JPS619967A - Brazing method - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To enable satisfactory brazing even in an atmospheric atmospher in brazing of an Al material by using a reactive flux consisting essentially of a fluoride compd. and heating members to be joined under specific conditions. CONSTITUTION:For example, a mixture composed of the compd. thereof consisting essentially of KF, AlF3 or KAlF4 alone or a mixture contg. essentially of at least >=2 kinds among K3AlF6, KAlF4 and AlF3 etc. are used for the flux and further LiF, etc. may be added thereto. The time since the temp. of the members to be joined exceeds about 300 deg.C as a result of heating until the brazing ends is so set as to be kept within about 4min in order to suppress the reaction between the flux and the moisture and oxygen in the atm. and the adverse influence of said reaction as far as possible. The individual local brazing is satisfactorily executed even in the atmospheric atmosphere by the above- mentioned method, by which the workability is improved.

Description

【発明の詳細な説明】 夜歪欠互 本発明は主として弗化物系化合物から組成される反応性
フラックスを用いて、大気雰囲気の下で被接合物を加熱
ろう付けするろう付け方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a brazing method for heating and brazing objects to be joined in an atmospheric atmosphere using a reactive flux mainly composed of fluoride compounds.

罫】１え良 例えば車両等に装着されるエバポレータ、コンデンサ、
ラジェータ等の熱交換器は、一般にアルミニウム系金属
材料からなるチューブ、フィン、ニップル等の各部材を
互いにろう付けして製作されている。このろう付けには
従来一般に反応性フラックスを使用しており、該反応性
フラックスによって被接合面上の酸化物を除去するとと
もに被接合面に対するろう材の濡れを良好にしＣ１高い
接合強度を得るとともにろう付けの信頼性を高めている
。Ruled] 1 Good For example, evaporators, condensers, etc. installed in vehicles, etc.
Heat exchangers such as radiators are generally manufactured by brazing together members such as tubes, fins, and nipples made of aluminum-based metal materials. Conventionally, reactive flux has been used for this brazing, and the reactive flux removes oxides on the surfaces to be joined, improves wetting of the brazing material to the surfaces to be joined, and achieves high bonding strength. Improves the reliability of brazing.

この反応性フラックスとして従来一般には塩素物系化合
物からなるフラックスが使用されてきた。As this reactive flux, a flux made of a chlorine-based compound has conventionally been generally used.

この塩素物系化合物からなるフラックスは大気雰囲気の
もとでろう付け作業を実施できる、即ち特別に雰囲気制
御する必要なくろう付けできるという点で非常に有利で
あったが、アルミニウムに対して腐食性が強いという欠
点があった。このためにろう付け終了後にアルミニウム
類の被接合部材を速やかに清浄してフラックスおよび反
応残渣を完全に除去しなければならない。しかしながら
、例えば前述した熱交換器の如く構造（接合個所）が複
雑な場合にはこれらを完全に除去することば簡単にでき
ず、除去し残したフラックスおよび反応残渣による腐食
の発生の危険が大きいという問題があった。またフラッ
クスの完全な除去自体が作業を繁雑とするので好ましく
ない。This flux made of chlorine-based compounds was very advantageous in that it could be brazed in an atmospheric atmosphere, that is, it could be brazed without the need for special atmosphere control, but it was corrosive to aluminum. It had the disadvantage of being strong. For this reason, it is necessary to promptly clean aluminum members to be joined after brazing to completely remove flux and reaction residues. However, if the structure (joint points) is complex, such as the heat exchanger mentioned above, it is not easy to completely remove them, and there is a high risk of corrosion caused by the flux and reaction residue left after removal. There was a problem. Moreover, complete removal of flux itself is undesirable because it complicates the work.

このようなことから近時、アルミニウムに対して非腐食
性である弗化物系化合物からなるフラックスが開発され
提供されてきた。従ってこの弗化物系化合物からなるフ
ラックスを使用すれば、フラックスおよび反応残渣によ
る腐食に関する問題は解決される。しかしながらこの弗
化物系化合物からなるフラックスは、塩素物系化合物か
らなるフラックスのように大気雰囲気のもとでろう付け
作業を実施すると満足できるろう材の濡れ拡がりを得ら
れず、良好なろう付けを達成できないという欠点を有し
ている。このために、弗化物系化合物からなるフラック
スを使用してろう付けする場合には、従来は窒素ガス雰
囲気のもとでこれを行っている。For this reason, fluxes made of fluoride compounds that are non-corrosive to aluminum have recently been developed and provided. Therefore, by using a flux made of this fluoride compound, the problem of corrosion caused by flux and reaction residues can be solved. However, unlike fluxes made of chloride compounds, when brazing work is carried out in an atmospheric atmosphere, this flux made of fluoride compounds does not provide satisfactory brazing spread and does not allow for good brazing. It has the disadvantage of being unachievable. For this reason, when brazing is performed using a flux made of a fluoride compound, conventionally this is performed under a nitrogen gas atmosphere.

ところで、前述した熱交換器において例えば蛇行状に折
り曲げた偏平チューブの間にコルゲートフィンを配置し
てろう付けするような場合、即ちろう付け個所が製品全
体にわたって存在する場合は、接合部材を所望状態に組
付けてろう付けの準備をなした後、このように準備した
複数の組立体を全体として一緒に所定温度に加熱してろ
う付け処理するのが生産性、作業性、更にエネルギーコ
スト的に有利となる。このために通常はろう付け炉を使
用してろう付けを行っている。従って、この場合には弗
化物系化合物からなるフラックスの使用のための窒素ガ
スによる炉内雰囲気制御を比較的容易に達成できる。By the way, in the above-mentioned heat exchanger, for example, when corrugated fins are arranged between flat tubes bent in a serpentine shape and brazed together, that is, when brazing points are present over the entire product, the joining members cannot be placed in the desired state. After assembling and preparing for brazing, heating the multiple assemblies prepared in this way together to a predetermined temperature and brazing is a method that improves productivity, workability, and energy costs. It will be advantageous. For this purpose, brazing is usually carried out using a brazing furnace. Therefore, in this case, it is relatively easy to control the atmosphere in the furnace using nitrogen gas for using a flux made of a fluoride compound.

しかしながら、例えば偏平チューブの端部にニップルの
ような小部材を更に接合する場合のように、接合すべき
幾つかの部材（この場合は偏平チューブ、コルゲートフ
ィン、ニップル）の間で比熱、重量／表面積等に大きな
相違があると、昇温速度等の相違によって総ての部材を
一緒に組立てて同時にろう付けするのは不適当となる。However, when a small part such as a nipple is further joined to the end of a flat tube, specific heat, weight/ If there is a large difference in surface area, etc., it becomes inappropriate to assemble all the members together and braze them at the same time due to differences in temperature rise rates, etc.

従ってこのような場合には例えばニップルを別途接合し
なければならなくなる。この場合、溶接のような接合方
法も考えられるが、熟練度の要求程度や生産性の点から
ろう付けが望ましい。しかしこのろう付けは炉外で局部
的に行わねばならないために雰囲気制御が非常に困難と
なり、それ故に弗化物系化合物からなるフラックスを使
用できなくなる。Therefore, in such a case, for example, the nipple must be separately joined. In this case, joining methods such as welding may be considered, but brazing is preferable from the viewpoint of the level of skill required and productivity. However, since this brazing must be performed locally outside the furnace, it is very difficult to control the atmosphere, and therefore fluxes made of fluoride compounds cannot be used.

勿論塩化物系化合物のフラックスを使用すれば前述のよ
うな腐食の問題を生じてしまう。Of course, if a chloride-based compound flux is used, the above-mentioned corrosion problem will occur.

又盟■旦煎 本発明の目的は上述に鑑みて、主に弗化物系化合物から
なるフラックスを使用し、ろう材の濡れ拡がりを阻害す
ることなく大気雰囲気のもとでの確実なろう付けを可能
ならしめる方法を提供することである。In view of the above, the object of the present invention is to use a flux mainly composed of fluoride compounds to achieve reliable brazing in an atmospheric atmosphere without inhibiting the wetting and spreading of the brazing material. The aim is to provide a method to make it possible.

発ｙ坏目１戊 本発明によるろう付け方法は、被接合部材が加熱により
大体３００℃を越えた時点からろう付け終了迄の時間を
大体４分以内に設定することにより、主として弗化物系
の化合物からなる反応性フラックスを使用した大気雰囲
気のもとでのろう付けを可能にしたことを特徴とする。The brazing method according to the present invention mainly uses fluoride-based materials by setting the time from the time when the parts to be joined exceed approximately 300°C due to heating to the completion of brazing to within approximately 4 minutes. It is characterized by enabling brazing in an atmospheric atmosphere using a reactive flux made of a compound.

ここで主として弗化物系の化合物からなる反応性フラッ
クスとは、例えばＫＦ、＾ＩＦａを主成分としたこれら
の化合物の混合物、ＫＡＩＦａ　ＭＬ体のもの、或いは
ＬＡＩＦａ　、ＫＡＩＦａ、ＡＩＦ、のうちの少くとも
二種以上を主成分として含有する混合物等を意味する。Here, the reactive flux mainly consisting of fluoride-based compounds refers to, for example, KF, a mixture of these compounds mainly composed of ^IFa, KAIFa ML form, or at least one of LAIFa, KAIFa, and AIF. It means a mixture containing two or more types as main components.

勿論これらのフラックスに不純物として他の元素或いは
化合物が含まれているものは当然ながら、更に融点を低
下させる目的或いは接着その他の目的のために意図的に
任意に他の元素或いは化合物例えばＺｎＦλ、ＬｉＦを
添加することも可能である。Of course, these fluxes may contain other elements or compounds as impurities, but they may also intentionally contain other elements or compounds such as ZnFλ, LiF, etc. for the purpose of further lowering the melting point or for adhesion or other purposes. It is also possible to add.

更に詳しく説明すれば、本発明者は弗化物系の化合物か
らなる反応性フラックスを使用して大気雰囲気のもとて
ろう付けする場合に生じるろう材の濡れ拡がりの悪化に
ついて様々な検討および試験を実施した結果、加熱段階
において弗化物系の化合物からなるフラックスが大気中
の水分や酸素と反応することが前記悪化の原因であるこ
とを見出したのである。即ち、ろう付けのために加熱す
ると、被接合物の温度が大体３００℃を越えた後にフラ
ックスは大気中の水分や酸素と積極的に反応を開始し、
これによりフラックスの組成が変化するとともに融点も
変化し、フラックスの活性度が低下して、これがろう付
け処理における所期のろう材の濡れ拡がりを悪化させる
ことを見出したのである。To explain in more detail, the present inventor has conducted various studies and tests regarding the deterioration in wetting and spreading of the brazing filler metal that occurs when brazing in an atmospheric atmosphere using a reactive flux consisting of a fluoride-based compound. As a result, they found that the cause of the deterioration was that the flux made of fluoride compounds reacted with moisture and oxygen in the atmosphere during the heating stage. That is, when heated for brazing, after the temperature of the object to be joined exceeds approximately 300°C, the flux begins to actively react with moisture and oxygen in the atmosphere.
It was discovered that this changes the composition of the flux and also changes the melting point, reducing the activity of the flux, which worsens the desired wetting and spreading of the brazing material in the brazing process.

フラックスと大気中の水分や酸素との反応は大体３００
℃を越えた高い温度で活発化し、温度の上昇に伴って進
行する。またこの反応により生成された生成物がフラッ
クスの融点を上昇させ、或いはろう材の濡れ拡がり性を
悪化させる原因となっていることが知見された。The reaction between flux and atmospheric moisture and oxygen is approximately 300%.
It becomes active at high temperatures exceeding ℃ and progresses as the temperature rises. It has also been found that the products produced by this reaction raise the melting point of the flux or worsen the wetting and spreading properties of the brazing filler metal.

この知見に基づいて、本発明者はフラックスが大気中の
水分や酸素と反応する時間を極力短縮することによりそ
の反応による悪影響を極力低減し、もってろう付け温度
におけるフラックスの所期の溶融およびろう材の濡れ拡
がりを確保し、これにより良好なろう付けを確保できる
ことを見出したのである。Based on this knowledge, the inventor of the present invention aims to reduce the adverse effects of the reaction as much as possible by shortening the time during which flux reacts with moisture and oxygen in the atmosphere, thereby achieving the desired melting of the flux and brazing at the brazing temperature. They discovered that it is possible to ensure good wetting and spreading of the material, thereby ensuring good brazing.

犬」１１へ 第１図に示すように、丸管１に対して継手２をろう付け
した。材質およびろう付け条件は次の通りである。As shown in FIG. 1, a joint 2 was brazed to a round pipe 1. The materials and brazing conditions are as follows.

（材質　規格合金） 丸管１　　：　　Ａ３００３（ＡＩ−ｒｌｎ系合金）継
手２　　：　　Ａ　７　Ｎ　Ｏ１＜Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系
合金）（ろう付け条件） フラックス　：　非腐食性弗化物系フラックスろう材　
　　：２．Ｌａｍ径線材Ａ４０４７合金雰囲気　　　：
　大気中 ろう付け方法：（１）　　高周波加熱　　１分（２）　
　高周波加熱　　３分 （３）高周波加熱　　４分 （４）電気炉加熱　　７分 （５）電気炉加熱　１０分 上記５種のろう付け試験の結果を第１表に示す。(Material standard alloy) Round tube 1: A3003 (AI-rln alloy) Joint 2: A7N O1<Al-Zn-Mg alloy) (Brazing conditions) Flux: Non-corrosive fluoride flux brazing filler metal
:2. Lam diameter wire A4047 alloy atmosphere:
Atmospheric brazing method: (1) High frequency heating 1 minute (2)
High frequency heating: 3 minutes (3) High frequency heating: 4 minutes (4) Electric furnace heating: 7 minutes (5) Electric furnace heating: 10 minutes The results of the above five types of brazing tests are shown in Table 1.

実施番号　　　（１１＋２１　　　　＋３１　　　　（
４１＋５１耐圧性試験は１００　ｋｇ／ｃｍ　　で実施
した。Implementation number (11+21 +31 (
The 41+51 pressure resistance test was conducted at 100 kg/cm2.

第一よ一表 以上の結果から、この実施例Ａにおいてはろう付け時間
を４分以内にすれば、大気雰囲気のもとでの弗化物系フ
ラックス使用によるろう付けが何ら支障な〈実施できる
ことが確認された。From the results in Table 1 and above, in this Example A, if the brazing time is kept within 4 minutes, brazing using fluoride flux in an atmospheric atmosphere will not pose any problem. confirmed.

犬」０１Ｗ 第２図に示すように、偏平管３の間にコルゲートフィン
４をろう付けした。材質およびろう付け条件は次の通り
である。Dog'01W As shown in FIG. 2, corrugated fins 4 were brazed between the flat tubes 3. The materials and brazing conditions are as follows.

（材質　規格合金） 偏平管Ｉ　　Ａ１．０５０（押出型材）フ　ィ　ン　４
　　：　　　Ａ４０４５／Ａ３００３／’へ４０４５　
３層プレーシンクノート（ろう付け条件） フラックス　：　非腐食性弗化物系フラックスろう相　
　　：　　Ａ４０４５　　（シートの層）雰囲気　　　
：　大気中 ろう付け方法：　各部品をトリクレンにより脱脂し、Ｓ
ＵＳ冶具により組立 保持してフラックスを塗布し、 １５０℃で１５分間乾燥後に ６０θ℃にてろう付けした。(Material standard alloy) Flat tube I A1.050 (extruded material) Fin 4
: A4045/A3003/' to 4045
3-layer play sink note (brazing conditions) Flux: Non-corrosive fluoride flux wax phase
: A4045 (sheet layer) atmosphere
: Atmospheric brazing method: Degrease each part with Triclean, and
The pieces were assembled and held using a US jig, and flux was applied, dried at 150°C for 15 minutes, and then brazed at 60θ°C.

（実施内容） （６）電器炉炉内にて　１分加熱 （７）電器炉炉内にて　３分加熱 （８）電器炉炉内にて　４分加熱 （９）電器炉炉内にて　７分加熱 ＯＩ　　電器炉炉内にて１０分加熱 この試験結果を第２表に示す。(Implementation content) (6) Heat for 1 minute in an electric furnace (7) Heating for 3 minutes in an electric furnace (8) Heating for 4 minutes in an electric furnace (9) Heating for 7 minutes in an electric furnace OI　Heat for 10 minutes in an electric furnace The test results are shown in Table 2.

実施番号　　　＋６１　　　　（７）　　　　＋８１　
　　　＋９１　　　　Ｑｌ外観清浄度　良好　　良好　
　良好　　不良　　不良以上の結果から、この場合も加
熱時間が４分以内であるならば、大気雰囲気のもとでの
弗化物系フランクス使用によるろう付けが何ら支障な〈
実施できることが確認された。Implementation number +61 (7) +81
+91 Ql Appearance cleanliness Good Good
Good Poor Poor Based on the above results, in this case as well, if the heating time is within 4 minutes, there is no problem in brazing using fluoride-based Franks in an atmospheric atmosphere.
It was confirmed that it can be implemented.

尚、前述したようにフラツクスが加熱されて大気中の水
分や酸素と活発に反応するのは大体３００℃以上に加熱
されてからであることが見出されていることから、実際
にこの反応の悪影響を避けるには大体３００℃に達する
までの加熱の立ち上がり時間はそれ程大きく影響しない
と考えられる。Furthermore, as mentioned above, it has been found that flux is heated and actively reacts with moisture and oxygen in the atmosphere only after it has been heated to 300°C or higher, so it is clear that this reaction actually takes place. In order to avoid adverse effects, it is considered that the rise time of heating until reaching approximately 300° C. does not have such a large effect.

従って、この３００℃を越えてからのろう付け終了温度
を大体４分以内に収めれば、本願の所期の目的は達成さ
れるものと考えられるのである。Therefore, it is considered that the intended purpose of the present application will be achieved if the brazing completion temperature after exceeding 300° C. is kept within about 4 minutes.

主班■四来 本発明によれば次のような効果が得られ、産業上極めて
有利となる。According to the present invention, the following effects can be obtained, which is extremely advantageous industrially.

■　弗化物系化合物のフラツクスを使用して、大気雰囲
気のもとで何らの障害もなく良好なろう付けを実現でき
る。■ By using a flux of fluoride compounds, good brazing can be achieved in an atmospheric atmosphere without any problems.

■　従って、多数の組付け部品を同時にろう付けできな
い場合に個々に局部的にろう付けすることが可能になり
、生産性および作業性を高められる。(2) Therefore, when it is not possible to braze a large number of assembled parts at the same time, it becomes possible to braze them individually and locally, improving productivity and workability.

■　この結果、品質の高い安価な製品を提供可能になる
。■ As a result, it becomes possible to provide high quality and inexpensive products.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は本発明のろう付け方法を適用してろう付けした
丸管と継手とのろう付け状態を示す正面図。 第２図は本発明のろう付け方法を適用してろう付けした
偏平管とコルゲートフィンとのろう付け状態を示す部分
的正面図。 １・・・・丸管 ２・・・・継手 ３・・・・偏平管 ４・・・・コルゲートフィンFIG. 1 is a front view showing a brazed state of a round pipe and a joint that have been brazed using the brazing method of the present invention. FIG. 2 is a partial front view showing a brazed state of a flat tube and a corrugated fin that are brazed using the brazing method of the present invention. 1... Round tube 2... Fitting 3... Flat tube 4... Corrugated fin

Claims (1)

【特許請求の範囲】 　主として弗化物系の化合物からなる反応性フラックス
を使用し、 被接合部材が加熱により大体３００℃を越えた時点から
ろう付け終了迄の時間を大体４分以内に設定して、 大気雰囲気のもとでろう付けする、 ことを特徴とするろう付け方法。[Claims] A reactive flux mainly composed of fluoride compounds is used, and the time from the time when the parts to be joined exceed approximately 300°C due to heating to the completion of brazing is set within approximately 4 minutes. A brazing method characterized by brazing in an atmospheric atmosphere.