JPH06102266B2 - 真空ろう付方法 - Google Patents

真空ろう付方法

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JPH06102266B2
JPH06102266B2 JP62301578A JP30157887A JPH06102266B2 JP H06102266 B2 JPH06102266 B2 JP H06102266B2 JP 62301578 A JP62301578 A JP 62301578A JP 30157887 A JP30157887 A JP 30157887A JP H06102266 B2 JPH06102266 B2 JP H06102266B2
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vacuum
brazing
temperature
furnace
carrier gas
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聖英 手島
健 井口
晃一 川村
教夫 鈴木
春彦 大塚
治 大久保
丈夫 加藤
哲郎 對馬
康二 山中
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日本電装株式会社
日本真空技術株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ろう材を装着した被ろう付材を真空中でろう
付温度に保持する真空ろう付方法に関する。
本発明は、特にアルミニウムまたはアルミニウム合金の
接合を行なう真空ろう付方法の改良であって、特にアル
ミニウムまたはアルミニウム合金製熱交換器の製造に有
用である。
〔従来の技術および問題点〕
フラックスを使用しない特殊な雰囲気中でのろう付方法
は、たとえば特公昭第48-31821号公報に開示された、非
酸化性雰囲気中で行なうアルミニウムまたはアルミニウ
ム合金のろう付方法がある。しかし、ろう付性を更に向
上させるために、近年特に真空ろう付が盛んに行なわれ
ている。
従来、真空ろう付はバッチ式真空炉または半連続式真空
炉で行なわれている。
バッチ式真空炉の場合には、被処理材(被ろう付材とろ
う材を含む)を炉内に装入した後、まず常温で真空排気
を行なって最終的な最高到達真空度にまで炉内を減圧し
てから加熱を開始する。したがって、加熱開始までに必
ず真空排気時間を要するため、被処理材の炉内装入から
ろう付終了までのろう付処理時間が必然的に長くなる。
更に真空中での加熱・保持中に被処理材および炉自体か
ら放出されるガスの発生が多いため、実際にろう付過程
が進行するときの真空度が低下して、ろう付の向上に限
界がある。また、発生したガスの付着による炉内汚染の
低減も困難である。
半連続式真空炉の場合には、あらかじめ段階的に真空度
を高めた各室の中を被処理材を移動させながら加熱昇温
する。この方法は真空度、ろう付性は優れているが、処
理工程が移動で中断されて断続的に進行することによる
時間損失が大きいため、ろう付処理時間全体はやはり長
くなる。また、ろう付処理全体のパターンを変更する際
には各室の加熱および真空排気スケジュールを相互の関
連において調整する必要があるため、時間、労力、エネ
ルギー等の面での損失が非常に大きい。更に、炉自体が
大型で構造も複雑になるため、建造、運転、保守等の設
備費が高くなる。
このように、従来の真空ろう付方法には、ろう付処理時
間が長く、バッチ式真空炉による場合は真空度が低く、
そのためろう付性が低く、半連続式真空炉による場合は
設備費が高く且つパターン変更時の損失が大きいという
問題点があった。
〔問題点を解決するための手段〕
上記の問題点は、ろう材を装着した被ろう付材を真空中
でろう付温度に保持する真空ろう付方法において、 (1)常温から所定温度までの加熱を大気中で行ない、 (2)真空排気を開始し、 (3)引き続きろう材の固相線未満の温度まで加熱しな
がら、所定圧力に減圧し、 (4)真空排気を継続しながら不活性なキャリアガスを
所定圧力の調整圧力状態で連続的に導入し、 (5)該キャリアガスの導入を停止し、 (6)更に真空排気を進めて真空度を高めながらろう付
温度にまで加熱する、 ことを特徴とする真空ろう付方法によって解決される。
ろう材の固相線未満の温度を500±50℃とし、アルミニ
ウムまたはアルミニウム合金のろう付を行なうことが特
に望ましい。
〔作 用〕
本発明の方法においては、常温から所定温度までの加熱
を大気中で行なう(大気予熱)ことによって、被処理材
や炉壁に付着している水分等の比較的蒸発しやすいガス
が付着部位から放出されて炉内に充満する他、一部炉外
へ排出される。その後、真空排気を開始することによっ
て、炉内に充満していたガスは一気にポンプへ吸いよせ
られて排出され、炉内の真空度は急速に高まる。この段
階では、蒸発しにくい油等の不純物はまだ炉内に残留し
ている。そこで、引き続き加熱して不純物の蒸発しやす
い状態にしながら、所定圧力に減圧し、真空排気を継続
しながら不活性なキャリアガスを連続的に導入した所定
圧力の調整圧力状態にすることによって、炉内にキャリ
アガスの流れを作って不純物ガスを積極的にポンプへ引
きよせて排出する。キャリアガスとしては窒素等の不活
性なガスを用いる。被処理材の温度がろう材の固相線未
満の所定温度に達したらキャリアガスの導入を停止す
る。更に真空排気して真空度を高めながら被処理材をろ
う付温度にまで加熱し、実際のろう付過程を行なう。
このようにして、ガスの放出・排出を強力に行なってか
ら本引き過程に入るので、本引き中のガス放出が極めて
少ないため、従来バッチ式真空炉では得難かった高真空
度を容易に達成できる。
〔実施例〕
以下に、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
例 1 アルミニウム合金の真空ろう付を以下のように行なっ
た。
第4図に示す、芯材2(A3003,Al−1Mn)の両側にろう
材1(A4104,Al−9.8Si−1.5Mg−0.1Bi)がクラッドさ
れているブレージングシート10から、第6図に示すドロ
ンカップタイプのカークーラー用エバポレータ30を作製
した。
まず、ブレージングシート10をプレス加工して、第5図
に示す穴3を有するカプ20を成形した。2つのカップ20
を凹側同士を向かい合わせて第5図のようにカップの縁
部を接触させて保持し、被被処理材とした。
使用した炉は第7図に示す外熱式のバッチ式真空炉であ
り、真空槽41、その外部の加熱コイル42、真空排気口4
3、出入口扉44、およびキャリアガス導入口45を具備す
る。
本発明の真空ろう付方法にしたがったろう付処理中の被
処理材の温度および炉内の真空度の推移を第1図に示
す。経過時間0分は被処理材を炉内に装入して出入口扉
44(第7図)を閉じた時点であり、ろう付処理の開始時
時点を示す。
上記で準備した被処理材を炉内に装入し出入口扉44を閉
じた。炉壁は常に600〜700℃の高温に保持されており、
被処理材は装入直後から昇温を開始した。被処理材の温
度が3分で150℃に達したときに予備真空排気を開始し
た。2分後(経過時間5分)に温度200℃、真空度1×1
0-2Torrに達したところで真空排気をしながらキャリア
ガス導入口から炉内にキャリアガスを導入し始め、以後
炉内圧力を2×10-1Torrに維持するようにキャリアガス
を導入しつづけた。キャリアガス導入開始後10分(経過
時間15分)で温度500℃に達したときにキャリアガスの
導入を停止した。以後の真空排気(本引き)により真空
度は急速に高まり、実際のろう付過程進行中には5.0×1
0-5にまで達していた。ろう付終了時の経過時間は29
分、その後のリーク、冷却、移動時間を含めると33分で
あった。冷却後のろう付品(エバポレータ)を切断しろ
う付継手(第6図4)の寸法(L)を測定し、ろう付性
を評価した。
例 2 例1と同様の真空ろう付を行なった。ただし、大気中で
の予備加熱温度(予備真空排気の開始温度=大気中加熱
温度)を200℃とした。ろう付処理時間は33分であっ
た。実際のろう付を行なった際の到達真空度は4×10-5
Torrであった。冷却後にろう付継手部の寸法(L)を測
定した。
例 3 例1と同様の真空ろう付および測定を行なった。ただし
大気中加熱温度を300℃とした。ろう付処理時間は33分
であった。到達真空度は4×10-5Torrであった。
例 4 例1と同様の真空ろう付および測定を行った。ただし大
気中加熱温度を50℃とした。ろう付処理時間は33分であ
った。到達真空度は6×10-5Torrであった。
例 5 例1と同様の真空ろう付および測定を行なった。ただし
大気中加熱温度を100℃とした。ろう付処理時間は33分
であった。到達真空度は4×10-5Torrであった。
例 6 例1と同様の真空ろう付および測定を行った。ただし大
気中加熱温度を350℃とした。ろう付処理時間は33分で
あった。到達真空度は4×10-5Torrであった。
比較例1 比較のために、キャリアガスの導入を行なわずに例3と
同様の真空ろう付および測定を行なった。ろう付処理時
間は33分、到達真空度は1.3×10-4Torrであった。
比較例2 比較のために、大気中予熱を行なわずに例1と同様の真
空ろう付および測定を行なった。ただし、キャリアガス
の導入による調整圧を0.05Torrとした。到達真空度は1.
8×10-4Torrであった。
比較例3 比較のために、大気中予熱を行なわずに例1と同様の真
空ろう付および測定を行なった。ただし、キャリアガス
の導入による調整圧を0.20Torrとした。到達真空度は1.
2×10-4Torrであった。
比較例4 比較のために、大気中予熱を行なわずに例1と同様の真
空ろう付および測定を行なった。ただし、キャリアガス
の導入による調整圧を2.0Torrとした。到達真空度は1.4
×10-4Torrであった。
比較例5 比較のために、大気中予熱を行なわずに例1と同様の真
空ろう付および測定を行なった。ただし、キャリアガス
の導入による調整圧を12.0Torrとした。到達真空度は1.
6×10-4Torrであった。
従来法による真空ろう付方法の例として次の2例を行な
った。
従来例1 例1と同様に被処理材を準備した。使用した炉も例1と
同様のバッチ式真空炉である。この場合の、被処理材の
温度および炉内の真空度の推移を第2図に示す。被処理
材を炉内に装入し出入口扉44を閉じた後直ちに真空排気
を開始した。10分経過後に真空度は1.0×10-5Torrに達
した。この時点で加熱コイルに通電して加熱を開始し
た。ろう付処理時間は46分であった。ろう付終了時点の
最終的な真空度は1.5×10-4Torrにまで低下していた。
冷却後にろう付継手の寸法(L)を測定した。
従来例2 例1と同様に被処理材を準備した。使用した炉は4室型
の半連続真空炉である。この場合の被処理材の温度およ
び炉内の真空度の推移を第3図に示す。各室はあらかじ
め所定温度に保持されている。第1予熱室以降の各室は
所定真空度にあらかじめ減圧されている。まず被処理材
を前室に装入し直ちに真空排気を開始した。被処理材は
温度が150℃に達したときに前室から第1予熱室に移動
した。以後、第2予熱室、加熱室と移動しながら昇温お
よび真空度上昇が行なわれ、ろう付を終了した。ろう付
処理時間は48分、到達真空度は3.0×10-5Torrであっ
た。冷却後にろう付継手の寸法を測定した。
以上の結果を一括して第1表に示す。
本発明の方法によれば、到達真空度が従来のバッチ式真
空炉による方法の1.5×10-4Torrに対して4〜5×10-5T
orrと、従来の半連続式真空炉による方法の3×10-5Tor
rに匹敵する高真空度が得られ、しかもろう付処理時間
が従来法よりも著しく短縮されており、なお且つろう付
性は従来のバッチ式真空炉による場合よりも格段に向上
している。
比較例から、大気予熱およびキャリアガス予熱のいずれ
か一のみを行なっても、真空度はほとんど向上しないこ
とがわかる。
実施例では、本発明をアルミニウム合金製のドロンカッ
プタイプのカークーラ用エバポレータに適用した場合を
説明したが、本発明は、この他にたとえばラジエータや
カークーラ用コンデンサ等のアルミニウム製品、アルミ
ニウム合金製品等や、更にステンレス鋼製品その他の真
空ろう付対象品一般に適用できる。
〔発明の効果〕
本発明の真空ろう付方法によって、従来の真空ろう付方
法にくらべてろう付処理時間を格段に短縮することがで
き、バッチ式真空炉による真空度を半連続式真空炉によ
る場合と同等にまで高められることによって、ろう付継
手強度を向上させ且つ炉の清掃保守の負担も軽減でき
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、バッチ式真空炉で行なう本発明の真空ろう付
方法を、ろう付処理開始からの経過時間に対する被処理
材の温度および炉内の真空度の推移で示す線図である。 第2図は、バッチ式真空炉で行なう従来の真空ろう付方
法を、ろう付処理開始からの経過時間に対する被処理材
の温度および炉内の真空度の推移で示す線図である。 第3図は、半連続式真空炉で行なう従来の真空ろう付方
法を、ろう付処理開始からの経過時間に対する被処理材
の温度および炉内の真空度の推移で示す線図である。 第4図は、芯材の両側をろう材でクラッドしたブレージ
ングシートの断面図である。。 第5図は、第4図のブレージングシートからプレス成形
した2つのカップを組合せたろう付前の被処理材の断面
図である。 第6図は、第5図の被処理材を真空ろう付したエバポレ
ータの断面図である。 第7図は、本発明の方法を行なうための望ましいバッチ
式真空炉の1例を示す断面図である。 1……ろう材、2……芯材、 3……穴、4……ろう付継手、 10……ブレージングシート、20……カップ、 30……エバポレータ、41……真空槽、 42……加熱コイル、43……真空排気口、 44……出入口扉、45……キャリアガス導入口。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川村 晃一 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 鈴木 教夫 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 大塚 春彦 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 大久保 治 神奈川県茅ケ崎市萩園2500番地 日本真空 技術株式会社内 (72)発明者 加藤 丈夫 神奈川県茅ケ崎市萩園2500番地 日本真空 技術株式会社内 (72)発明者 對馬 哲郎 神奈川県茅ケ崎市萩園2500番地 日本真空 技術株式会社内 (72)発明者 山中 康二 神奈川県茅ケ崎市萩園2500番地 日本真空 技術株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−50271(JP,A) 特公 昭62−36783(JP,B2)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ろう材を装着した被ろう付材を真空中でろ
    う付温度に保持する真空ろう付方法において、 (1)常温から所定温度までの加熱を大気中で行い、 (2)真空排気を開始し、 (3)引き続きろう材の固相線未満の温度まで加熱しな
    がら、所定圧力以下に減圧し、 (4)真空排気を継続しながら不活性なキャリアガスを
    所定圧力の調整圧力状態で連続的に導入し、 (5)該キャリアガスの導入を停止し、 (6)更に真空排気を進めて真空度を高めながらろう付
    温度にまで加熱する、 ことを特徴とする真空ろう付方法。
  2. 【請求項2】前記被ろう付材としてアルミニウムまたは
    アルミニウム合金を用い、前記ろう材の固相線未満の温
    度を500±50℃とすることを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載の真空ろう付方法。
  3. 【請求項3】前記不活性なキャリアガスとして窒素ガス
    を用いることを特徴とする特許請求の範囲第1項または
    第2項に記載の真空ろう付方法。
  4. 【請求項4】前記(1)の加熱は200±100℃の温度範囲
    で行い、前記(2)の圧力は1×10-2Torr以下の圧力で
    行い、前記(4)の圧力は1×10-2〜2×10-1Torr以下
    の圧力で行うことを特徴とする特許請求の範囲第1項乃
    至第3項何れか一つに記載の真空ろう付方法。
JP62301578A 1987-08-08 1987-12-01 真空ろう付方法 Expired - Lifetime JPH06102266B2 (ja)

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JP6116165B2 (ja) * 2012-09-14 2017-04-19 昭和電工株式会社 アルミニウムのろう付法
JP6110173B2 (ja) * 2013-03-22 2017-04-05 三菱アルミニウム株式会社 アルミニウム材のろう付方法およびろう付構造体
CN113664399B (zh) * 2021-08-16 2023-10-24 西安远航真空钎焊技术有限公司 一种k形隔板腔的加工方法

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