JPH07227695A - ロウ付け用フラックス、熱交換器、及び熱交換器の製造法 - Google Patents
ロウ付け用フラックス、熱交換器、及び熱交換器の製造法Info
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Abstract
ューブとフィンとのロウ付け接合部に選択腐食を発生す
ることのない信頼性の高い、そしてまた工業上実用性の
高い、アルミニウム、あるいはアルミニウム合金のロウ
付けに有用なフラックス、該フラックスを使用してロウ
付けされた熱交換器、及び該熱交換器の製造法を提供す
ることを目的とするものである。 【構成】 KF/ZnF2 /AlF3 の重量比を単体化
合物表示で表したとき、50/10/40(d点),46/40/14(p点),
32/40/28(s点),35/30/35(j点),40/10/50(h点) に位置づ
けられる多角形dpsjkによって囲まれた組成範囲に
相当する組成物であることを特徴とするアルミニウム系
材料用ロウ付けフラックスを採用するものである。
Description
アルミニウム合金のロウ付けに有用なフラックス、該フ
ラックスを使用してロウ付けされた熱交換器、及び該熱
交換器の製造法に関するものである。
ム合金からなる熱交換器を製造するに際して、非腐食性
であるという利点から,KF−AlF3 系などのフッ化
物系フラックスを使用してロウ付けする場合がある。フ
ッ化物系フラックスを使用してロウ付けする場合、特に
アルミニウム、或いはアルミニウム合金からなる熱交換
器のチューブには、孔食防止のために亜鉛溶射を実施
し、また、チューブよりも犠牲腐食効果に基づき電位的
に卑となるような材料をフィンに採用してきている。
用いた場合、ロウ付け接合部の電位を、フィンよりも電
位的に貴とすることが、実際上困難であることから、ロ
ウ付け接合部において、選択腐食が、発生することがあ
る。特に、腐食環境の厳しい地域では、選択腐食によっ
てフィンが、脱落するということも見受けられている。
しかし、亜鉛溶射されてないチューブを用いた場合、フ
ィンとの接合部以外のチューブ部分に発生する孔食を防
止することは、非常に困難である。
は、KF−ZnF2 系のフラックスを用いて、アルミニ
ウム系の材料表面に、亜鉛拡散層を形成し、これによっ
て、ロウ付け接合部に選択腐食が発生することのない、
即ち信頼性の高い熱交換器を提供しようとする技術の開
示である。ところが、実際上の工業用ロウ付け雰囲気炉
では、上記の開示技術は、ロウ付け性が悪いために不適
当であり、上述の問題は、未だに解決されてない状況に
ある。
記の如き状況を鑑みて、チューブに発生する孔食を抑制
でき、またチューブとフィンとのロウ付け接合部に選択
腐食を発生することのない信頼性の高い、そしてまた工
業上実用性の高い、アルミニウム、あるいはアルミニウ
ム合金のロウ付けに有用なフラックス、該フラックスを
使用してロウ付けされた熱交換器、及び該熱交換器の製
造法を提供することを課題とするものである。
するための一手段として、請求項1、即ち、単体化合物
表示で、KF/ZnF2 /AlF3 の重量比を表したと
き、50/10/40(d点),46/40/14(p点),32/40/28(s点),35/3
0/35(j点),40/10/50(h点) に位置づけられる多角形dp
sjhによって囲まれた組成範囲に相当する組成物であ
ることを特徴とするアルミニウム系材料用ロウ付けフラ
ックスを採用するものである。
製の内部を被熱交換流体が流れるチューブと、被熱交換
流体と空気との熱交換を促進させるために前記チューブ
間に設けられ、しかもアルミニウム合金製の芯材及びア
ルミニウム合金製の外張材及びアルミニウム合金製の内
張材とからなり、前記芯材の両側に前記外張材と前記内
張材とをクラッドしたブレージングシートで作製された
フィンとから少なくとも構成され、しかも、少なくとも
前記チューブと前記フィンとが、KF/ZnF 2 /Al
F3 の重量比を表したとき、50/10/40(d点),46/40/14(p
点),32/40/28(s点),35/30/35(j点),40/10/50(h点) に位
置づけられる多角形dpsjhによって囲まれた組成範
囲に相当する組成物であるアルミニウム系材料用ロウ付
けフラックスを用いてロウ付けされたことを特徴とする
熱交換器を採用するものである。
合金製の内部を被熱交換流体が流れるチューブと、被熱
交換流体と空気との熱交換を促進させるために前記チュ
ーブ間に設けられ、しかもアルミニウム合金製の芯材及
びアルミニウム合金製の外張材及びアルミニウム合金製
の内張材とからなり、前記芯材の両側に前記外張材と前
記内張材とをクラッドしたブレージングシートで作製さ
れたフィンとから少なくとも構成された熱交換器の、少
なくとも前記チューブと前記フィンとをロウ付けする際
に、KF/ZnF2 /AlF3 の重量比を表したとき、
50/10/40(d点),46/40/14(p点),32/40/28(s点),35/30/35
(j点),40/10/50(h点) に位置づけられる多角形dpsj
hによって囲まれた組成範囲に相当する組成物であるア
ルミニウム系材料用ロウ付けフラックスを用いてロウ付
けする工程を備えたことを特徴とする熱交換器の製造方
法を採用するものである。
求項1で、アルミニウム系材料表面にロウ付け時に亜鉛
拡散層の形成より、ロウ付け接合部の電位を、フィンよ
りも電位的に貴とすることができるので、ロウ付け接合
部において、選択腐食の発生を抑制できる。また、フィ
ンとの接合部以外のチューブ部分に発生する孔食も抑制
できる。そしてさらには、工業的生産に対応が可能とな
る。また、請求項2及び3で、ロウ付け接合部の電位を
フィンよりも電位的に貴とすることができ、そして、ロ
ウ付け接合部において選択腐食の発生を抑制でき、さら
にはフィンとの接合部以外のチューブ部分に発生する孔
食も抑制できるようになる。
制でき、またチューブとフィンとのロウ付け接合部に選
択腐食を発生することのない、即ち信頼性の高い、そし
てまた工業上実用性の高い、アルミニウム、あるいはア
ルミニウム合金のロウ付けに有用なフラックス、該フラ
ックスを使用してロウ付けされた熱交換器、及び該熱交
換器の製造法を提供することができる。
ら説明する。図1は、本発明の熱交換器の1つであるコ
ンデンサの実施例について記したものある。図におい
て、(ア)は、本発明の一実施例であるコンデンサの概
略全体図であり、1は、コンデンサ、3は、チューブ、
4は、フィンである(尚、図においてフィンは一部のチ
ューブ間に設けられているが、総てのチューブ間に設け
られていてもよい)。(イ)は、(ア)に記したコンデ
ンサ1の一部の断面概略斜視図を記したものであり、
(ウ)は、(イ)の断面概略斜視図の一部分を拡大した
ものである。ここで、前記チューブ3は折り曲げ加工を
行い、空間部7を形成し、またシーム溶接してチューブ
とし、前記チューブ3内部を冷却水等が還流できる構造
としてある。そして、前記フィン4は、芯材41の両側
を内張材42と外張材43とによって積層されたクラッ
ド材からなり、該フィン4のジグザグ状に折り曲げられ
た凸部44でロウ付けされている。尚、6は、ロウであ
る。
鋭意検討してきたフラックスについて、以下に詳細す
る。本発明のロウ付け用のフラックスは、x%KF,y
%ZnF2 ・4H2 O,(100−x−y)%AlF3
・3H2 Oの混合割合からなる混合物を100g用意
し、水を加えてよく混練することにより混合物とした。
その後、100℃で2時間乾燥し、得られた固化物を粉
砕することによって本発明にかかるフラックスを得た。
評価を実施した。前記チューブ3は、Al−0.5%C
uからなる合金である。また前記フィン4は、前記芯材
41であるAl−1.2%Mn−1.5%Znからなる
合金)と、前記内張材42であるAl−7.5%Siか
らなる合金(A4343)と、前記外張材43であるA
l−7.5%Siからなる合金(A4343)とからな
り、しかも前記芯材41の両側に前記内張材42と前記
外張材43とをクラッドして作製された複合材(ブレー
ジングシート)であり、ジグザグに折り曲げられた薄板
材である。これら部品に使用する材料を用いて、逆T字
型テストピース12を作製した(図3参照)。図におい
て、チューブ材料用の板9は、大きさ3×2cmであ
り、またフィン材料用の板10は、大きさ3×2cmで
ある。前記チューブ材料用の板9及び前記フィン材料用
の板10を有機溶剤にて脱脂した後に、前記フィン材料
の板10を、水100gに対して上記の粉末上フラック
ス25gを添加して作製した水溶液中に浸漬し、そして
乾燥した(フラックス付着量2〜5g/m2 )。そし
て、フラックスの付着した前記フィン材料の板10に対
してφ1.6mmのSUS304のクリアランス11を
設けて前記チューブ材料用の板9組付け、被ロウ付け体
とした。該被ロウ付け体を窒素雰囲気炉にて610℃に
て11min間加熱してロウ付けを行ない、前記逆T字
型テストピース12を作製した。尚、ロウ付けには通常
の工業炉を用い、雰囲気は露点−40℃、酸素濃度30
〜50ppmとした。又、比較として、従来のフラック
スを用いた逆T字型テストピースついても、同様に実施
した。また、ロウ付け性の評価方法として隙間充填長さ
と、亜鉛の前記チューブ材料用の板9への拡散層の厚さ
である亜鉛拡散層厚さを採択して評価を実施した。
4は、x%KF,y%ZnF2 ,(100−x−y)%
AlF3 の混合割合からなる混合物KF−ZnF2 −A
lF 3 の試作領域を記した図である。図に示したNo.
は、実施番号である。尚、実施番号a〜sは、本発明の
組成領域を得るための試作物であり、A,Bは、比較の
ための従来組成物である。各実施No.に対応して、図
5にはフラックスのロウ付け性を隙間充填長さ(単位:
mm)を、又、図6に亜鉛拡散層厚さを記す。尚、亜鉛
拡散層厚さは、ロウ付け後の逆T字型テストピースをE
PMAによって深さ方向の亜鉛拡散距離(単位:μm)
を表したものである。ここで、熱交換器として十分なロ
ウ付け強度を得るためには、隙間充填長さが、10mm
以上必要であり、また、ロウ付け接合部に選択腐食が発
生しないためには70μm以上必要である。この事か
ら、本発明を満足するフラックス組成は、図7に記した
実施番号d,p,s,j,hによって囲まれる領域のK
F−ZnF2 −AlF3 である。ここで、実施番号d,
p,s,j,hの組成をKF/ZnF2 /AlF3 とし
て表1に記す。
の工業用ロウ付け雰囲気炉で使用可能な実用性の高い、
しかも亜鉛拡散層を形成できる亜鉛拡散性を兼ね備えた
物であると言える。尚、上記実施例においては、単体化
合物での例を示したが、50/10/40(d点),46/40/14(p点),
32/40/28(s点),35/30/35(j点),40/10/50(h点) に位置づ
けられる多角形dpsjhによって囲まれた組成範囲に
相当する組成物であれば、同様の効果が得られることは
言うまでもない。
交換器1を試作した。前記チューブ3は、Al−0.5
%Cuからなる合金である。また前記フィン4は、前記
芯材41であるAl−1.2%Mn−1.5%Znから
なる合金と、前記内張材42であるAl−7.5%Si
からなる合金(A4343)と、前記外張材43である
Al−7.5%Siからなる合金(A4343)とから
なり、しかも前記芯材41の両側に前記内張材42と前
記外張材43とをクラッドして作製された複合材(ブレ
ージングシート)であり、ジグザグに折り曲げられた薄
板材である前記チューブ3を所定の形状に折り曲げ加工
し、その間隙にジグザグに折り曲げられた薄板材である
前記フィン4を挿入して仮組付け品とした。そして、水
950gに本発明のフラックス50gを添加したフラッ
クス含有水溶液を作製し、前記仮組付け品にエアガンに
よって、フラックス付着量が2〜5gになるようにフラ
ックス含有水溶液を吹きつけ乾燥した(図2にフラック
ス付着後の熱交換器1の一部断面拡大図を記す)。そし
て、窒素雰囲気炉にて610℃にて11min間加熱し
てロウ付けを行ない、前記熱交換器1を作製した。尚、
ロウ付けには通常の工業炉を用い、雰囲気は露点−40
℃、酸素濃度30〜50ppmとした。尚、チューブ3
に亜鉛溶射したものと、従来のフラックスを比較のため
に、使用して熱交換器1を試作した。以上のように試作
した熱交換器1を構成するチューブ3とフィン4の各材
料の自然電極電位の測定を実施した。電極をAg/Ag
Cl,電解液を5%NaCl水溶液(pH7)として実
施した結果を表2に記す。
は、亜鉛溶射の無い Al-0.5%Cuよりも卑であるが、亜鉛
溶射の有る Al-0.5%Cuよりも貴である。また、Al-0.5%C
u 亜鉛溶射無し自然電極電位と Al-1.2%Mn-1.5%Zn亜鉛
溶射無し自然電極電位との中間の大きさに、本発明のフ
ラックスにてロウ付けした Al-0.5%Cuの自然電極電位が
位置づけされるように、本発明のフラックスを選定する
ことが可能である。即ち、チューブ表面の亜鉛拡散層の
自然電極電位が、チューブ自然電極電位とフィン自然電
極電位との間の大きさになるように、本発明によって調
整することができるようになる。従って、本発明のフラ
ックスを適用してロウ付けされた熱交換器の場合、ロウ
付け接合部の電位を、フィンよりも電位的に貴とするこ
とができ、ロウ付け接合部における選択腐食の発生を防
止できるようになる。特に、腐食環境の厳しい地域で
は、選択腐食によってフィンが、脱落するということも
見受けられているが、本発明の適応によって脱落の回避
が可能となる。
食試験は、JIS 8681で規定されているCASS
試験法に則って行われた。その結果を表3に記す。表3
において、「剥がれ無し」は、ロウ付け部でのチューブ
とフィンの剥がれがなくロウ付け状態が依然として良好
であることを示しており、「剥がれ有り」は、ロウ付け
部でのチューブとフィンの剥がれが認められ、ロウ付け
状態が既に悪化していることを示している。また、「孔
食」は、フィンのロウ付けされていない部分のチューブ
に発生した孔食の深さを示したものである。
のチューブを使用後、従来組成のフラックスを用いてロ
ウ付けしたものは、フィンの剥がれが発生したが、「亜
鉛溶射無し」のチューブを使用し、本発明のフラックス
及び従来組成のフラックスを用いてロウ付けしたもの
は、フィンの剥がれが発生しなかった。また、「亜鉛溶
射無し」のチューブを使用し、従来組成のフラックスを
用いてロウ付けしたものは、フィン接合のないチューブ
の部分の「孔食」は、0.4mmであったが、「亜鉛溶
射無し」のチューブを使用し、本発明のフラックスのフ
ラックスを用いてロウ付けしたもの、及び「亜鉛溶射有
り」のチューブを使用し、従来組成のフラックスを用い
てロウ付けしたものは、フィン接合のないチューブの部
分の「孔食」は、0.1mm以下であった。
た場合、フィンの剥がれが発生せずして、フィンとの接
合部以外のチューブ部分に発生する孔食を防止すること
は、非常に困難であると言われてきたが、本発明によっ
て亜鉛溶射されてないチューブを用いてもフィンの剥が
れを発生せずに、フィンとの接合部以外のチューブ部分
に発生する孔食を抑制することが可能となった。
でき、またチューブとフィンとのロウ付け接合部に選択
腐食を発生することのない信頼性の高い、そしてまた工
業上実用性の高い、アルミニウム、あるいはアルミニウ
ム合金のロウ付けに有用なフラックス、該フラックスを
使用してロウ付けされた熱交換器、及び該熱交換器の製
造法を提供することができる。
デンサの概略図である。(イ)は、本発明の熱交換器の
1つであるコンデンサの一部の断面概略斜視図を記した
図である。(ウ)は、本発明の熱交換器の1つであるコ
ンデンサの一部の断面概略斜視図の一部分を拡大した図
である。
面拡大図を記したものである。
ース及び隙間充填長さを説明するための図である。
である。
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 単体化合物表示で、KF/ZnF2 /A
lF3 の重量比を表したとき、50/10/40(d点),46/40/14
(p点),32/40/28(s点),35/30/35(j点),40/10/50(h点) に
位置づけられる多角形dpsjhによって囲まれた組成
範囲に相当する組成物であることを特徴とするアルミニ
ウム系材料用ロウ付けフラックス。 - 【請求項2】アルミニウム合金製の内部を被熱交換流体
が流れるチューブと、被熱交換流体と空気との熱交換を
促進させるために前記チューブ間に設けられ、しかもア
ルミニウム合金製の芯材及びアルミニウム合金製の外張
材及びアルミニウム合金製の内張材とからなり、前記芯
材の両側に前記外張材と前記内張材とをクラッドしたブ
レージングシートで作製されたフィンとから少なくとも
構成され、しかも、少なくとも前記チューブと前記フィ
ンとが、KF/ZnF2 /AlF3 の重量比を表したと
き、50/10/40(d点),46/40/14(p点),32/40/28(s点),35/3
0/35(j点),40/10/50(h点) に位置づけられる多角形dp
sjhによって囲まれた組成範囲に相当する組成物であ
るアルミニウム系材料用ロウ付けフラックスを用いてロ
ウ付けされたことを特徴とする熱交換器。 - 【請求項3】アルミニウム合金製の内部を被熱交換流体
が流れるチューブと、被熱交換流体と空気との熱交換を
促進させるために前記チューブ間に設けられ、しかもア
ルミニウム合金製の芯材及びアルミニウム合金製の外張
材及びアルミニウム合金製の内張材とからなり、前記芯
材の両側に前記外張材と前記内張材とをクラッドしたブ
レージングシートで作製されたフィンとから少なくとも
構成された熱交換器の、少なくとも前記チューブと前記
フィンとをロウ付けする際に、KF/ZnF2 /AlF
3 の重量比を表したとき、50/10/40(d点),46/40/14(p
点),32/40/28(s点),35/30/35(j点),40/10/50(h点) に位
置づけられる多角形dpsjhによって囲まれた組成範
囲に相当する組成物であるアルミニウム系材料用ロウ付
けフラックスを用いてロウ付けする工程を備えたことを
特徴とする熱交換器の製造方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19939794A JP3674053B2 (ja) | 1993-12-24 | 1994-08-24 | ロウ付け用フラックス、熱交換器、及び熱交換器の製造法 |
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Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP5-326473 | 1993-12-24 | ||
JP32647393 | 1993-12-24 | ||
JP19939794A JP3674053B2 (ja) | 1993-12-24 | 1994-08-24 | ロウ付け用フラックス、熱交換器、及び熱交換器の製造法 |
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JPH07227695A true JPH07227695A (ja) | 1995-08-29 |
JP3674053B2 JP3674053B2 (ja) | 2005-07-20 |
Family
ID=26511516
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19939794A Expired - Fee Related JP3674053B2 (ja) | 1993-12-24 | 1994-08-24 | ロウ付け用フラックス、熱交換器、及び熱交換器の製造法 |
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Country | Link |
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