JP3131666B2 - Brazing method of metal materials by high frequency induction heating - Google Patents
Brazing method of metal materials by high frequency induction heatingInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、金属材の高周波誘導加
熱によるろう付け方法に関し、さらに詳しくは、熱交換
器とその出入口パイプとの高周波誘導加熱によるろう付
け方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a brazing method for a metal material by high-frequency induction heating, and more particularly to a brazing method for a heat exchanger and its inlet / outlet pipe by high-frequency induction heating.
【０００２】この明細書において、「アルミニウム」と
いう語には、純アルミニウムの他にアルミニウム合金を
含むものとする。また、この明細書において、「不活性
ガス」という語には、アルゴン、ヘリウム、クリプト
ン、キセノンなどの周期律表の不活性ガスの他に、窒素
ガスなどのアルミニウムに対して不活性なガス、および
これらの混合ガスも含むものとする。[0002] In this specification, the term "aluminum" shall include aluminum alloys in addition to pure aluminum. In this specification, the term "inert gas" includes argon, helium, krypton, xenon and other inert gases of the periodic table, as well as nitrogen-inactive gases such as nitrogen gas, And a mixed gas thereof.
【０００３】[0003]
【従来の技術】２つのアルミニウム材を、フラックスを
使用して所謂、置きろう方式によりろう付けするのに、
従来は、大気中でのトーチろう付け、炉中ろう付けによ
り行っていた。2. Description of the Related Art Two aluminum materials are brazed using a flux by a so-called brazing method.
Conventionally, it has been performed by torch brazing in the atmosphere or brazing in a furnace.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】例えば、自動車用のエ
バポレータでは、その構造上、アルミニウム製の熱交換
器本体にヘッダパイプと出入口パイプをろう付けする場
合、熱交換器本体と接近してこれらパイプをろう付けす
る必要があるため、トーチろう付けであれば、ろう付け
作業が難しく、パイプの接合不良が生じやすいという問
題があった。また、上記いずれのろう付けによる場合で
も、アルミニウムと大気中の水分との反応によってろう
付過程中に酸化皮膜が生成し易くなるので、使用するフ
ラックスの量を多くしなければならない。For example, in an evaporator for an automobile, when a header pipe and an entrance / exit pipe are brazed to an aluminum heat exchanger main body due to its structure, these pipes come close to the heat exchanger main body. In the case of torch brazing, there is a problem that the brazing operation is difficult, and poor joining of the pipe is likely to occur. In any of the above brazing methods, an oxide film is easily formed during the brazing process due to the reaction between aluminum and moisture in the air, so that the amount of flux used must be increased.
【０００５】上記フラックスとしては、一般に塩化物系
フラックスや、弗化物系フラックスが用いられるが、塩
化物系フラックスを大量に用いた場合、ろう付治具の傷
みが激しくなり、また炉中ろう付の場合には炉の傷みも
激しくなるという問題があった。さらに、フラックスの
残渣によりアルミニウム材が腐食するので、これを防止
するために、ろう付後のフラックス残渣を洗浄により除
去しなければならず、その作業が面倒であるという問題
があった。As the above flux, a chloride flux or a fluoride flux is generally used. However, when a large amount of the chloride flux is used, the brazing jig becomes severely damaged and the furnace brazing is performed. In such a case, there was a problem that the furnace was severely damaged. Furthermore, since the aluminum material is corroded by the residue of the flux, the flux residue after brazing must be removed by washing in order to prevent this, and there has been a problem that the operation is troublesome.
【０００６】弗化物系フラックスを大量に用いた場合、
ろう付治具や炉の傷みを防止できるとともに、ろう付後
のアルミニウム製品の腐食も防止できるが、大量に用い
るためにコストが高くなるという問題があった。また、
フラックスの残渣によりアルミニウム製品の外観が悪く
なるという問題があった。しかも、ろう付後アルミニウ
ム製品に塗装や、たとえばクロメート皮膜処理のような
化成皮膜処理等の表面処理を施す必要がある場合に、得
られた塗膜や皮膜にむらが生じるという問題があった。
したがって、弗化物系フラックスの場合にもその残渣を
除去するための洗浄処理を施す必要があった。When a large amount of fluoride flux is used,
In together when the damage to the brazing fixture and the furnace can be prevented, but the corrosion of the aluminum product can be prevented after the brazing, the cost is high for use in large quantities. Also,
There is a problem that the appearance of the aluminum product is deteriorated by the flux residue. In addition, when it is necessary to apply a coating or a surface treatment such as a conversion coating treatment such as a chromate coating treatment to the aluminum product after brazing, there is a problem that the obtained coating film or film becomes uneven.
Therefore, even in the case of a fluoride-based flux, it is necessary to perform a cleaning treatment for removing the residue.
【０００７】また、上記従来のトーチろう付けに代えて
またはこれと併用して高周波誘導加熱によってろう付け
する方法も考えられる。しかしながら、高周波誘導加熱
によれば、上述したようなトーチろう付けが難しい箇所
でも容易にろう付けができるものの、やはりフラックス
を大量に用いるため、ろう付治具の傷み、あるいはろう
付後のフラックス残渣の洗浄やコスト高といった問題が
なお解決できなかった。Further, a method of brazing by high-frequency induction heating instead of or in combination with the above-mentioned conventional torch brazing is also conceivable. However, according to the high-frequency induction heating, although the above-mentioned torch brazing can be easily brazed even in a difficult place, since a large amount of flux is used, the brazing jig is damaged, or the flux residue after brazing. However, problems such as washing and cost increase could not be solved.
【０００８】本発明の目的は、自動車用のエバポレータ
におけるパイプろう付けのように、トーチ法によるろう
付けが難しい場合でも、確実なろう付けが行え、しかも
フラックス量を大幅に軽減することができるろう付け方
法を提供することにある。An object of the present invention is to provide a reliable brazing even when brazing by a torch method is difficult, such as a pipe brazing in an evaporator for an automobile, and to greatly reduce the amount of flux. To provide an attachment method.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、中空状の金属
材の開口部に他の中空状の金属材をフラックスを用いて
大気雰囲気中で高周波誘導加熱によりろう付けするにあ
たり、中空状の金属材の端部に拡管部を形成し、次い
で、他の中空状の金属材の周囲にリング状ろう材を嵌め
被せるとともに、該他の中空状の金属材の先端部分を拡
管部に嵌め入れて、拡管部の端面上に上記リング状ろう
材を配し、両金属材の継手部分およびリング状ろう材に
フラックスを塗布した後、継手部分の周囲に高周波誘導
加熱装置の誘導コイルを配置するとともに、継手部分に
向かって不活性ガスのノズルを配置し、中空状の金属材
および他の中空状の金属材内を真空状態とし、この状態
でノズルから不活性ガスを継手部分に吹き付けるととも
に、高周波誘導加熱装置の誘導コイルで高周波加熱を行
うことを特徴としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a method of brazing another hollow metal material to the opening of the hollow metal material by high frequency induction heating in an air atmosphere using a flux . Form an expanded section at the end of the metal material, and then
Then, fit a ring-shaped brazing material around the other hollow metal material
Cover and expand the tip of the other hollow metal material.
Insert the ring-shaped solder on the end face of the expanded section
Material to the joints of both metal materials and the ring brazing material
After applying flux, high frequency induction around the joint
In addition to placing the induction coil of the heating device,
Place an inert gas nozzle toward the hollow metal material
And the inside of other hollow metal material is evacuated , this state
Inert gas is blown from the nozzle to the joint
High-frequency heating with the induction coil of the high-frequency induction heating device
Ukoto that features a.
【００１０】さらに本発明は、上記真空状態とした中空
状の金属材内に不活性ガスを送り込むものである。Further, in the present invention, an inert gas is fed into the above-mentioned vacuumed hollow metal material.
【００１１】[0011]
【作用】本発明の方法によれば、中空状の金属材の端部
に拡管部を形成し、次いで、他 の中空状の金属材の周囲
にリング状ろう材を嵌め被せるとともに、該他の中空状
の金属材の先端部分を拡管部に嵌め入れて、拡管部の端
面上に上記リング状ろう材を配し、両金属材の継手部分
およびリング状ろう材にフラックスを塗布した後、継手
部分の周囲に高周波誘導加熱装置の誘導コイルを配置す
るとともに、継手部分に向かって不活性ガスのノズルを
配置し、中空状の金属材および他の中空状の金属材内を
真空状態とし、この状態でノズルから不活性ガスを継手
部分に吹き付けるもので、外方からの不活性ガスの吹き
付けにより部分的な不活性雰囲気が形成される。そのた
め、アルミニウム材ではその表面の酸化皮膜の生成が抑
制される。また、中空状の金属材内を真空状態とするこ
とにより、金属材内が負圧となるため、ろう付けの接合
面において、溶融したろう材がより内方へ進入する。 According to the method of the present invention, an end of a hollow metal material is provided.
To form an expanded section, then around the other hollow metal material
A ring-shaped brazing material is fitted over the
Insert the tip of the metal material into the expanded part
Place the above ring-shaped brazing material on the surface and join the two metal materials
And after applying flux to the ring-shaped brazing material,
Place the induction coil of the high-frequency induction heating device around the part
The inert gas nozzle toward the joint.
It is placed, and the inside of the hollow metal material and other hollow metal materials is evacuated, and in this state, inert gas is jointed from the nozzle.
A partial inert atmosphere is formed by blowing an inert gas from the outside. Therefore, the formation of an oxide film on the surface of the aluminum material is suppressed. In addition, since the inside of the metal material becomes a negative pressure by making the inside of the hollow metal material a vacuum state, the molten brazing material enters more inward at the brazing joint surface.
【００１２】真空状態とした中空状の金属材内に不活性
ガスを送り込む場合には、中空状の金属材は内外両側に
おいて完全な不活性雰囲気となり、ろう付け時の酸化物
の生成が大幅に抑制される。When an inert gas is fed into a hollow metal material in a vacuum state, the hollow metal material has a completely inert atmosphere on both the inside and the outside, and the generation of oxides during brazing is greatly reduced. Is suppressed.
【００１３】[0013]
【実施例】以下、カーエアコン用のアルミニウム製エバ
ポレータにアルミニウムパイプをフラックスを用いて大
気雰囲気中で高周波誘導加熱によりろう付けする場合の
実施例について述べる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment will be described below in which an aluminum pipe is brazed to an aluminum evaporator for a car air conditioner by high frequency induction heating in an air atmosphere using a flux.
【００１４】実施例１ 図１に示すように、エバポレータ本体(1) の一側に設け
られたヘッダ(2) の端部に拡管部(2a)を形成しておく。
次いで、アルミニウムパイプ(3) の周囲にリング状ろう
材(4) を嵌め被せるとともに、このアルミニウムパイプ
(3) の先端部分を拡管部(2a)に嵌め入れて、拡管部(2a)
の端面上に上記リング状ろう材(4) を配し、両管の継手
部分(7) およびリング状ろう材(4a)に弗化物系フラック
スを塗布する。しかる後、継手部分(7) の周囲に所謂、
割型の高周波誘導加熱装置の誘導コイル(5) を配置する
とともに、継手部分(7) に向かって不活性ガスのノズル
(6) を配置する。また、φ１５．８ｍｍのアルミニウム
パイプ(3) の基端側からは真空ポンプ（図示せず）で
０．１〜２０ｔｏｒｒまで真空引きを行い、ヘッダ(2)
およびアルミニウムパイプ(3) 内を真空状態とする。Embodiment 1 As shown in FIG. 1, an expanded portion (2a) is formed at an end of a header (2) provided on one side of an evaporator body (1).
Then, the together the covering fitted around the aluminum pipe (3) ring-shaped brazing material (4), the aluminum pipe
Insert the tip of (3) into the expanded section (2a), and
The ring-shaped brazing material (4) is disposed on the end face of the pipe, and a fluoride-based flux is applied to the joint (7) of both pipes and the ring-shaped brazing material (4a). Then, around the joint (7), a so-called
The <br/> together with placing the induction coil (5) of the split type high frequency induction heating device, towards the joint part (7) of the inert gas nozzle
Place (6). A vacuum pump (not shown) is used to evacuate the base of the aluminum pipe (1) having a diameter of 15.8 mm to 0.1 to 20 torr from the base end thereof.
And the inside of the aluminum pipe (3) is evacuated.
【００１５】この状態でノズル(6) から不活性ガスを継
手部分(7) に吹き付けるとともに、高周波誘導加熱装置
の誘導コイル(5) で高周波加熱を行う。加熱されたリン
グ状ろう材(4a)は、溶融して継手部分(7) に流入する
が、この際、継手部分(7) の内部が真空状態であるた
め、溶融したろう材は継手部分の内方へ容易に進入する
こととなる。[0015] together when blowing an inert gas from a nozzle (6) in this state to the joint portion (7), the high-frequency heating induction coil of the high-frequency induction heating device (5). The heated ring-shaped brazing material (4a) melts and flows into the joint portion (7) .At this time, since the interior of the joint portion (7) is in a vacuum state, the molten brazing material (4a) It will easily enter inward.
【００１６】本実施例によるろう付け方法を複数回行っ
た結果、フラックス量は従来０．０５〜０．１ｇ必要で
あったのが、本実施例によれば、０．０１〜０．０３ｇ
で済み、およそ２０〜３０％の減率となった。一方、ろ
う付けの接合強度は充分であった。As a result of performing the brazing method according to the present embodiment a plurality of times, the flux amount has conventionally required 0.05 to 0.1 g, but according to the present embodiment, the flux amount is 0.01 to 0.03 g.
And the rate of decrease was about 20 to 30%. On the other hand, the joining strength of brazing was sufficient.
【００１７】なお、本実施例の方法は、ろう付けする管
内を真空状態とする関係上、継手部分(7) における接合
面のクリアランスが小さい場合に有効である。The method of this embodiment is effective when the clearance of the joint surface at the joint (7) is small because the inside of the pipe to be brazed is in a vacuum state.
【００１８】実施例２ 真空状態としたヘッダ(2) およびアルミニウムパイプ
(3) 内に不活性ガスを送り込んだ以外は、上記実施例１
と同様のろう付け操作を実施した。Example 2 Header (2) in vacuum state and aluminum pipe
Example 3 except that the inert gas was fed into (3).
The same brazing operation was performed.
【００１９】本実施例によっても、上記実施例１と同様
に従来方法に比べて少ないフラックス量で十分な接合強
度のろう付けが行えた。そして、特に継手部分の内部に
も不活性ガスを送り込んだことにより、ヘッダ(2) とア
ルミニウムパイプ(3) 両管の内面側における酸化皮膜の
生成が抑制された。According to this embodiment, as in the case of the first embodiment, brazing with sufficient bonding strength can be performed with a smaller amount of flux than the conventional method. In particular, by sending the inert gas into the joint, the formation of an oxide film on the inner surfaces of both the header (2) and the aluminum pipe (3) was suppressed.
【００２０】なお、本実施例の方法は、ろう付けする管
内にも不活性ガスを送り込むものであるため、継手部分
(7) における接合面のクリアランスが大きく、内部を上
記実施例１のような真空状態に維持することが困難な場
合に有効である。In the method of this embodiment, the inert gas is also fed into the pipe to be brazed.
This is effective when the clearance of the bonding surface in (7) is large and it is difficult to maintain the inside in a vacuum state as in the first embodiment.
【００２１】[0021]
【発明の効果】本発明の高周波誘導加熱によるろう付け
方法によれば、大気雰囲気でアルミニウム材のろう付け
をする場合でも、接合部分における酸化皮膜の生成が抑
制され、しかもろう材の良好な濡れ性が得られるため、
強固なろう付けが可能となるものである。しかも、フラ
ックス量は従来方法に比べて大幅に少なくて済み、経済
的である他、ろう付け後の多量のフラックス残渣による
表面処理への悪影響という問題も解消される。According to the brazing method using high-frequency induction heating of the present invention, even when brazing an aluminum material in an air atmosphere, the formation of an oxide film at the joint is suppressed, and the brazing material has good wettability. Is obtained,
This enables strong brazing. In addition, the amount of flux is much smaller than that of the conventional method, which is economical, and also eliminates the problem that the large amount of flux residue after brazing adversely affects the surface treatment.
【００２２】そして、とくに請求項１記載の発明によれ
ば、加熱されたリング状ろう材は、溶融して継手部分に
流入するが、この際、継手部分の内部が真空状態である
ため、溶融したろう材は継手部分の内方へ容易に進入す
ることとなる。 また、請求項２記載の発明によれば、ろ
う付けする中空状の金属材内にも不活性ガスを送り込む
ものであるため、継手部分における接合面のクリアラン
スが大きく、内部を真空状態に維持することが困難な場
合に有効である。 In particular, according to the first aspect of the present invention,
For example, the heated ring-shaped brazing material melts and
At this time, the inside of the joint part is in a vacuum state
Therefore, the molten brazing material easily enters the joints
The Rukoto. According to the second aspect of the present invention,
Inert gas is also fed into the hollow metal material to be brazed
, The clear run of the joint surface at the joint
Is large and it is difficult to maintain a vacuum inside.
It is effective when
【図１】本発明の実施例を示す縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of the present invention.
１ エバポレータ本体 ２ ヘッダ（中空状の金属材） ２ａ 拡管部 ３ アルミニウムパイプ（他の中空状の金属材） ４ リング状ろう材 ５ 高周波誘導加熱装置の誘導コイル ６ ノズル ７ 継手部分DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Evaporator main body 2 Header (hollow metal material) 2a Expansion part 3 Aluminum pipe (other hollow metal materials) 4 Ring brazing material 5 Induction coil of high frequency induction heating device 6 Nozzle 7 Joint part
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−15969（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−180266（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−180265（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−267692（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−35152（ＪＰ，Ａ) 特公 昭46−9928（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 1/00 - 1/20 B23K 13/01 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-5-15969 (JP, A) JP-A-3-180266 (JP, A) JP-A-3-180265 (JP, A) JP-A-3-180265 267692 (JP, A) JP-A-54-35152 (JP, A) JP-B-46-9928 (JP, B1) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B23K 1/00-1 / 20 B23K 13/01
Claims (2)
金属材をフラックスを用いて大気雰囲気中で高周波誘導
加熱によりろう付けするにあたり、中空状の金属材の端
部に拡管部を形成し、次いで、他の中空状の金属材の周
囲にリング状ろう材を嵌め被せるとともに、該他の中空
状の金属材の先端部分を拡管部に嵌め入れて、拡管部の
端面上に上記リング状ろう材を配し、両金属材の継手部
分およびリング状ろう材にフラックスを塗布した後、継
手部分の周囲に高周波誘導加熱装置の誘導コイルを配置
するとともに、継手部分に向かって不活性ガスのノズル
を配置し、中空状の金属材および他の中空状の金属材内
を真空状態とし、この状態でノズルから不活性ガスを継
手部分に吹き付けるとともに、高周波誘導加熱装置の誘
導コイルで高周波加熱を行うことを特徴とする、金属材
の高周波誘導加熱によるろう付け方法。When brazing another hollow metal material to an opening of the hollow metal material by high frequency induction heating in an air atmosphere using a flux, an end of the hollow metal material is used.
A pipe expansion section is formed in the section, and then the circumference of another hollow metal material is formed.
A ring-shaped brazing material is fitted over the
Insert the tip of the metal material into the expanded section, and
Place the ring-shaped brazing material on the end face, and
After applying flux to the brazing filler metal
Induction coil of high-frequency induction heating device is placed around the hand
And an inert gas nozzle toward the joint
And place a vacuum inside the hollow metal material and other hollow metal materials, and pass inert gas from the nozzle in this state.
Spray on the hand and invite a high-frequency induction heater
A brazing method for high-frequency induction heating of a metal material, wherein high- frequency heating is performed by a conductive coil .
性ガスを送り込むことを特徴とする請求項１記載の金属
材の高周波誘導加熱によるろう付け方法。2. The brazing method according to claim 1, wherein the inert gas is fed into a hollow metal material in a vacuum state.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP25835692A JP3131666B2 (en) | 1992-09-28 | 1992-09-28 | Brazing method of metal materials by high frequency induction heating |
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| JP25835692A JP3131666B2 (en) | 1992-09-28 | 1992-09-28 | Brazing method of metal materials by high frequency induction heating |
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| JPH06114545A JPH06114545A (en) | 1994-04-26 |
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