａ）、図３および図４に示す共晶接合装置（Ｂ）は、
この発明の共晶接合方法を適用するため装置であり、い
ずれの装置においても一端側に先細り状のテーパ部(1a)
が形成された銅パイプ(1)と、一端開口端部(2a)が銅パ
イプ(1)のテーパ部(1a)に外嵌めされるアルミニウムパ
イプ(2)とを共晶接合させたパイプ接合体が製作され
る。なお、前記銅パイプ(1)は、テーパ部(1a)の先端
に、該先端の外径と同径の筒形の延設部(1b)が一体形成
されている。

【００１５】また、この発明において、銅パイプ(1)を
構成する材料組成は限定されず、無酸素同、リン脱酸
銅、タフピッチ銅等を幅広く使用できる。また、アルミ
ニウムパイプ(2)構成する材料組成も限定されず、高純
度アルミニウム、ＪＩＳ １０００系のＡｌまたはＡｌ
合金、２０００系のＡｌ−Ｃｕ系合金、３０００系のＡ
ｌ−Ｍｎ系合金、４０００系のＡｌ−Ｓｉ系合金、５０
００系のＡｌ−Ｍｇ系合金、６０００系のＡｌ−Ｓｉ−
Ｍｇ系合金、７０００系のＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ−Ｃｕ系合
金およびＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金等幅広く使用できる。 （第１実施形態）図１に示す共晶接合装置（Ａ）は、上
下一対の割型からなり両パイプ(1)(2)を拘束する拘束治
具(3a)(3b)、各パイプ冷却手段としてのエアブロー(BW
1)(BW2)を備えている。

【００１６】前記拘束治具(3a)(3b)は、それぞれ前記パ
イプ(1)(2)の嵌合方向における一方の側面から他方の側
面に渡って断面半円形に窪んだ溝(4a)(4b)を有し、下型
(3b)の溝（4b）内に両パイプ(1)(2)を配置して上型(3a)
を合わせると、上下の溝(4a)(4b)によって形成された孔
に両パイプ(1)(2)が挿通された状態となり、パイプ嵌合
部位を径方向全周外方から拘束するように設定されてい
る。さらに、この拘束治具(3a)(3b)には、加熱用ヒータ
(5)(5)が配設されており、ヒータ(5)(5)によって拘束治
具(3a)(3b)を加熱し、さらにこの拘束治具(3a)(3b)によ
り両パイプ(1)(2)の嵌合部位を加熱できるようになって
いる。

【００１７】なお、この拘束治具(3a)(3b)の材質は、パ
イプ嵌合部位、特に銅パイプ(1)のテーパ部(1a)の圧入
により膨張するアルミニウムパイプ(2)の一端側の外形
状を保持可能なものであれば、任意に選択すればよい。
また、拘束治具(3a)(3b)は、割型に限らず固定型であっ
てもよい。また、前記パイプ(1)(2)の加熱手段もパイプ
を加熱できるものであれば任意に選択することができ、
上述のヒータ(5)の他にバーナ、あるいはヒータとバー
ナの併用を例示できる。

【００１８】前記エアブロー(BW1)(BW2)は、両パイプ
(1)(2)の接合部に共晶が生成される際に所定のタイミン
グで各パイプ(1)(2)を冷却するものである。

【００１９】次に、前記共晶接合装置（Ａ）により両パ
イプ(1)(2)を共晶接合する方法について説明する。

【００２０】前記銅パイプ(1)のテーパ部(1a)に、アル
ミニウムパイプ(2)の一端開口端部(2a)を、入り代
（Ｌ₁）で外嵌する一方、拘束治具(3a)(3b)の溝(4a)(4
b)内にパイプ(1)(2)を挿入し、長さ（Ｌ₁）の嵌合部位
および銅パイプ(1)のテーパ部(1a)が拘束治具(3a)(3b)
の溝(4a)(4b)の長さ方向の中間部に位置するように、拘
束治具(3a)(3b)をセットする。これにより、接合時にお
ける両パイプ(1)(2)の嵌合部位が径方向外方から拘束さ
れる。このパイプの拘束状態において、銅パイプ(1)側
から嵌合方向への押込力（Ｆ）を付与する。押込力
（Ｆ）は、パイプ間の摩擦により酸化膜を破り、さらに
破った酸化膜と発生した共晶を排出するに十分な力が必
要であり、２００〜６００Ｎが好ましい。

【００２１】そして、押込力（Ｆ）付与と同時、あるい
は付与した後に、ヒータ(5)(5)に通電して拘束治具(3a)
(3b)を介して両パイプ(1)(2)を加熱する。ヒータ(5)(5)
は、Ａｌ−Ｃｕ合金の共晶融点（５４８℃）よりも高め
の温度に設定して、両パイプ(1)(2)の実体温度が前記共
晶融点よりも若干高温に加熱されるようにする。

【００２２】前記加熱によって両パイプ(1)(2)が昇温し
て実体温度が共晶融点の５４８℃に近づくと、両パイプ
(1)(2)の接触部が軟化し次第に融けて、図２に示すよう
に、予め付与している押込力（Ｆ）によってアルミニウ
ムパイプ(2)内に銅パイプ(1)が圧入されていき、接合が
行われる。

【００２３】この圧入・接合の間には、まず、図５
（ａ）に示すように、両パイプ(1)(2)の接触部におい
て、銅パイプ(1)の外周面の酸化皮膜(10)が破れ、原子
拡散が起きる。さらに押し込むことにより、図５（ｂ）
に示すように、原子拡散が進み、共晶（液相）が生成さ
れ、酸化皮膜(10)が共晶（液相）に浮いた状態となり、
さらに押し込みが続けられると、図５（ｃ）に示すよう
に、共晶・酸化皮膜(10)が排出され、両パイプ(1)(2)が
接触し、その界面には、薄い共晶と細かく破砕された酸
化膜の一部が残るだけの接合状態となる。

【００２４】また、接合終了は圧入量（長さ）で決定さ
れ、一定長さ（Ｌ₂）が圧入された時点で押込力付与を
終了する。接合後は、共晶組織を成長させないようにエ
アブロー（BW1)(BW2)によりパイプを冷却する。

【００２５】この方法よれば、パイプの昇温速度の遅速
に拘わらず接触部が軟化溶融し始めた時点で銅パイプが
圧入されるため、圧入開始時の溶融状態が一定する。こ
のため、圧入時の融け不足や融け過ぎに起因する接合不
良や接合強度のばらつきが抑制されて良好な接合が達成
される。

【００２６】なお、アルミニウムパイプ(2)内に銅パイ
プ(1)を圧入しながら共晶を起こさせる際には、銅パイ
プ(1)の内周面の酸化を防止するために、パイプ(1)(2)
内に窒素ないしはアルゴンなどの不活性ガスを流通させ
ることが好ましい。

【００２７】ところで、前記共晶接合時において、銅パ
イプ(1)のテーパ部(1a)の外周面には、共晶合金粒が生
成される。これがテーパ部(1a)の外周面に沿って押し出
され移動して、先端からアルミニウムパイプ(2)内に排
出されると、パイプ接合体における流路の障害となる。
前記テーパ部(1a)の突出長さを大きくするこにより、共
晶合金粒に対する沿面路を長くすることも考えられる
が、その場合は、テーパ部(1a)の先端内径が小さくなっ
て一定の流路内径を確保できなくなる。

【００２８】これに対して、本実施形態では、前記銅パ
イプ(1)のテーパ部(1a)の先端に、この先端の外径と同
径の筒形の延設部(1b)を一体形成してあるので、前記テ
ーパ部(1a)の外周面に沿って移動した共晶合金粒を延設
部(1b)の外周面上に留めること可能となる。従って、共
晶合金粒がアルミニウムパイプ(2)内に排出されるのが
極力抑止され、その結果、パイプ接合体における流路の
障害物の生成を防止できる。 （第２実施形態）図３および図４に示す共晶接合装置
（Ｂ）は、先の第１実施形態の共晶接合装置（Ａ）とは
パイプ(1)(2)の拘束方法および加熱−冷却方法が異な
る。

【００２９】このパイプ共晶接合装置（Ｂ）において、
拘束治具(13a)(13b)は、上下一対の割型からなり、それ
ぞれ前記パイプ(1)(2)の嵌合方向における一方の側面か
ら他方の側面に渡って断面半円形に窪んだ溝(14a)(14b)
を有している。そして、前記溝(14a)(14b)に沿った断面
半円形の絶縁体(15)を介して両パイプ(1)(2)を配置して
上下型(13a)(13b)を合わせると、上下の溝(14a)(14b)に
よって形成された孔に両パイプ(1)(2)が挿通された状態
となり、パイプ嵌合部位を径方向全周外方から絶縁体(1
5)を介して拘束するように設定されている。さらに、こ
の拘束治具(13b)には、高周波誘導コイル(16)が内蔵さ
れていて、上下型(13a)(13b)を組み付けるとコイル（1
6）がパイプ(1)(2)を取囲み、図４に示すように誘導電
流（Ｉ）が流れて両パイプ(1)(2)自身を発熱させて嵌合
部位を加熱できるようになっている。また、前記コイル
(16)は水冷により冷却可能とされている。

【００３０】なお、前記絶縁体(15)の材質は、拘束治具
(13a)(13b)による径方向外方からパイプ圧入のための押
込力（Ｆ）に耐える強度を有し、加熱されたパイプに対
する耐熱性、断熱性を有するものであれば任意に選択す
れば良く、例えばセラミックを推奨できる。

【００３１】次に、前記共晶接合装置（Ｂ）により両パ
イプ(1)(2)共晶接合する方法について説明する。

【００３２】溝(14a)(14b)内に絶縁体(15)を配置した拘
束治具(13a)(13b)内に、嵌合した銅パイプ(1)とアルミ
ニウムパイプ(2)とをセットし、両パイプ(1)(2)の嵌合
部位を径方向外方から絶縁体(15)を介して拘束する。

【００３３】この状態で、前記コイル(16)に通電して嵌
合部位を加熱し、これらの実体温度がＡｌ−Ｃｕ合金の
共晶融点（５４８℃）近傍に達して接触部が融け始めた
時点で銅パイプ(1)側から嵌合方向への押込力（Ｆ）を
付与する。この押込力（Ｆ）によってアルミニウムパイ
プ(2)内に銅パイプ(1)が次第に圧入されていき、一定長
さ（Ｌ₂）が圧入された時点で押込力（Ｆ）付与を終了
するとともに、コイルへの通電を断つ。圧入の間に、表
面酸化膜の破砕、共晶生成、酸化膜および共晶の排出が
なされて、共晶接合がなされる。前記コイル(16)および
拘束治具(13a)(13b)そのものは加熱されていないから、
コイル(16)への通電を断つと直ちに加熱が断たれて接合
部は冷却される。

【００３４】前記押込力（Ｆ）のタイミングは、パイプ
の実体温度が厳密に共晶融点である５４８℃に達した時
点である必要はなく、５５０〜５８０℃の範囲で設定す
ることが好ましい。

【００３５】この方法よれば、拘束治具(13a)(13b)を加
熱することなく直接パイプ(1)(2)が加熱されるため、コ
イル(16)への通電を断つことで直ちにパイプ(1)(2)への
加熱が断たれ、接合後は速やか冷却されて共晶の成長を
抑制して良好な接合が達成される。また、加熱と冷却と
が重複することなく行われるため、いずれの工程でも温
度条件が安定して良好な接合が達成される。 （第３実施形態）第２実施形態と同じ共晶接合装置
（Ｂ）を用い、押込力（Ｆ）の付与のタイミングを変え
て接合した。

【００３６】拘束治具(13a)(13b)内に両パイプ(1)(2)を
絶縁体(15)を介して拘束し、押込力（Ｆ）を付与と同時
あるいは付与後にコイル（16）に通電して両パイプ(1)
(2)の嵌合部位を発熱させて加熱する。この加熱によ
り、両パイプ(1)(2)の実体温度が共晶融点の５４８℃に
近づくと、両パイプ(1)(2)の接触部が融け始め、予め付
与している押込力（Ｆ）によってアルミニウムパイプ
(2)内に銅パイプ(1)が次第に圧入されていき、共晶接合
がなされる。一定長さ（Ｌ₂）が圧入された時点で押込
力（Ｆ）付与を終了するとともに、コイル(16)への通電
を断つと、直ちに加熱が断たれて接合部は冷却される。

【００３７】この方法よれば、パイプ(1)(2)の昇温速度
の遅速に拘わらず接触部が軟化溶融し始めた時点で銅パ
イプが圧入されるため、圧入開始時の溶融状態が一定す
る。このため、圧入時の融け不足や融け過ぎに起因する
接合不良や接合強度のばらつきが抑制され、かつ拘束治
具(13a)(13b)を加熱することなく直接パイプ(1)(2)が加
熱されるため、コイル(16)への通電を断つことで直ちに
パイプ(1)(2)への加熱が断たれ、接合後は速やか冷却さ
れて共晶の成長を抑制して良好な接合が達成される。ま
た、加熱と冷却とが重複することなく行われるため、い
ずれのの工程でも温度条件が安定して良好な接合が達成
される。

【００３８】

【実施例】この発明の共晶接合方法に基づいて、銅パイ
プとアルミニウムパイプの接合試験を行った。以下の各
実施例において、銅パイプ(1)として、Ｃ１２２０（リ
ン脱酸銅）からなり、外径８mm、肉厚０．６mmで一端側
に長さ１６mmのテーパ部(1a)、さらにその先端に長さ５
mmの筒形延設部(1b)が形成された丸パイプ、アルミニウ
ムパイプ(2)として、ＪＩＳ Ａ１０５０からなり外径
８mm、肉厚１．２５mmの丸パイプを用い、銅パイプ(1)
のアルミニウムパイプ(2)への圧入量（Ｌ₂）はいずれも
１６mmとした。 （実施例１）前記共晶接合装置（Ａ）を用い、上述の第
１実施形態の方法に基づいて接合した。

【００３９】嵌合した銅パイプ(1)とアルミニウムパイ
プ(2)とを拘束治具(3a)(3b)で拘束し、押込力（Ｆ）３
００Ｎの付与と同時にヒータ(5)(5)に通電して加熱を開
始した。前記ヒータ(5)(5)を拘束治具(3a)(3b)の実体温
度が５９０℃となるように温度設定したところ両パイプ
(1)(2)の実体温度は昇温して約５８０℃で安定した。こ
の間に両パイプ(1)(2)の接触部が融け、既に付与されて
いる押込力（Ｆ）によって銅パイプ(1)がアルミニウム
パイプ(2)内に圧入された。圧入量（Ｌ₂）が所定値とな
ったところで、押込力（Ｆ）付与を断つととともにヒー
タ(5)(5)への通電を断ち、直ちにエアブロー(BW1)(BW2)
で両パイプ(1)(2)を冷却した。このとき、パイプ(1)(2)
の実体温度が５８０℃から５００℃に降下するまでの時
間は７〜１５秒であった。 （実施例２）前記共晶接合装置（Ｂ）を用い、上述の第
２実施形態の方法に基づいて接合した。

【００４０】コイル（16）は、拘束治具(13a)(13b)の組
立状態において内径１４mm、長さ４６mmのものを使用
し、稼働条件を２００ｋＨｚ、１００Ｖ、１１ｋＷと
し、常時冷却するものとした。また、絶縁体(15)は、厚
さ３mmのセラミック製で断面半円形のものを用いた。

【００４１】嵌合した銅パイプ(1)とアルミニウムパイ
プ(2)とを絶縁体(15)を介して拘束治具(13a)(13b)で拘
束した状態で、コイル(16)に通電して両パイプ(1)(2)を
加熱し、実体温度が５８０℃となった時点で押込力
（Ｆ）３００Ｎを付与し、銅パイプ(1)をアルミニウム
パイプ(2)内に圧入した。圧入量（Ｌ₂）が所定値となっ
た時点で押込力（Ｆ）付与とコイル（16）への通電を断
った。コイル（16）への通電を断った後、パイプ(1)(2)
の実体温度が５８０℃から５００℃に降下するまでの時
間は約１秒であり、接合パイプは速やかに冷却された。 （実施例３）前記共晶接合装置（Ｂ）を用い、上述の第
３実施形態の方法に基づいて接合した。

【００４２】コイル（16）および絶縁体(15)は実施例２
と同条件とした。

【００４３】嵌合した銅パイプ(1)とアルミニウムパイ
プ(2)とを絶縁体(15)を介して拘束治具(13a)(13b)で拘
束した状態で、押込力（Ｆ）３００Ｎの付与と同時にコ
イル(16)に通電して両パイプ(1)(2)を加熱を開始した。
両パイプ(1)(2)の実体温度は昇温して５８０℃で安定
し、この間に両パイプ(1)(2)の接触部が融け、既に付与
されている押込力（Ｆ）によって銅パイプ(1)がアルミ
ニウムパイプ(2)内に圧入された。圧入量（Ｌ₂）が所定
値となったところで、押込力（Ｆ）付与を断つとととも
にコイル(16)への通電を断った。コイル(16)への通電を
断った後、パイプ(1)(2)の実体温度が５８０℃から５０
０℃に降下するまでの時間は約１秒であり、接合パイプ
は速やかに冷却された。

【００４４】以上の３つの方法で共晶接合した接合パイ
プについて、接合後外観、漏洩試験、耐圧試験、破壊試
験、引張試験、冷熱試験、曲げ試験、耐熱試験、塩水噴
霧試験、振動試験、銅製パイプ曲げ試験、ピンチ試験、
ねじり試験などを実施した。その結果、すべての項目で
問題のない試験結果を得ることができた。

【００４５】

【発明の効果】以上の次第で、この発明の第１の銅−ア
ルミニウムパイプの共晶接合方法は、銅パイプの一端側
に形成された先細り状のテーパ部にアルミニウムパイプ
の一端側開口端部を外嵌めし、両パイプの嵌合部位を加
熱して接触部を溶融させ、アルミニウムパイプ内に銅パ
イプを圧入して共晶接合する方法において、前記両パイ
プの嵌合部位を拘束治具で径方向外方から拘束し、接触
部の軟化溶融前に両パイプに嵌合方向への押込力を予め
付与した状態で嵌合部位を加熱することにより、接触部
の軟化溶融に伴って前記圧入が開始されるから、パイプ
の昇温速度にかかわらず圧入時の溶融状態が一定し、圧
入時の融け不足や融け過ぎに起因する接合不良や接合強
度のばらつきが抑制されて良好な接合が達成される。

【００４６】また、第２の銅−アルミニウムパイプの共
晶接合方法は、前記両パイプの嵌合部位を絶縁体を介し
て拘束治具で径方向外方から拘束し、前記絶縁体を介し
て配置された高周波誘導コイルにより嵌合部位を発熱さ
せて接触部を共晶溶融させるから、拘束治具を介さず直
接パイプが加熱されるため、コイルへの通電を断つこと
で直ちにパイプへの加熱が断たれ、接合後は速やか冷却
されて共晶の成長を抑制して良好な接合が達成される。
また、加熱と冷却とが重複することなく行われるため、
何れの工程でも温度条件が安定して良好な接合が達成さ
れる。

【００４７】また、第３の銅−アルミニウムパイプの共
晶接合方法は、前記両パイプの嵌合部位を絶縁体を介し
て拘束治具で径方向外方から拘束するとともに、接触部
の軟化溶融前に両パイプに嵌合方向への押込力を予め付
与した状態で、前記絶縁体を介して配置された高周波誘
導コイルにより嵌合部位を発熱させることにより、接触
部の軟化溶融に伴って前記圧入が開始されるから、パイ
プの昇温速度の遅速に拘わらず圧入開始時の溶融状態が
一定し、圧入時の融け不足や融け過ぎに起因する接合不
良や接合強度のばらつきが抑制され、拘束治具を介さず
直接パイプが加熱されるため、コイルへの通電を断つこ
とで直ちにパイプへの加熱が断たれ、接合後は速やか冷
却されて共晶の成長を抑制して良好な接合が達成され
る。また、加熱と冷却とが重複することなく行われるた
め、いずれの工程でも温度条件が安定して良好な接合が
達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施形態にかかるパイプの共晶
接合方法を適用するための共晶接合装置構成、およびパ
イプのセット状態を示す縦断面図である。

【図２】第１実施形態において、銅パイプのアルミニウ
ムパイプへの圧入状態を示す縦断面図である。

【図３】この発明の第２および第３実施形態にかかるパ
イプの共晶接合方法を適用するための共晶接合装置構
成、およびパイプのセット状態を示す縦断面図である。

【図４】図３のIV−IV線断面図である。

【図５】共晶接合の生成の説明図である。

【符号の説明】

Ａ，Ｂ…共晶接合装置 １…銅パイプ 1a…テーパ部 ２…アルミニウムパイプ 2a…開口端部 3a、3b、13a、13b…拘束治具 4a、4b、14a、14b…溝 15…絶縁体 16…高周波誘導コイル

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K059 AA08 AB23 AC33 AC76 AD01 AD05 CD66 4E067 AA05 AA07 BA05 CA04 DA17 DB03 DC01 DC06 EA04 EB01 EC06

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 銅パイプ(1)の一端側に形成された先細
   り状のテーパ部(1a)にアルミニウムパイプ(2)の一端側
   開口端部(2a)を外嵌めし、両パイプ(1)(2)の嵌合部位を
   加熱して接触部を溶融させ、アルミニウムパイプ(2)内
   に銅パイプ(1)を圧入して共晶接合する方法において、 前記両パイプ(1)(2)の嵌合部位を拘束治具(3a)(3b)で径
   方向外方から拘束し、接触部の軟化溶融前に両パイプ
   (1)(2)に嵌合方向への押込力（Ｆ）を予め付与した状態
   で嵌合部位を加熱することにより、接触部の軟化溶融に
   伴って前記圧入が開始されることを特徴とする銅−アル
   ミニウムパイプの共晶接合方法。
2. 【請求項２】 銅パイプ(1)の一端側に形成された先細
   り状のテーパ部(1a)にアルミニウムパイプ(2)の一端側
   開口端部(2a)を外嵌めし、両パイプ(1)(2)の嵌合部位を
   加熱して接触部を溶融させ、アルミニウムパイプ(2)内
   に銅パイプ(1)を圧入して共晶接合する方法において、 前記両パイプ(1)(2)の嵌合部位を絶縁体(15)を介して拘
   束治具(13a)(13b)で径方向外方から拘束し、前記絶縁体
   (15)を介して配置された高周波誘導コイル(16)により嵌
   合部位を発熱させて接触部を溶融させることを特徴とす
   る銅−アルミニウムパイプの共晶接合方法。
3. 【請求項３】 銅パイプ(1)の一端側に形成された先細
   り状のテーパ部(1a)にアルミニウムパイプ(2)の一端側
   開口端部(2a)を外嵌めし、両パイプ(1)(2)の嵌合部位を
   加熱して接触部を溶融させ、アルミニウムパイプ(2)内
   に銅パイプ(1)を圧入して共晶接合する方法において、 前記両パイプ(1)(2)の嵌合部位を絶縁体(15)を介して拘
   束治具(13a)(13b)で径方向外方から拘束するとともに、
   接触部の軟化溶融前に両パイプ(1)(2)に嵌合方向への押
   込力（Ｆ）を予め付与した状態で、前記絶縁体(15)を介
   して配置された高周波誘導コイル(16)により嵌合部位を
   発熱させることにより、接触部の軟化溶融に伴って前記
   圧入が開始されることを特徴とする銅−アルミニウムパ
   イプの共晶接合方法。