JPS6031592B2 - ろう付け時に気化し易い元素を合金成分として含有するＡｌ合金部材のフラックスなしろう付け方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、犠牲陽極作用による防食効果を付与すると
共に、強度向上をはかる目的でＺｎやＭｇなどのろう付
け時に気化し易い元素を合金成分として含有させたＡＩ
合金部村のフラックスなしろう付け方法に関するもので
ある。

最近、例えばカークーラー用コンデンサーやラジエータ
ーなどの自動車用熱交換器の製造には、犠牲陽極作用に
よる防食効果の付与と強度向上をはかる目的でＺｎやＭ
ｇなどを合金成分として含有させたＮ合金部材が使用さ
れ、これらＡＩ合金部材の熱交換器への組立てには、フ
ラックスを使用しないことによってもたらされる種々の
利点から、フラックスなしろう付け法、特に真空ろう付
け方法や不活性ガス雰囲気ろう付け方法が適用されてい
る。

これら真空ろう付け方法および不活性ガス雰囲気ろう付
け方法において、ろう付け中、前記部材の酸化皮膜の厚
さは薄い状態に保持されているので、酸化皮膜と素地金
属とのろう付け時の熱膨脹率の差による前記酸化皮膜の
破壊が起り、この結果生じた金属素地の再酸化が真空あ
るいは不活性ガス雰囲気によって防止されてろう村の流
れを可能とし、完全なろう付けができることから、前記
部材が製造メーカーにおいて充分管理されていれば、酸
化皮膜除去のための洗濃前処理を行なう必要がなく、前
記部材の加工に際して付着した油を除くための脱脂前処
理を施すだけでよいという利点もある。しかしながら、
上記真空ろう付け方法においては、真空度１０‐４〜１
０‐キｏｒｒの高真空、および比較的長時間の高温加熱
を必要とするため、上記の脱脂前処理、あるいは必要に
応じて特別な洗練前処理を施した場合に前記部材に油脂
や水分などの不純物の残留や、前処理完了時からろう付
け時までの放置期間中に水分やその他の不純物の付着が
あったとしても、これら不純物を容易に除去することが
できるが、前記部材中に合金成分として含有されている
気化し易いＺｎやＭｇなどの元素の蒸発を避けることが
できず、この結果ろう付け後の部材には耐食性の劣化や
強度低下が起ると共に、前記蒸発元素による炉内汚染も
発生していた。

これに対して、上記不活性ガス雰囲気ろう付け方法にお
いては、炉内雰囲気が常圧あるいは常圧以上の不活性ガ
スで構成されているため、上記部材よりのＺｎやＭｇの
蒸発を抑制することができるが、前記部材の脱脂などの
前処理の際に残留した不純物や、ろう付けまでの放置期
間中に付着した不純物は、かなりの高温に炉内温度がな
らないと完全除去することはできず、例え前記部材から
除去し得たとしても新鮮な不活性ガス雰囲気中に混在し
、再び前記部材に付着して、これを着色する原因となり
、さらに高価な不活性ガスを大量に使用するなどの問題
点があった。本発明者等は、上述のような観点から、ろ
う付けせんとする川合金部材（以下被ろう付け都材とい
う）の脱脂などの前処理に際して残留した不純物や、ろ
う付けまでの放置期間中に付着した不純物の完全除去を
はかると共に犠牲陽極作用による防食効果の付与と強度
向上のために合金成分として含有させたＺｎやＭｇなど
のろう付け時における蒸発を阻止した状態でフラツクス
なしろう付けを行なうべく研究を行なった結果、｛ａ’
上記被ろう付け部材に合金成分として含有する気化し易
い元素の蒸気圧を考察するに、例えばＺｎは、温度３０
０００で約１０‐４ｏｒｒ、３５０ｑ○で約１０‐２ｔ
ｏｒｒ、および４００ｏｏで約１０‐ｌｔｏｎの蒸気圧
をもつことから、加熱雰囲気の真空度が１０‐２〜１０
‐３ｔｏｎなら３０００Ｃまで、同じく１０‐１〜１０
０ｔｏｎなら４００００まで加熱しても前記被ろう付け
部村よりのＺｎの蒸発損失はきわめて少なく、これらの
ことはＭｇについても同様であり、したがって前記被ろ
う付け部材のろう付け温度への加熱過程における初期段
階を、加熱温度との関連において減圧雰囲気にしてやれ
ば、前記被ろう付け部材中に合金成分として含有するＺ
ｎやＭｇなどの蒸発がきわめて少ない状態で、前記被ろ
う付け都材に付着する油脂や水分などの不純物を完全に
除去することができる。

‘ｂ｝ ろう付け温度までの加熱過程において、温度上
昇にともなってろう付け炉内へ逐次不活性ガスを導入し
て炉内圧力をろう付け時の雰囲気圧力である常圧または
常圧以上にまで漸次上昇させてやると、前記被ろう付け
部材中に合金成分として含有するＺｎやＭｇなどの蒸発
をきわめて低くおさえた状態で、完全なフラックスなし
ろう付けが行なえること。

以上｛ａーおよび【ｂ｝に示される知見を得たのである
。

この発明は、上記知見にもとずし、てなされたものであ
って、ＺｎやＭｇなどの気化し易い元素を合金成分とし
て含有する被ろう付け部材をフラックスなしろう付け方
法によってろう付けするための加熱過程において、まず
初期加熱段階を減圧雰囲気（拡散ポンプを必要としない
真空度１０−２〜１０‐父ｏｒｒの減圧雰囲気で充分で
ある）とすることによって前記部材に付着する不純物を
除去し、引続いてのろう付け温度への加熱に際しては、
炉内温度がろう付け温度に到達した時点で炉内圧力がろ
う付け雰囲気圧力である常圧または常圧以上になるよう
に、炉内温度上昇にしたがって逐次不活性ガスを導入し
て炉内圧力を漸次上昇させることによって、この引続い
てのろう付け温度への加熱過程における前記部材よりの
ＺｎやＭｇの蒸発抑制、並びに炉内温度の均一性をはか
った点に特徴を有するものである。ついで、この発明の
フラックスなしろう付け方法を実施例により説明する。

実施例 １ この実施例では、フィン部村として、ＡＡ３１０５材（
ＡＩ−０．５％Ｍｎ−０．５％Ｍｇ）の両面にＡＩ−１
０％Ｓｊ−２％Ｚｎ−０．５％Ｍｇの組成をもったろう
材をクラツドしたものからなるプレージングシートを使
用し、このフィン部材をＡＡＩ０７０材（９９．７％Ａ
Ｉ）の管部村にろう付けしてコンデンサーを製造する場
合について説明する。

なお、上記の被ろう付け部材に対しては、ろう付けに先
だって、例えばパークロールエチレンなどの塩素化炭化
水素系溶剤の蒸気による脱脂前処理を施した。まず、第
１図に示されるように、加熱装置と熱反射板を備えたＡ
室と、これに隣接して設けた、加熱装置を有し断熱材で
内張りされたＢ室とからなるろう付け炉のＢ室に上記被
ろう付け部材を袋入し、Ａ室を約１０‐３のｒｒの真空
度に排気した。

ついでＡ炉内を３００つ０に加熱する過程において、霧
点−６０ｏｏ以下、酸素濃度２肌以下をもったアルゴン
ガスを逐次導入し、炉内温度が３００ｏｏになった時点
で１０‐ｌｔｏｒｒの真空度になるようにアルゴンガス
の導入量を制御した。この場合、ろう付け炉内雰囲気は
、露点−５０００以下、酸素濃度５脚以下の条件を満足
するのが望ましく、また炉内導入不活性ガスとしてはア
ルゴンガスの外に、窒素ガスや、窒素ガスに１〜６容量
％の水素を混入させたものを使用することができる。一
方、Ｂ室内も予め真空引きした後、Ａ室と同様に不活性
ガスを導入しながら加熱し、炉内温度４００〜５００ｏ
ｏ、炉内圧力１０‐１のｒｒに調整しておく。

このようにしてＡ室内の圧力が、Ｂ室内の圧力と同一の
１０１のｒｒになった時点で、両室の扉をあげ、前記被
ろう付け部材をＡ室からＢ室に移し、ついで両蓋の扉を
閉め、Ｂ室内へ前記不活性ガスを逐次導入しながら炉内
温度を漸次上昇せしめ、炉内温度がろう付け温度である
６２０ｏｏに上昇した時点で炉内圧力が８００ｔｏｎに
到達するようにした。このようにろう付け炉の温度が６
２０００になった時点で加熱を止めると共に、炉内雰囲
気の減圧を開始し、ろう材の凝固が完了した時点の炉内
雰囲気を１０‐１のｒｒとした。ついで両室の扉をあげ
て、ろう付け完了の前記コンデンサーをＢ室からＡ室に
移し、両室の扉を閉め、Ａ室から前記コンデンサーを取
り出した。この結果得られたコンデンサーにおいては、
ろう付けが完全に行なわれ、すぐれたろう付け状態を示
しており、また前記フィン部材のＺｎ含有量は１．６％
を示し、ろう付け前のＺｎ含有量が２．０％であること
からしても、そのＺｎ残留率はきわめて高い（８０％）
ものであった。

これに対して、比較の目的で、上記各部材を従来真空ろ
う付けおよび従来不活性ガス雰囲気ろう付けしてコンデ
ンサーを製造した場合には、前記真空ろう付けではすぐ
れたろう付け状態を示したが、フィン部材のＺｎ含有量
は０であり、また前記不活性ガス雰囲気ろう付けでは、
すぐれたろう付け状態を示すと共にＺｎ含有量も１．７
％を示し、か残留率の高いものであったが、前記コンデ
ンサーの表面はやや着色されていた。

実施例 ２ この実施例では、管部材として、ＡＡ３００３材（山一
１．２％Ｍｎ）の外面に同４１０４村（ＡＩ−９．５％
Ｓｉ−１．９Ｍｇ−０．１％Ｂｉ）のろう材をクラツド
したものからなるプレージングパィプを使用し、この管
部材に山−１．０％Ｍｎ−１．５％Ｚｎの組成をもった
フィン部材をろう付けしてコンデンサーを製造する場合
について説明する。

なえ、前記各部材を実施例１におけると同様に脱脂前処
理した。まず、第２図に示されるように、加熱装置と熱
反射板を備えたＡ室と、これに隣接して設けた、加熱装
置を有し断熱材で内張りされたＢ室と、さらにＢ室に隣
接して設けた加熱装置と熱反射板を備えたＣ室とからな
るろう付け炉において、Ａ室に前記被ろう付け部材を袋
入し、炉内を１０‐３ｔｏｎに減圧すると共に炉内温度
を２６０午０に加熱した。

このようにＡ室内の炉内温度が２６０℃、炉内圧力が１
０‐３のｒｒになった時点で、予め同一条件の温度およ
び圧力に調整されているＢ室に、前記被ろう付け部村を
Ａ室から移し、前記Ｂ室内に実施例１で用いたと同じ不
活性ガスを逐次導入しながら炉内温度を漸次上昇させ、
炉内温度がろう付け温度である６２０午０に上昇した時
点で炉内雰囲気圧力が８０ｍｂｎになるようにした。つ
いでＢ室の加熱を止め、ろう材の凝固が完了した時点で
、予め炉内圧力を８０肌ｒｒに調整してあるＣ室に前記
ろぅ付け後のコンデンサーを移し、このＣ室の炉内雰囲
気圧力を大気圧とした時点で前記コンデンサ−をＣ室か
ら取り出した。この結果得られたコンデンサーにおいて
は、ろう付けが完全に行なわれており、すぐれたろう付
け状態を示すと共に、前記フィン部材は１．３％のＺｎ
含有量を示した。

ろう付け前の前記フィン部材のＺｎ含有量が１．５％で
あることからしても、そのＺｎ残留率はきわめて高い（
約８７％）ことが明らかである。これに対して、比較の
目的で、実施例１におけると同様に、従来真空ろう付け
法によってコンデンサーを粗立てた場合には、すぐれた
ろう付け状態を示したが、フィン部材におけるＺｎ含有
量は０．５％に激減しており、Ｚｎ残留率のきわめて低
いものであった。

また、同様に従来不活性ガス雰囲気ろう付け法の場合に
も実施例１におけると同様に前記コンデンサー表面はか
なり着色されていた。しかしフィン部材におけるろう付
け後のＺｎ含有量は１．４％を示し、Ｚ岬残留率の高い
ものであつた。実施例 ３この実施例では、カップ部材
として、ＡＡ３００３材の外面に同４１０４材のろう材
をクラツドしたものからなるプレージングシートを使用
し、このカップ部材に同１１０功材（９９．０％ＡＩ）
のフィン材をろう付けしてドローカップオイルクーラー
を製造する場合について説明する。

また、この実施例では、第３図に示されるように、加熱
装置と熱反射板を備えたＡ室とＣ室の間に、それぞれ加
熱装置を有し断熱材で内張りされたＢ室、Ｂ′室、およ
びＢ″室を連続直列配置したものからなるろう付け炉を
使用した。

まず、上託ろう付け都材をＡ室に菱入して真空度１０‐
３０ｒｒに炉内を減圧した後、実施例１において使用し
たと同じ不活性ガスを導入して１０‐ｌｔｏｍに増圧し
た。

このようにＡ室内の炉内雰囲気圧力が１０‐１めｒｒに
なった時点で、予め炉内雰囲気圧力が１０‐１のｒｒに
調整され、炉内温度３００００に加熱されているＢ室に
前記被ろう付け部材を移し、Ｂ室内に前記不活性ガスを
導入して炉内雰囲気圧力を１０００ｒｒに増圧した。つ
いでＢ室の炉内雰囲気が１皿ｏｒｒとなった時点で、予
め炉内雰囲気圧力が１００のｒｒに調整され、炉内温度
が４５０００に加熱されているＢ′室に前記被ろう付け
都材を移し、同機にＢ′室内に不活性ガスを導入して炉
内雰囲気圧力を８０肌ｒｒに増圧し、引続いて予め炉内
雰囲気圧刀８０仇。ｒｒに調整され、炉内温度がろう付
け温度である６２ぴ０に加熱されているＢ‘′室に前記
被ろう付け部材を移し、最終的に炉内雰囲気圧力が８０
仇ｂｒｒに調整されているＣ室に移し、このＣ室の炉内
雰囲気圧力が大気圧に減圧された時点でろう付けされた
ドローカップオイルクーラーを取り出した。この結果得
られたクーラーは実施例１，２におけると同様にすぐれ
たろう付け状態を示した。

上述のように、この発明によれば、ＺｎやＭｇなどの気
化し易い元素を合金成分として含有するＮ合金部材のフ
ラツクスなしろう付けに際して、ＺｎやＭｇの蒸発を極
力阻止した状態で完全なろう付けを行なうことができる
ので、ろう付け後の製品に前記元素の含有目的である犠
牲陽極作用による防食効果および強度を確保することが
でき、さらに前記部材に付着する油脂や水分などの不純
物の完全除去をはかることができるので、ろう付け後の
製品の表面性状はきわめて良好で、着色現象は皆無であ
るなど工業上きわめて有効な効果が得られるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、および第３図はこの発明の実施例にお
いて使用したろう付け炉の概略説明図である。 図面において、Ａ，Ｃ……加熱装置と熱反射板を備えた
室、Ｂ，Ｂ′，Ｂ′′・・・・・・加熱装置を有し断熱
材で内張りされた室。 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ろう付け時に気化し易い元素を合金成分として含有
   するＡｌ合金部材のフラツクスなしろう付け方法におい
   て、 まず、ろう付けのための加熱過程における初期加
   熱段階を減圧雰囲気とすることによつて前記部材に付着
   する不純物を電化除去し、 引続いてのろう付け温度へ
   の加熱に際しては、逐次不活性ガスを導入して炉内圧力
   を漸次上昇させてゆき、前記部材よりの気化し易い元素
   の蒸発阻止をはかりながら、最終的に常圧または常圧以
   上の炉内雰囲気圧力においてろう付けを行なうことを特
   徴とするろう付け時に気化し易い元素を合金成分として
   含有するＡｌ合金部材のフラツクスなしろう付け方法。