JPS6199568A - アルミニウム及びその合金のろう付け方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明はアルミニウム及びその合金のろう付け方法、
特にろう付け仕様によるアルミニウム製熱交換器の製造
に好適に用いられるアルミニウム材のろう付け方法に関
する。

なお、以下の記述において、アルミニウムの用語は、そ
の合金を含む意味において用いられる。

従来の技術及び問題点 従来、自動車用ラジェーター、カークーラー用エバポレ
ーターあるいはコンデンサー等のアルミニウム製熱交換
器をフラックスろう付け仕様によって製造する場合、塩
化物系のフラックスを用いて熱交換器用構成部材をろう
付１ノ接合する方法が多く用いられている。

しかしながら、このような塩化物系フラックスを用いる
場合には、使用する当該フラックスが本質的に水溶性で
あり、強い吸湿性を有しているために、ろう付け後速か
にフラックスの残漬を洗浄除去する必要があり、このた
めに設備費が高くなると共に、工程が複雑化して多大の
作業負担がかかる欠点があった。また、上記洗浄が不完
全である場合はもちろん、がなり充分に洗浄された場合
でさえ、接合部の金属中にとり込まれたフラックス成分
の残留により、アルミニウム部材を比較的早期に腐食さ
せてしまうおそれがあった。

そこで、最近このような問題を解消するろう付け方法と
して、例えば特公昭５８−２７０３７月公報等に見られ
るように、フルオロアルミニウム錯塩（Ｋ３　Ａｕ　Ｆ
ｅ及びＫＡρＦ＜　）を組成物とするフン化物系フラッ
クスを用いて、熱交換器用構成部材をろう付け接合する
方法が促唱されている。この方法によれば、上記フラッ
クスが本来的に非腐食性であるため、ろう付け後の脱フ
ワックス処理が不要となるのみならず、フラックスを水
等に懸濁させて水性懸濁液となしうるため接合部材への
塗布作業等も容易に行え、しかも該フラックスが水にほ
とんど不溶性であるため、フラックス成分の配合割合の
不均一化を避は安定したろう付けを１１いうるなどの優
れた効果を期待することができる。

゛）シかしながら、上記のろう付け方法においては、こ
のような優位性にも拘わらず、使用されるべきフラック
スの製造簡易性の点で問題を有づるちのであった。即ち
、上記ろう付け方法は、実際に工業的に生産して使用に
供されるようなフラックスでは、その組成比率が一般に
、なるべく融点の低いＫＡＱＦ４とに３△ＱＦａの共晶
点に近い範囲内で８９定されるのが実情である。

これは、フラックスの融点は使用ろう材との関係でろう
材の融点よりも１０℃〜２０’Ｃ程度低い方が好ましく
、さらにこの範囲に６いてはより低い方が実用上好まし
いという一般的要シｈに基づくものであるが、このよう
な組成比率を実現するフラックスの製造方法としては、
多くの場合、ＡｇＦ２とＫＦとを出発物質とし、該出発
物質を、その共晶混合物であるＫＡＱＦ４とＫＩ　ＡＡ
　Ｆｓとが上記の所期する比率となるような適正な比率
で乾燥状態にて混合し、このα合物を一旦溶融し、さら
にその溶融湯合物を冷却凝固せしめて製造する方法が採
用されているため、工数が多く調製が面倒であるという
ような問題があった。

この発明は、このような事情に鑑み、上記フッ化物系フ
ラックスと同等の優れたろう付け効果を発揮すると共に
その調製を簡易に行いうるフラックスを開発することを
目的とし、該フラックスを使用して行うろう付け方法を
提供するものである。

問題点を解決するための手段 この目的を達成するために、この発明者等は、硬々実験
と研究を重ねた結果、遊離のＫＦを一定の比率でＫＡρ
Ｆ４に添加してフラックスとした場合には、腐食性残漬
、融点、ろう付作業性等の点で何ら問題のない良好なろ
う付けを実現でき、かつその調製に関しては、ＫＡρＦ
４、ＫＦとも市販品として容易に入手しゃすいことから
、入手後単に両者を混合することにより極めて簡易に調
製を行いつることを見出し、かがる知見に基づいてこの
発明を完成し得たものである。

即ら、この発明に係るアルミニウム材のろう付け方法は
、ＫＡρＦ４とＫＦを重量比で８０〜９９．８　：　２
０−０．２の割合で混合した混合物をフラックスとして
用いることを特徴とし、該フラックスの微粉末を水等の
液体中に懸濁させ、該懸濁液をアルミニウムあるいはそ
の合金からなる接合部材に塗布しかつ乾燥させたのち、
非酸化性雰囲気中で所定温度に加熱し、接合用ろう材を
溶融してろう付けするものである。

スラックス中のＫＡｕ　Ｆ４とＫＦとの混合割合は、こ
れを重！基準で８０〜９９．８：２０〜０．２の割合に
選定することにより、その融点を低いものとしてろう付
加熱時にフラックスを有効に作用せしめ得るものであり
、ＫＦが許容下限値未満ではその効果に乏しく、逆に許
容上限値を超えて過多に混合された場合にも、特に完全
融解４度（液相線温度）の上昇を招いて良好なろう付け
を行うことができなくなると共に、甚しくはフラックス
の反応温度が接合部材としてのアルミニウムの融点以上
になってろう付自体が不可能になるおそれがある。

ろう付けを行うに際し、上記フラックスは、これを水等
の液体中にスラリーの形で懸濁して使用し、この懸濁液
をアルミニウムからなる接合部材の少なくともいずれか
一方に均一に塗布する。この液体中への懸濁および塗布
を行い易くし、ひいてはろう付性を良好にするために、
フラックス成分の粉末粒径は、概ね２００μｍ以下のも
のとするのが良い。また上記の塗布の手段は、噴霧ある
いははけ塗り等を適用することも可能であるが、量産性
に適した均一な塗布手段として浸漬法を用いることが推
奨される。

アルミニウムからなる接合部材は、上記フラックスの塗
布後これを乾燥させ、次いで接合部材より融点の低いア
ルミニウム合金ろう材を用いて不活性ガス雰囲気等の非
酸化性雰囲気中で、上記接合部材の融点より低くかつフ
ラックスの融点よりも高い約５８０〜６２０℃に加熱す
ることにより、ろう材を溶融してろう付け接合が達成さ
れる。上記ろう材にはＳ１含有屋約４゜５〜１３．５ｗ
ｔ％程度のＡρ−８１系合金が用（いａ　ｔｔ　６　（
７）ヵ５０、あ９、ようう□１４７．□０点から、通常
接合されるべき部材の少なくとも一方のアルミニウム製
構成部材にクラッドして使用されるのが望ましい。

発明の効果 上述のようなこの発明の実施によれば、従来とは異なる
組成のフッ化物系フランクスを用いることによってアル
ミニウム材の極めて良好なろう付け接合を達成しうる。

即ち、使用するフラックスが、従来のフッ化物系フラッ
クスと同程度の溶融温度範囲を示してフラックスと使用
ろう材間における融点の適正関係を充分満足しうると共
に、接合部表面の酸化物破壊作用、ろう材の濡れ拡がり
促進作用等において優れたフラックス作用を示し、遜色
のない充分に強固なろう付け接合部の形成を可能とする
。しかちこの発明に用いるフラックスは、水等の液体に
容易に懸濁し得て接合部材への塗布作業性等にも浸れ、
またろう付け後の残渣が非腐食性のものであるため、従
来の塩化物系フラックスを用いる場合のように、ろう付
け後フラックス残漬を洗浄除去する必要性がなくなるの
で、一連のろう付け作業工程の簡素化をはかりつつ、一
層腐食のおそれの少ない完全な接合状態のアルミニウム
ろう付け製品の製造を可能とする。さらに、フラックス
の調製に関しては、市販品として豊富に取引きされ入手
の容易なＫＡρＦ４とＫＦとを単体で入手後一定の比率
で混合するのみで良イア）１ら、従来（ＤＫ３Ａ（ｌ　
Ｆｓ　−ＫＡ（ｌ　Ｆ４系フラックスのような繁雑な調
製工程が不要となり、調製を極めて簡易に行いうる効果
をも奏するものである。

実施例 次に、この発明の利点を明らかにするために、そのいく
つかの実施例を種々の比較例との対比において示ｔ０ Ａ１０５０合金からなる肉厚０．７ｔｎｍの中空扁平状
押出しチューブ材を、直管部を有する蛇行状に曲成する
と共に、該チューブ材を挾んで両側にＡ１１００合金か
らなる厚さ１．０ＩｒＩＩｎの側板を配置し、次いでＢ
Ａ１２で表わされる厚す０　、１４５ＩＩｔＩＲ（７）
両面プレージングシート（Ａ３００３合金芯材の両面に
、Ａ４３４３合金皮材を片面クラツド率１２％でクラッ
ドしたもの）からなるコルゲートフィシ材を前記側板と
押出しチューブ材との間及びチューブ材の直管部どうし
の間に介在せしめてコルゲートフィン型熱交換器に組立
てた。

そして、下表の試料Ｎ０９１〜６に示ず各種組成のフラ
ックスに水を加えて濃度８％の懸濁液とし、この懸濁液
中に上記熱交換器組立物を浸漬し、乾燥した。尚フラッ
クス成分の粉末粒径はいずれも５０μｍ以下とした。

然る後、上記各組立物をＮ２ガスにて、露点−３５℃に
調整した炉中で、６１０℃×５分間加熱し、ろう付けを
行い、その模トーチによりＡ７ＮＯ１ユニオンを所定ケ
所にろう付けして熱交換器を得た。

そして、上記により得られた各熱交換器のろう付け状態
を調べる一方、各フラックスの融解開始温度（（ｉ！ｉ
ｌ相ＩＩ！Ａ温度）と完全融解温度とを測定した。その
結果を同表に示す。

この結果から明らかなように、本発明フランクスを用い
た試料Ｎ０．１〜４の場合においては、ろう付け状態も
良好で融解開始温度、完全融解温度とも低いものであっ
た。これに対し、ＫＦが許容上＠値を超えた範囲で混合
されたフラックスを用いた試料Ｎ　ｏ、　５の場合には
、良好な接合状態が得られずしかも融解開始温度、完全
融［度とも高いものであり、またＫＦを含まないフラッ
クスを用いた試料Ｎｏ、６の場合にはるう付け状態は良
好であったが完全Ｒ解温度が高いものであった。従って
ＫＡΩＦ４にＫＦを所定割合添加することにより、フラ
ックスの完全融解温度を低下しうろことが判る。

また従来既知の塩化物系フラックスを用いた場合との比
較では、次のとおりであった。

〈塩化物系フラックス） 表中の試料Ｎ０．８に示す組成の塩化物系フラックスを
、粒径５０μｍ以下に粉砕して濃度４０％の水性懸濁液
とし、前記チューブ材とフィン材との組立物に剛着せし
めて大気中で常法によりろう付けを行った。そして、こ
のろう付け品を、湯洗後、硫酸と硝酸の混液に浸漬し、
更に水洗、乾燥の後、その耐食性を調べるためＪＩＳ−
Ｈ−８６８１に基づくキャス試験を実施した。

その結果、このろう付け品は表中右端欄に示すように、
約３００時間でチューブ材に貞通孔が発生するものであ
った。

これに対し、ろう付け後全く洗浄を施すことなくキャス
試験に供した本発明によるろう付１ノ品では、チューブ
材に貫通孔が発生するまでの時間が９００時間以上にも
及び、明らかに耐食性に優れたものであることが認めら
れた。

また、従来既知のＫＩＡρＦｓ−ＫＡρＦ４系フラック
スのろう付性を調べたところ以下のとおりであった。

（フッ化物系フラックス） 従来のフッ化物系フラックスは、表中の試料Ｎ０．７に
示すに３ＡｕＦａとＫＡΩＦ４との配合比となるように
ＫＦとＡｌ２Ｆ３とをｄ合、溶融、凝固し、この溶融凝
固物を粉砕して粒径５Ｏμｍ以下の粉末に調製した。そ
してこれを濃度８％の水性懸濁液にして、以降本発明の
実施例と同様の条件でろう付けを行った。この場合のろ
う付け状態は、充分に良好なものであり、かつ非腐食性
の点でも良好なものであった。また、融解間＠温度は約
５４５℃、完全融解温度は約５８５℃であった。

この結果から、本発明に係るフラックスを用いたろう付
け方法は、上記フッ化物系フラックスを用いたろう付け
方法と同程度の優れたろう付け性能を発揮しうるちので
あることが判る。

［以下余白］

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ＫＡｌＦ＿４とＫＦを重量比で８０〜９９．８：２０
   〜０．２の割合で混合した混合物をフラックスとして用
   いることを特徴とし、該フラックスの微粉末を水等の液
   体中に懸濁させ、該懸濁液をアルミニウムあるいはその
   合金からなる接合部材に塗布しかつ乾燥させたのち、非
   酸化性雰囲気中で所定温度に加熱し、接合用ろう材を溶
   融してろう付けするアルミニウム及びその合金のろう付
   け方法。