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JP6431789B2 - Brazing method for hollow structure - Google Patents
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Description

本発明は、アルミニウム材よりなる中空構造体のろう付方法に関する。   The present invention relates to a method for brazing a hollow structure made of an aluminum material.

アルミニウム材よりなる熱交換器として、皿状に成形されたプレートとインナーフィンとを有する積層型熱交換器が知られている(例えば、特許文献1)。積層型熱交換器は、プレートとインナーフィンとが交互に積層された中空構造体をろう付することにより作製されている。   As a heat exchanger made of an aluminum material, a laminated heat exchanger having a plate and an inner fin formed in a dish shape is known (for example, Patent Document 1). The laminated heat exchanger is manufactured by brazing a hollow structure in which plates and inner fins are alternately laminated.

中空構造体は、プレートの縁部同士が互いに重なると共に、隣り合うプレートにより囲まれた中空部にインナーフィンが配置された構造を有している。通常、プレートは、アルミニウム合金板の両面にろう材がクラッドされてなるブレージングシートから構成されている。これにより、中空構造体のろう付を一回の加熱で行うことができる。   The hollow structure has a structure in which the edge portions of the plates overlap with each other and the inner fin is disposed in the hollow portion surrounded by the adjacent plates. Usually, the plate is composed of a brazing sheet in which a brazing material is clad on both sides of an aluminum alloy plate. Thereby, brazing of a hollow structure can be performed by one heating.

従来、アルミニウム材のろう付方法としては、Al−Si(アルミニウム−シリコン)系合金からなるろう材を用い、ろう材上にフッ化物系のフラックスを塗布した後に窒素雰囲気下で被処理物を加熱してろう付する、いわゆるフラックスろう付法が多用されている。フラックスろう付法は、設備費やランニングコストが安価であり、優れた生産効率を有している。また、フラックスろう付法は、Zn(亜鉛)拡散を利用した防食処理が可能であるため、熱交換器を構成するアルミニウム材を容易に薄肉化することができ、ひいては熱交換器全体を容易に軽量化することができる。   Conventionally, as a brazing method for an aluminum material, a brazing material made of an Al—Si (aluminum-silicon) alloy is used, and after applying a fluoride-based flux on the brazing material, the workpiece is heated in a nitrogen atmosphere. The so-called flux brazing method is often used. The flux brazing method has low equipment costs and running costs, and has excellent production efficiency. In addition, the flux brazing method enables corrosion prevention treatment using Zn (zinc) diffusion, so that the aluminum material constituting the heat exchanger can be easily thinned, and thus the entire heat exchanger can be easily formed. The weight can be reduced.

しかし、近年では熱交換器の一層の小型化、軽量化に伴って熱交換器内部の冷媒流路が微細化している。そのため、ろう付を行った後に、冷媒流路がフラックス残渣で目詰まりを起こすという問題が生じている。また、熱交換器の外表面に表面処理を施す工程において、酸等を用いてフラックス残渣を洗い落とす作業のコスト負担が問題視されるようになっている。   However, in recent years, as the heat exchanger is further reduced in size and weight, the refrigerant flow path inside the heat exchanger is miniaturized. For this reason, after brazing, there is a problem that the refrigerant flow path is clogged with flux residues. In addition, in the step of performing a surface treatment on the outer surface of the heat exchanger, the cost burden of the work of washing off the flux residue using acid or the like is regarded as a problem.

また、フラックスろう付法に用いるフッ化物系フラックスは、アルミニウム材に含まれるMg(マグネシウム)と反応して消費され、ろう付性の悪化を招くという問題がある。そのため、フラックスろう付法は、Mgを含む高強度材料のろう付を行うことが困難である。また、高強度材料を使用できないことから、アルミニウム材の薄肉化には限界がある。   Further, the fluoride flux used in the flux brazing method has a problem that it is consumed by reacting with Mg (magnesium) contained in the aluminum material, and the brazing property is deteriorated. Therefore, it is difficult for the flux brazing method to braze a high-strength material containing Mg. Further, since a high-strength material cannot be used, there is a limit to thinning the aluminum material.

これらの問題に対し、酸化皮膜を破壊する作用を有するMg等をろう材に添加し、フラックスを用いることなく不活性ガス雰囲気下でろう付を行う、いわゆるフラックスレスろう付法が提案されている。例えば特許文献2には、Al−Si−Mg系合金ろう材を用い、非酸化性ガス雰囲気でフラックス無しでろう付を行う方法が提案されている。   To solve these problems, a so-called fluxless brazing method has been proposed in which Mg or the like having an action of destroying an oxide film is added to a brazing material and brazing is performed in an inert gas atmosphere without using a flux. . For example, Patent Document 2 proposes a method of brazing without flux in a non-oxidizing gas atmosphere using an Al—Si—Mg alloy brazing material.

特開2014−109388号公報JP 2014-109388 A 特開平11−285817号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-285817

しかし、上記フラックスレスろう付法によりプレートとインナーフィンとの中空構造体をろう付する場合、隣り合うプレートの縁部同士の被接合部においてろうが中空構造体の内部へ引き込まれ、縁部の外表面にフィレットが形成されにくいという問題がある。この対策として、縁部の外表面にフッ化物系フラックスを塗布してフィレットの形成を促す方法が検討されているが、Mgを含有する高強度材料を使用できない、フラックスを塗布してもろう付性が安定しないなどの問題があり、上記の問題を解決することができていない。   However, when brazing the hollow structure of the plate and the inner fin by the above-mentioned fluxless brazing method, the solder is drawn into the hollow structure at the joined portion between the edges of the adjacent plates, There is a problem that fillets are hardly formed on the outer surface. As a countermeasure, a method of promoting the formation of fillets by applying a fluoride-based flux to the outer surface of the edge has been studied. However, high-strength materials containing Mg cannot be used. There are problems such as instability, and the above problems cannot be solved.

また、フラックスレスろう付法によるろう付性を改善するために、不活性ガスの純度を高めて酸素濃度や露点を低減する、あるいは不活性ガスとして高純度のアルゴンガスを用いるなどの方法も考えられる。しかし、これらの方法は、縁部の外表面にフィレットを形成させる効果が十分ではないことに加え、生産性やコスト面で問題があり、量産設備に適用することは困難である。   In addition, in order to improve the brazeability by the fluxless brazing method, a method such as increasing the purity of the inert gas to reduce the oxygen concentration and dew point, or using a high purity argon gas as the inert gas is also considered. It is done. However, these methods have problems in productivity and cost in addition to the effect of forming fillets on the outer surface of the edge, and are difficult to apply to mass production facilities.

また、上記フラックスレスろう付法により従来の積層型熱交換器のろう付を行う場合、インナーフィン及びプレートの被接合部においても、フィレットが均一に形成されないことがある。   In addition, when brazing a conventional laminated heat exchanger by the fluxless brazing method, the fillet may not be uniformly formed even at the joined portion of the inner fin and the plate.

以上のように、従来のフラックスレスろう付法は、積層型熱交換器のろう付を行う場合にろう付接合の品質を安定させることが難しいという問題がある。発明者らは、検討を重ねた結果、ろう付接合の品質が安定しない原因が、フィレット形成の時間的推移にあることを見出した。   As described above, the conventional fluxless brazing method has a problem that it is difficult to stabilize the quality of the brazing joint when brazing the laminated heat exchanger. As a result of repeated studies, the inventors have found that the cause of unstable brazed joint quality is the time transition of fillet formation.

フラックスレスろう付法においては、ろう材や心材に添加したMg等の元素がろう材及び相手材の表面に存在する酸化皮膜を破壊することによりろう付が進行する。加熱を開始した後ろう材の温度が溶融開始温度に到達するまでの間は、Mg等が固体のろう材中を拡散して表面まで移動する。そのため、ろう材の温度が溶融開始温度に到達するまでの間は、ろう材の酸化皮膜の破壊はゆっくり進行し、相手材の酸化皮膜はほとんど破壊されない。   In the fluxless brazing method, brazing proceeds when an element such as Mg added to the brazing material or the core material breaks the oxide film present on the surface of the brazing material and the mating material. After the heating is started and until the temperature of the brazing material reaches the melting start temperature, Mg or the like diffuses in the solid brazing material and moves to the surface. Therefore, until the temperature of the brazing material reaches the melting start temperature, the destruction of the oxide film of the brazing material proceeds slowly, and the oxide film of the counterpart material is hardly destroyed.

ろう材の温度が溶融開始温度に到達して溶融が始まった直後は、ろう材及び相手材のいずれの酸化皮膜も十分に破壊されていない。そのため、フィレットの形成がゆっくり進行する。   Immediately after the temperature of the brazing material reaches the melting start temperature and melting begins, neither the brazing material nor the counterpart oxide film is sufficiently destroyed. Therefore, the fillet formation proceeds slowly.

このとき、中空構造体の内部においては、プレートやインナーフィンの随所が酸化されることにより、雰囲気中の酸素が減少している。また、中空構造体の内部はプレートにより外部空間から隔離されているため、外部空間から雰囲気が流入しにくい。これらの結果、中空構造体内部の雰囲気の酸素濃度が外部空間に比べて低くなっている。そのため、中空構造体内部に存在する酸化皮膜の破壊が、中空構造体の外表面に存在する酸化皮膜に比べて速く進行する。その結果、中空構造体内部に存在するろう材は、外表面よりも早期に流動することができるようになる。   At this time, in the hollow structure, oxygen in the atmosphere is reduced due to oxidation of the plate and the inner fins. In addition, since the inside of the hollow structure is isolated from the external space by the plate, the atmosphere hardly flows from the external space. As a result, the oxygen concentration in the atmosphere inside the hollow structure is lower than in the external space. Therefore, the destruction of the oxide film existing inside the hollow structure proceeds faster than the oxide film existing on the outer surface of the hollow structure. As a result, the brazing material existing inside the hollow structure can flow earlier than the outer surface.

また、インナーフィン及びプレートの被接合部において、通常、インナーフィンはプレートに当接しているか、ほとんどクリアランスのない状態でプレートに対面しているが、隣り合うプレートの縁部の間には、インナーフィンとプレートとの間よりも大きなクリアランスが生じることがある。そのため、溶融したろうは、表面張力によりインナーフィンとプレートとの当接部に引き込まれやすい。   Further, in the joined portion of the inner fin and the plate, the inner fin is usually in contact with the plate or facing the plate with almost no clearance, but between the edges of the adjacent plates, A larger clearance may occur than between the fin and the plate. Therefore, the molten wax is easily drawn into the contact portion between the inner fin and the plate due to surface tension.

ろう材の溶融が進行すると、中空構造体の内部に存在する被接合部がろうを介して繋がった状態となる。それ故、流動可能となったろうは、中空構造体内部のフィレット、即ちプレートの縁部同士の被接合部における内部側のフィレット及びプレートとインナーフィンとの被接合部のフィレットに供給され、これらのフィレットが急速に成長する。   When melting of the brazing material proceeds, the joined portions existing inside the hollow structure are connected via the brazing. Therefore, the flowable wax is supplied to the fillet inside the hollow structure, that is, the fillet on the inner side of the joint between the edges of the plate and the fillet of the joint between the plate and the inner fin. Fillets grow rapidly.

一方、中空構造体の外表面は内部に比べて酸化皮膜の破壊が遅れるため、中空構造体の外表面において溶融したろうが内部に引き込まれる。以上の結果、中空構造体の外表面にフィレットが形成されにくくなる。   On the other hand, since the destruction of the oxide film is delayed on the outer surface of the hollow structure compared to the inside, the molten wax is drawn into the inner surface of the hollow structure. As a result, a fillet is hardly formed on the outer surface of the hollow structure.

発明者らは、上述したフィレット形成の時間的推移を踏まえて更に検討を行った結果、ろうが中空構造体の内部に引き込まれる現象を抑制することができるろう付方法を見出した。   As a result of further investigations based on the time transition of the fillet formation described above, the inventors have found a brazing method capable of suppressing the phenomenon in which the wax is drawn into the hollow structure.

即ち、本発明は、ろう付接合の品質を安定させることができ、アルミニウム材よりなる中空構造体のろう付に好適なろう付方法を提供しようとするものである。   That is, the present invention aims to provide a brazing method that can stabilize the quality of brazing joint and is suitable for brazing of a hollow structure made of an aluminum material.

本発明の一態様は、0.2〜1.3%(質量%、以下同じ)のMgを含有し、残部がAl及び不可避不純物からなる化学成分を有する心材と、7.5〜13.0%のSi及び0.004〜0.1%のLiを含有し残部がAl及び不可避不純物からなる化学成分を有し、上記心材の一方の面にクラッド接合された第1ろう材と、6.0〜8.5%かつ上記第1ろう材よりも1.0%以上少ない量のSi及び0.004〜0.1%のLiを含有し残部がAl及び不可避不純物からなる化学成分を有し、上記心材の他方の面にクラッド接合された第2ろう材とからなる3層クラッド板材を準備し、
アルミニウム材よりなるインナーフィンを準備し、
上記3層クラッド板材から、平坦部と、該平坦部の外周端縁に設けられ、上記平坦部の厚み方向における上記第1ろう材側に延出しつつ外方に拡開した縁部とを有する皿状プレートを作製し、
複数の上記インナーフィンと複数の上記皿状プレートとを、隣り合う上記縁部同士が当接し、かつ、隣り合う上記平坦部の両方に上記インナーフィンが当接するように交互に重ね合わせて中空構造体を組み立て、
該中空構造体を不活性ガス雰囲気中で加熱してろう付を行うことを特徴とする中空構造体のろう付方法にある。
One aspect of the present invention includes a core material containing 0.2 to 1.3% (mass%, the same applies hereinafter) Mg, the balance having a chemical component composed of Al and inevitable impurities, and 7.5 to 13.0. 5. a first brazing material containing 1% Si and 0.004 to 0.1% Li with the balance being Al and inevitable impurities and clad-bonded to one surface of the core material; It contains 0 to 8.5% of Si and 0.004 to 0.1% Li in an amount of 1.0% or more less than the first brazing filler metal, with the balance being Al and inevitable impurities. Preparing a three-layer clad plate material comprising a second brazing material clad and joined to the other surface of the core material,
Prepare inner fins made of aluminum,
From the three-layer clad plate material, it has a flat portion and an edge portion that is provided on the outer peripheral edge of the flat portion and extends outward while extending toward the first brazing material in the thickness direction of the flat portion. Make a dish-shaped plate,
A plurality of the inner fins and the plurality of dish-shaped plates are alternately stacked so that the adjacent edge portions are in contact with each other and the inner fins are in contact with both of the adjacent flat portions. Assemble the body
The hollow structure is brazed by heating the hollow structure in an inert gas atmosphere.

上記ろう付方法において、上記皿状プレートは上記特定の層構成を有する3層クラッド板材から作製されている。上記3層クラッド材における上記第1ろう材は、上記第2ろう材に比べて溶融開始温度と溶融終了温度との温度差が小さい。そのため、上記中空構造体を加熱してろう付を行う際、上記第1ろう材に由来するろうは、上記第2ろう材に由来するろうに比べて、温度の上昇に伴ってろうの体積が早く増加する。その結果、上記第1ろう材に由来するろうは上記第2ろう材に由来するろうよりも早く流動し、上記中空構造体の内部、即ち、上記第1ろう材と上記インナーフィンとの被接合部及び上記縁部同士の被接合部における内部側に先にフィレットが形成される。   In the brazing method, the dish-shaped plate is made of a three-layer clad plate material having the specific layer configuration. The first brazing material in the three-layer clad material has a smaller temperature difference between the melting start temperature and the melting end temperature than the second brazing material. Therefore, when brazing by heating the hollow structure body, the wax derived from the first brazing material has a volume of the brazing as the temperature rises as compared to the brazing derived from the second brazing material. Increase quickly. As a result, the brazing derived from the first brazing material flows faster than the brazing derived from the second brazing material, and the inside of the hollow structure, that is, the first brazing material and the inner fins to be joined. A fillet is first formed on the inner side of the bonded portion between the portion and the edge portion.

一方、上記第2ろう材は、上記第1ろう材よりも溶融開始温度と溶融終了温度との温度差が大きい。そのため、上記第2ろう材に由来するろうは、上記第1ろう材に比べて体積がゆっくり増加する。その結果、上記第2ろう材に由来するろうは、上記第1ろう材に由来するろうが流動可能となるまではその場に留まり、上記中空構造体の内部にフィレットが形成された後に流動することができるようになる。   On the other hand, the second brazing material has a larger temperature difference between the melting start temperature and the melting end temperature than the first brazing material. Therefore, the volume derived from the second brazing material increases in volume more slowly than the first brazing material. As a result, the wax derived from the second brazing material stays in place until the wax derived from the first brazing material becomes flowable, and flows after the fillet is formed inside the hollow structure. Will be able to.

そして、上記第2ろう材に由来するろうは、上記中空構造体の内部にフィレットが形成された後に流動するため、上記中空構造体の内部へ引き込まれにくくなる。また、上記第2ろう材に由来するろうを上記縁部同士の被接合部における外表面側に供給することができるため、中空構造体の外表面に容易にフィレットを形成することができる。   And since the wax derived from the second brazing material flows after the fillet is formed inside the hollow structure, it is difficult to be drawn into the hollow structure. In addition, since the wax derived from the second brazing material can be supplied to the outer surface side of the joined portion between the edges, a fillet can be easily formed on the outer surface of the hollow structure.

また、上記ろう付方法は、上記第1ろう材と上記第2ろう材とを異なるタイミングで流動させることができる。これにより、インナーフィンとプレートとの当接部に均一なフィレットを容易に形成することができる。   The brazing method can flow the first brazing material and the second brazing material at different timings. Thereby, a uniform fillet can be easily formed at the contact portion between the inner fin and the plate.

従来のフラックスレスろう付においては、中空構造体の内部のろう材が同時に流動し始める。そのため、プレートとインナーフィンとの被接合部における、プレートとインナーフィンとが当接している部分や両者の間のクリアランスが小さい部分にろうが引き寄せられ、クリアランスが大きい部分にろうが十分に供給されないことがあった。   In the conventional fluxless brazing, the brazing material inside the hollow structure starts to flow simultaneously. Therefore, the wax is drawn to the part where the plate and the inner fin are in contact with each other and the part where the clearance between the two is small, and the part where the clearance is large is not sufficiently supplied. There was a thing.

これに対し、上記ろう付方法は、上記第1ろう材と上記第2ろう材とが順次流動するため、上記皿状プレートと上記インナーフィンとが当接している部分等へのろうの集中を抑制することができる。その結果、個々の被接合部に十分な量のろうを容易に供給し、均一なフィレットを形成することができる。   On the other hand, in the brazing method, since the first brazing material and the second brazing material sequentially flow, the concentration of the brazing on the portion where the dish-shaped plate and the inner fin are in contact with each other is concentrated. Can be suppressed. As a result, it is possible to easily supply a sufficient amount of brazing to each bonded portion and form a uniform fillet.

以上のように、上記ろう付方法によれば、アルミニウム材よりなる中空構造体におけるろう付接合の品質を安定させることができる。   As mentioned above, according to the said brazing method, the quality of the brazing joining in the hollow structure which consists of aluminum materials can be stabilized.

実施例における、ろう付前の中空構造体の断面図。Sectional drawing of the hollow structure before brazing in an Example. 実施例における、第1ろう材が流動した状態の中空構造体の断面図。Sectional drawing of the hollow structure of the state in which the 1st brazing material flowed in the Example. 実施例における、第2ろう材が流動した状態の中空構造体の断面図。Sectional drawing of the hollow structure in the state in which the 2nd brazing material flowed in the Example.

上記中空構造体における上記皿状プレートは、心材の一方の面に第1ろう材がクラッド接合され、他方の面に第2ろう材がクラッド接合された上記3層クラッド板材から作製されている。以下、心材、第1ろう材及び第2ろう材の化学成分について詳説する。   The dish-shaped plate in the hollow structure is made of the three-layer clad plate material in which the first brazing material is clad-bonded to one surface of the core material and the second brazing material is clad-bonded to the other surface. Hereinafter, the chemical components of the core material, the first brazing material, and the second brazing material will be described in detail.

[第1ろう材]
第1ろう材は、Si及び0.004〜0.1%のLiを含有し残部がAl及び不可避不純物からなる化学成分を有している。
[First brazing material]
The first brazing filler metal contains Si and 0.004 to 0.1% Li, and the balance has chemical components composed of Al and inevitable impurities.

・Si(シリコン):7.5〜13.0%
第1ろう材中のSiの含有量を上記特定の範囲とすることにより、第2ろう材よりも低い温度でのろうの流動を容易に実現することができる。また、Siの含有量を上記特定の範囲とすることにより、中空構造体の内部に存在する被接合部に十分な量のろうを供給することができる。これらの結果、ろう付性を向上させることができる。
・ Si (silicon): 7.5 to 13.0%
By setting the content of Si in the first brazing material within the above specific range, it is possible to easily realize the brazing flow at a temperature lower than that of the second brazing material. In addition, by setting the Si content within the above specific range, a sufficient amount of brazing can be supplied to the bonded portion existing inside the hollow structure. As a result, the brazing property can be improved.

Siの含有量が7.5%未満の場合には、ろうの量が不足し、また、ろうの流動性が低いため、ろう材としての機能が不十分となる。一方、Siの含有量が13.0%を超える場合には、ろうの量が過剰となって心材の溶解量が増加する。また、この場合には第1ろう材の溶融終了温度が過度に高くなる。それ故、Siの含有量が上記特定の範囲から外れる場合には、ろう付性が低下する。   When the Si content is less than 7.5%, the amount of brazing is insufficient and the brazing fluidity is low, so that the function as a brazing material is insufficient. On the other hand, when the Si content exceeds 13.0%, the amount of brazing is excessive and the amount of core material dissolved increases. In this case, the melting end temperature of the first brazing material becomes excessively high. Therefore, when the Si content is out of the specific range, the brazing property is lowered.

・Li(リチウム):0.004〜0.1%
Liはアルミニウム材の表面に存在する酸化皮膜を破壊する作用を有する。第1ろう材中のLiの含有量を上記特定の範囲とすることにより、中空構造体のフラックスレスろう付を容易に行うことができる。Liの含有量が0.004%未満の場合には、酸化皮膜を破壊する効果が低く、上記中空構造体の内部におけるろう付性が低下する。一方、Liの含有量が0.1%を超える場合には、Liの酸化物が第1ろう材の表面に成長するため、ろう付性が低下する。
Li (lithium): 0.004 to 0.1%
Li has an action of destroying an oxide film present on the surface of the aluminum material. By setting the content of Li in the first brazing material within the specific range, fluxless brazing of the hollow structure can be easily performed. When the Li content is less than 0.004%, the effect of destroying the oxide film is low, and the brazing property inside the hollow structure is lowered. On the other hand, when the Li content exceeds 0.1%, the oxide of Li grows on the surface of the first brazing material, so that the brazing property is lowered.

・Bi(ビスマス):0.01〜0.3%
第1ろう材は、更に0.01〜0.3%のBiを含有していても良い。Biは、アルミニウム材の表面に存在する酸化皮膜を脆弱化する作用を有する。そのため、Biは、Liと共存することにより、酸化皮膜の破壊を促進させてろう付性をより向上させることができる。また、Biは、ろうの表面張力を低下させる作用を有するため、被処理物の細い隙間にろうが流入し易くなる。その結果、ろう付接合の信頼性をより向上させることができる。
Bi (bismuth): 0.01 to 0.3%
The first brazing material may further contain 0.01 to 0.3% Bi. Bi has an action of weakening an oxide film present on the surface of the aluminum material. Therefore, Bi can promote breakage of the oxide film and improve brazing properties by coexisting with Li. Moreover, since Bi has the effect | action which reduces the surface tension of a solder | brazing | wax, a brazing | wax will flow easily into the narrow clearance gap between to-be-processed objects. As a result, the reliability of brazing joint can be further improved.

Biの含有量を上記特定の範囲とすることにより、上記の作用効果を十分に得ることができ、中空構造体のろう付性をより向上させると共に、ろう付接合の信頼性をより向上させることができる。Biの含有量が0.01%未満の場合には、上記の作用効果が不十分となるおそれがある。一方、Biの含有量が0.3%を超える場合には、Biの量に見合ったろう付性向上の効果を得ることが難しい。また、Biの含有量が過度に多い場合にはろう材の表面が変色するおそれがあり、場合によってはろう付性を悪化させるおそれがある。   By making the Bi content in the specific range described above, the above-mentioned effects can be sufficiently obtained, and the brazing property of the hollow structure is further improved and the reliability of the brazing joint is further improved. Can do. When the Bi content is less than 0.01%, the above-described effects may be insufficient. On the other hand, when the Bi content exceeds 0.3%, it is difficult to obtain the effect of improving the brazing property commensurate with the Bi content. Further, when the Bi content is excessively large, the surface of the brazing material may be discolored, and in some cases, the brazing property may be deteriorated.

・Mg(マグネシウム):0.5%以下
上記第1ろう材は、更に0.5%以下のMgを含有していても良い。この場合には、Mgの酸化皮膜を破壊する作用により、上記中空構造体ろう付性をより向上させることができる。Mgの含有量が0.5%を超える場合には、Mgの酸化物が第1ろう材の表面に成長するおそれがあり、かえってろう付性の低下を招くおそれがある。
Mg (magnesium): 0.5% or less The first brazing material may further contain 0.5% or less of Mg. In this case, the hollow structure brazing property can be further improved by the action of destroying the Mg oxide film. When the Mg content exceeds 0.5%, the Mg oxide may grow on the surface of the first brazing material, which may cause a decrease in brazeability.

・Sr(ストロンチウム)、Sb(アンチモン)、Fe(鉄)、Mn(マンガン)、Ti(チタン)、Cu(銅)、Zn(亜鉛)
上記第1ろう材は、ろうの流動性を調整するために、Sr、Sb、Fe、Mn、Tiを含有していても良い。また、上記第1ろう材は、ろう材の溶融開始温度を調整するためにCu、Znを含有していても良い。これらの元素の含有量は、ろう付性を悪化させない範囲で適宜設定することができる。
Sr (strontium), Sb (antimony), Fe (iron), Mn (manganese), Ti (titanium), Cu (copper), Zn (zinc)
The first brazing material may contain Sr, Sb, Fe, Mn, and Ti in order to adjust the fluidity of the brazing. The first brazing material may contain Cu and Zn in order to adjust the melting start temperature of the brazing material. The content of these elements can be appropriately set within a range that does not deteriorate the brazing property.

[第2ろう材]
上記第2ろう材は、6.0〜8.5%かつ上記第1ろう材よりも1.0%以上少ない量のSi及び0.004〜0.1%のLiを含有し残部がAl及び不可避不純物からなる化学成分を有している。
[Second brazing material]
The second brazing material contains 6.0 to 8.5% Si and 1.0% or more less than the first brazing material and 0.004 to 0.1% Li, with the balance being Al and It has chemical components consisting of inevitable impurities.

・Si:6.0〜8.5%かつ上記第1ろう材よりも1.0%以上少ない量
上記ろう付方法を実現するためには、第2ろう材における溶融開始温度と溶融終了温度との温度差をある程度大きくし、第1ろう材に由来するろうを第2ろう材に由来するろうよりも低い温度で流動させる必要がある。第2ろう材中のSiの含有量を上記特定の範囲とすることにより、上記ろう付方法に好適な第2ろう材を容易に実現することができ、ろう付性を向上させることができる。
Si: 6.0 to 8.5% and 1.0% or more less than the first brazing material In order to realize the brazing method, the melting start temperature and the melting end temperature in the second brazing material It is necessary to increase the temperature difference to a certain degree so that the wax derived from the first brazing material flows at a lower temperature than the wax derived from the second brazing material. By setting the content of Si in the second brazing material within the specific range, a second brazing material suitable for the brazing method can be easily realized, and brazing properties can be improved.

Siの含有量が6.0%未満の場合には、ろうの量が不足し、また、ろうの流動性が低いため、ろう材としての機能が不十分となる。それ故、ろう付性が低下する。一方、Siの含有量が8.5%を超える場合には、溶融開始温度と溶融終了温度との温度差が小さくなる。そのため、第2ろう材に由来するろうが比較的早期に流動可能となり、中空構造体の内部へ引き込まれやすくなる。その結果、中空構造体の外表面におけるろう付性が低下する。   When the Si content is less than 6.0%, the amount of brazing is insufficient, and the brazing fluidity is low, so that the function as a brazing material is insufficient. Therefore, brazability is reduced. On the other hand, when the Si content exceeds 8.5%, the temperature difference between the melting start temperature and the melting end temperature becomes small. Therefore, the wax derived from the second brazing material can flow relatively early and is easily drawn into the hollow structure. As a result, the brazing property on the outer surface of the hollow structure is lowered.

また、第2ろう材と第1ろう材とのSiの含有量の差が1.0%未満である場合には、第2ろう材における溶融開始温度と溶融終了温度との温度差が第1ろう材における上記温度差と同程度となる。そのため、第2ろう材に由来するろうが、中空構造体の内部におけるフィレットの形成が完了する前に流動するおそれがある。その結果、第2ろう材に由来するろうが中空構造体の内部へ引き込まれやすくなり、中空構造体の外表面におけるろう付性が低下する。   Further, when the difference in Si content between the second brazing material and the first brazing material is less than 1.0%, the temperature difference between the melting start temperature and the melting end temperature in the second brazing material is the first. The temperature difference is about the same as that of the brazing material. Therefore, the wax derived from the second brazing material may flow before the fillet formation in the hollow structure is completed. As a result, the wax derived from the second brazing material is easily drawn into the hollow structure, and the brazing property on the outer surface of the hollow structure is reduced.

・Li:0.004〜0.1%
第2ろう材は、0.004〜0.1%のLiを含んでいる。Liの作用効果及び限定理由は第1ろう材と同様である。
Li: 0.004 to 0.1%
The second brazing material contains 0.004 to 0.1% of Li. The effect and limitation reason of Li are the same as those of the first brazing material.

・Bi:0.01〜0.3%、Mg:0.5%以下、Sr、Sb、Fe、Mn、Ti、Cu、Zn
第2ろう材は、更にBi、Mg、Sr、Sb、Fe、Mn、Ti、Cu、Znを含有していても良い。これらの元素の作用効果及び限定理由は第1ろう材と同様である。
Bi: 0.01 to 0.3%, Mg: 0.5% or less, Sr, Sb, Fe, Mn, Ti, Cu, Zn
The second brazing material may further contain Bi, Mg, Sr, Sb, Fe, Mn, Ti, Cu, and Zn. The effects and limitations of these elements are the same as in the first brazing material.

[心材]
上記心材は、0.2〜1.3%のMgを含有し、残部がAl及び不可避不純物からなる化学成分を有している。
[Heart]
The core material contains 0.2 to 1.3% Mg, and the balance has chemical components composed of Al and inevitable impurities.

・Mg:0.2〜1.3%
心材に含まれるMgは、ろう付時の加熱によって第1ろう材及び第2ろう材へ拡散する。各々のろう材の表面に到達したMgが酸化皮膜を破壊することにより、中空構造体のフラックスレスろう付を容易に行うことができる。心材中のMgの含有量が0.2%未満の場合には、ろう材の表面に到達するMgの量が少なくなり、ろう付性の低下を招く。一方、Mgの含有量が1.3%を超える場合には、ろう材の表面に到達するMgの量が過剰となる。その結果、Mgの酸化物がろう材の表面に成長し、ろう付性の低下を招く。
Mg: 0.2 to 1.3%
Mg contained in the core material diffuses into the first brazing material and the second brazing material by heating during brazing. Since Mg that has reached the surface of each brazing material breaks the oxide film, it is possible to easily flux-less braze the hollow structure. When the content of Mg in the core material is less than 0.2%, the amount of Mg that reaches the surface of the brazing material is reduced, resulting in a decrease in brazeability. On the other hand, when the Mg content exceeds 1.3%, the amount of Mg reaching the surface of the brazing material becomes excessive. As a result, Mg oxide grows on the surface of the brazing material, resulting in a decrease in brazeability.

・Mn:0.05〜1.3%、Si:1.0%以下、Fe:1.0%以下、Cu:0.9%以下、Zn:6.5%以下、Ti:0.2%以下、Zr(ジルコニウム):0.5%以下
心材は、更に、0.05〜1.3%のMn、1.0%以下のSi、1.0%以下のFe、0.9%以下のCu、6.5%以下のZn、0.2%以下のTi及び0.5%以下のZrから選ばれる1種または2種以上を含んでいることが好ましい。これらの元素は、心材の強度や耐食性をより向上させることができる。これらの元素の含有量が過度に多く含まれる場合には、3層クラッド板材を製造する際の圧延工程において材料が割れるおそれがあり、製造性が低下するおそれがある。
Mn: 0.05 to 1.3%, Si: 1.0% or less, Fe: 1.0% or less, Cu: 0.9% or less, Zn: 6.5% or less, Ti: 0.2% Hereinafter, Zr (zirconium): 0.5% or less The core material is further made from 0.05 to 1.3% Mn, 1.0% or less Si, 1.0% or less Fe, 0.9% or less. It is preferable to include one or more selected from Cu, 6.5% or less of Zn, 0.2% or less of Ti and 0.5% or less of Zr. These elements can further improve the strength and corrosion resistance of the core material. When the content of these elements is excessively large, the material may be broken in the rolling process when the three-layer clad plate material is manufactured, and the productivity may be reduced.

上記中空構造体における上記インナーフィンは、アルミニウム合金からなる心材の両面にAl−Si系合金よりなるろう材がクラッドされたブレージングシートであることが好ましい。この場合には、インナーフィンと皿状プレートとの被接合部に、より多くのろうを供給し、フィレットをより容易に形成することができる。その結果、第2ろう材に由来するろうが中空構造体の内部へ引き込まれにくくなり、皿状プレートの縁部同士の被接合部における外表面に、より容易にフィレットを形成することができる。   The inner fin in the hollow structure is preferably a brazing sheet in which a brazing material made of an Al—Si based alloy is clad on both surfaces of a core material made of an aluminum alloy. In this case, more wax can be supplied to the joined portion between the inner fin and the dish-shaped plate, and the fillet can be formed more easily. As a result, the wax derived from the second brazing material is less likely to be drawn into the hollow structure, and the fillet can be more easily formed on the outer surface of the joined portion between the edges of the dish-shaped plate.

インナーフィンのろう材には、皿状プレートのろう材と同様に、LiやBi等の元素を添加しても良い。また、インナーフィンの心材に、皿状プレートのろう材と同様にMgを添加しても良い。これらの元素を添加することにより、中空構造体のろう付性をより向上させることができる。   Similarly to the brazing material for the plate-like plate, elements such as Li and Bi may be added to the brazing material for the inner fin. Further, Mg may be added to the core material of the inner fin in the same manner as the brazing material of the plate-like plate. By adding these elements, the brazing property of the hollow structure can be further improved.

また、インナーフィンのろう材に溶融開始温度の低いAl−Si系合金を用いることにより、中空構造体の内部のフィレットに十分なろうを供給することができる。その結果、中空構造体の外表面に、より容易にフィレットを形成することができる   Further, by using an Al—Si alloy having a low melting start temperature for the brazing material of the inner fin, sufficient brazing can be supplied to the fillet inside the hollow structure. As a result, a fillet can be more easily formed on the outer surface of the hollow structure.

中空構造体のろう付は、複数の上記インナーフィンと複数の上記皿状プレートとを、上述のように交互に重ね合わせた後、この積層体を積層方向の両側から押圧しつつ加熱することにより行う。   The brazing of the hollow structure is performed by heating a plurality of inner fins and a plurality of dished plates alternately stacked as described above and then pressing the stacked body from both sides in the stacking direction. Do.

上記中空構造体は、個々の上記皿状プレートにおける上記平坦部側を上方に向けた状態でろう付されることが好ましい。この場合には、第1ろう材に由来するろうがインナーフィンの下方に存在する被接合部に引き寄せられることを抑制できる。また、この場合には、皿状プレートとインナーフィンとの被接合部のうち、上方に存在する被接合部にフィレットを先に形成することができる。これらの結果、皿状プレートとインナーフィンとの被接合部に均一なフィレットをより容易に形成することができる。   It is preferable that the hollow structure is brazed with the flat portion side of each of the dish-shaped plates facing upward. In this case, it can suppress that the wax originating in the 1st brazing material is drawn near to the to-be-joined part which exists under the inner fin. Further, in this case, the fillet can be formed first in the portion to be joined that exists above the portion to be joined between the plate-like plate and the inner fin. As a result, a uniform fillet can be more easily formed at the bonded portion between the plate-like plate and the inner fin.

また、第1ろう材に由来するろうの一部は、重力により皿状プレートの縁部に沿って流動し、縁部同士の被接合部に供給される。その結果、縁部同士の被接合部におけるろう付性をより向上させることができる。   Further, a part of the wax derived from the first brazing material flows along the edge of the dish-shaped plate by gravity, and is supplied to the joined part between the edges. As a result, it is possible to further improve the brazability at the joined parts between the edges.

ろう付時の雰囲気としては、窒素、アルゴン及び窒素とアルゴンとの混合ガスなどの、工業的に利用可能な不活性ガスを用いることができる。ろう付性を向上させる観点からは、不活性ガスの酸素濃度が低いほど好ましい。上記ろう付方法においては、例えば、酸素濃度が50ppm以下の不活性ガスを好適に用いることができる。   As an atmosphere at the time of brazing, an inert gas that can be used industrially, such as nitrogen, argon, and a mixed gas of nitrogen and argon, can be used. From the viewpoint of improving the brazing property, the oxygen concentration of the inert gas is preferably as low as possible. In the brazing method, for example, an inert gas having an oxygen concentration of 50 ppm or less can be suitably used.

ろう付時の加熱温度は、585〜620℃であることが好ましく、590〜610℃であることがより好ましい。加熱温度が585℃未満の場合には、ろうの流動性が不十分となり、ろう付性の低下を招くおそれがある。一方、加熱温度が620℃を超える場合には、上記心材の一部が溶融するエロージョンが発生するおそれがある。また、ろう付時の昇温速度は、昇温中における皿状プレートやインナーフィンの酸化を抑制する観点から、できるだけ速くすることが好ましい。   The heating temperature during brazing is preferably 585 to 620 ° C, and more preferably 590 to 610 ° C. When the heating temperature is less than 585 ° C., the brazing fluidity becomes insufficient, and the brazing property may be lowered. On the other hand, when the heating temperature exceeds 620 ° C., there is a possibility that erosion that a part of the core material melts occurs. Moreover, it is preferable to make the temperature increase rate at the time of brazing as fast as possible from the viewpoint of suppressing the oxidation of the plate-like plate and the inner fin during the temperature increase.

なお、上記インナーフィンとしてアルミニウム合金よりなるベア材を用いることも可能である。   It is also possible to use a bare material made of an aluminum alloy as the inner fin.

(実施例)
上記ろう付方法の実施例について、図を用いて説明する。まず、心材Aの一方の面に第1ろう材Bがクラッド接合され、他方の面に第2ろう材Cがクラッド接合された3層クラッド板材と、アルミニウム材よりなるインナーフィン2とを準備する。心材Aは、0.2〜1.3%(質量%、以下同じ)のMgを含有し、残部がAl及び不可避不純物からなる化学成分を有している。第1ろう材Bは、7.5〜13.0%のSi及び0.004〜0.1%のLiを含有し残部がAl及び不可避不純物からなる化学成分を有している。第2ろう材Cは、6.0〜8.5%かつ上記第1ろう材Bよりも1.0%以上少ない量のSi及び0.004〜0.1%のLiを含有し残部がAl及び不可避不純物からなる化学成分を有している。
(Example)
An example of the brazing method will be described with reference to the drawings. First, a three-layer clad plate material in which a first brazing material B is clad joined to one surface of the core material A and a second brazing material C is clad joined to the other surface, and an inner fin 2 made of an aluminum material are prepared. . The core material A contains 0.2 to 1.3% (mass%, the same applies hereinafter) of Mg, and the balance has chemical components composed of Al and inevitable impurities. The first brazing material B contains 7.5 to 13.0% Si and 0.004 to 0.1% Li, with the remainder having chemical components composed of Al and inevitable impurities. The second brazing material C contains 6.0 to 8.5% of Si and 1.04% or less less than the first brazing material B and 0.004 to 0.1% of Li, with the balance being Al. And chemical components composed of inevitable impurities.

なお、本例のインナーフィン2は、アルミニウム合金のベア材よりなるコルゲートフィンである。   The inner fin 2 of this example is a corrugated fin made of an aluminum alloy bare material.

次に、3層クラッド板材にプレス加工を行い、図1に示す皿状プレート3を作製する。皿状プレート3は、平坦部31と、平坦部31の外周端縁に設けられ、平坦部31の厚み方向における第1ろう材B側に延出しつつ外方に拡開した縁部32とを有している。   Next, the three-layer clad plate material is subjected to press working to produce a plate-like plate 3 shown in FIG. The dish-shaped plate 3 includes a flat portion 31 and an edge portion 32 provided on the outer peripheral edge of the flat portion 31 and extending outward while extending toward the first brazing filler metal B side in the thickness direction of the flat portion 31. Have.

次に、複数のインナーフィン2と複数の皿状プレート3とを、隣り合う縁部32同士が当接し、かつ、隣り合う平坦部31の両方にインナーフィン2が当接するように交互に重ね合わせて中空構造体1を組み立てる。その後、中空構造体1を不活性ガス雰囲気中で加熱してろう付を行う。   Next, the plurality of inner fins 2 and the plurality of dish-shaped plates 3 are alternately overlapped so that the adjacent edge portions 32 are in contact with each other and the inner fins 2 are in contact with both of the adjacent flat portions 31. As a result, the hollow structure 1 is assembled. Then, brazing is performed by heating the hollow structure 1 in an inert gas atmosphere.

なお、図1には、便宜上、皿状プレート3の縁部32の間にクリアランスが存在している部分を示したが、隣り合う縁部32同士は図には示さない部分において当接している。   For the sake of convenience, FIG. 1 shows a portion where there is a clearance between the edge portions 32 of the plate-like plate 3, but the adjacent edge portions 32 are in contact with each other at a portion not shown in the drawing. .

以下において、上記ろう付方法におけるフィレット形成の時間的推移を詳細に説明する。なお、本例では、個々の皿状プレート3における平坦部31側を上方に向けた状態で中空構造体1のろう付を行う場合のフィレット形成の時間的推移を示す。   Hereinafter, the time transition of fillet formation in the brazing method will be described in detail. In addition, in this example, the time transition of fillet formation in the case of brazing the hollow structure 1 in a state where the flat portion 31 side of each dish-shaped plate 3 is directed upward is shown.

ろう付時の加熱により中空構造体1の温度が第1ろう材Bの溶融開始温度に到達すると、第1ろう材Bはその場に留まったまま徐々に溶融し、ろうDを生じさせる。更に中空構造体1の温度が上昇すると、第1ろう材Bに由来するろうDの体積が増加し、ろうDが流動できるようになる。このとき、第2ろう材Cは、一部が溶融しているが流動ができない状態となっている。   When the temperature of the hollow structure 1 reaches the melting start temperature of the first brazing material B due to the heating at the time of brazing, the first brazing material B gradually melts while remaining in place, and the brazing D is generated. When the temperature of the hollow structure 1 further rises, the volume of the wax D derived from the first brazing material B increases, and the wax D can flow. At this time, the second brazing material C is partially melted but cannot flow.

流動可能となったろうDの一部は、表面張力や重力により皿状プレート3の縁部32に沿って流動し、皿状プレート3の縁部32同士の被接合部321に供給される。その結果、図2に示すように縁部32同士の被接合部321における外表面側321aよりも先に、内部側321bにフィレットが形成される。   Part of the wax D that has become flowable flows along the edge portion 32 of the plate-like plate 3 due to surface tension or gravity, and is supplied to the joined portion 321 between the edge portions 32 of the plate-like plate 3. As a result, as shown in FIG. 2, a fillet is formed on the inner side 321b prior to the outer surface side 321a of the joined portion 321 between the edge portions 32.

また、第1ろう材Bに由来するろうDは、皿状プレート3とインナーフィン2の上部との被接合部21aにも供給され、フィレットを形成する。   Further, the wax D derived from the first brazing material B is also supplied to the bonded portion 21a between the plate-like plate 3 and the upper part of the inner fin 2, and forms a fillet.

従来のフラックスレスろう付法においては、中空構造体の内部に存在するろう材が同時に流動するため、インナーフィンの上部の被接合部と、下部の被接合部とがろうを介して繋がっていた。そのため、重力によってろうが下方に偏り、インナーフィンの上部に供給されるろうが不足しやすくなっていた。   In the conventional fluxless brazing method, since the brazing material existing inside the hollow structure flows at the same time, the upper portion of the inner fin and the lower portion of the inner fin are connected via the brazing. . Therefore, the wax is biased downward due to gravity, and the wax supplied to the upper portion of the inner fin is likely to be insufficient.

これに対し、上記ろう付方法においては、図2に示すように、インナーフィン2の上部の被接合部21aと、下部の被接合部21bとがろうDにより繋がっていない。そのため、第1ろう材Bに由来するろうDがインナーフィン2の下部の被接合部21bに引き寄せられることを抑制できる。それ故、インナーフィン2の上部の被接合部21aに十分な量のろうDを供給し、均一なフィレットを容易に形成することができる。   On the other hand, in the brazing method, as shown in FIG. 2, the upper bonded portion 21 a of the inner fin 2 and the lower bonded portion 21 b are not connected by the brazing D. Therefore, it is possible to suppress the brazing D derived from the first brazing material B from being attracted to the joined portion 21 b below the inner fin 2. Therefore, a sufficient amount of the wax D can be supplied to the bonded portion 21a at the upper part of the inner fin 2, and a uniform fillet can be easily formed.

中空構造体1の温度が更に上昇すると、第2ろう材Cに由来するろうEが流動できるようになる。このとき、インナーフィン2の上部の被接合部21aに形成されたフィレットは第2ろう材Cから離隔しているため、上部の被接合部21aに存在するろうDが下部の被接合部21bに引き寄せられることはない。また、縁部32同士の被接合部321においては、中空構造体1の内部側321bに既にフィレットが形成されているため、中空構造体1の外表面に生じたろうEが内部に引き込まれにくい。それ故、第2ろう材Cに由来するろうEは、図3に示すように、皿状プレート3とインナーフィン2の下部との被接合部21b及び縁部32同士の被接合部321における外表面側321aに供給される。   When the temperature of the hollow structure 1 is further increased, the wax E derived from the second brazing material C can flow. At this time, since the fillet formed in the upper bonded portion 21a of the inner fin 2 is separated from the second brazing material C, the wax D existing in the upper bonded portion 21a becomes the lower bonded portion 21b. It will not be attracted. In addition, in the joined portion 321 between the edge portions 32, since the fillet has already been formed on the inner side 321b of the hollow structure 1, the wax E generated on the outer surface of the hollow structure 1 is difficult to be drawn inside. Therefore, the brazing E derived from the second brazing material C, as shown in FIG. 3, is an outer portion of the joined portion 21 b between the dish-shaped plate 3 and the lower portion of the inner fin 2 and the joined portion 321 between the edges 32. It is supplied to the surface side 321a.

以上の結果、ろう付が完了した時点で、インナーフィン2の上部の被接合部21a、下部の被接合部21b、縁部32同士の被接合部321の内部側321b及び外表面側321aのいずれにも十分な量のろうD、Eが供給され、フィレットを形成することができる。それ故、上記ろう付法によれば、中空構造体1におけるろう付接合の品質を容易に安定させることができる。   As a result, when the brazing is completed, any one of the upper bonded portion 21a, the lower bonded portion 21b, the inner side 321b of the bonded portion 321 between the edges 32, and the outer surface side 321a is completed. In addition, a sufficient amount of wax D and E can be supplied to form a fillet. Therefore, according to the brazing method, the quality of the brazing joint in the hollow structure 1 can be easily stabilized.

(実験例)
本例は、皿状プレート3を構成する3層クラッド板材の合金種を変更し、ろう付性の評価を行った例である。以下、試験体の作製方法及び評価方法を説明する。
(Experimental example)
This example is an example in which the brazing property is evaluated by changing the alloy type of the three-layer clad plate material constituting the dish-shaped plate 3. Hereinafter, a preparation method and an evaluation method of the specimen will be described.

[試験体の作製]
・3層クラッド板材
表1に示す化学成分を有する合金(合金A1〜A20)を鋳造し、得られた鋳塊を500℃で加熱して均質化処理を行った。次いで、鋳塊に熱間圧延を行って厚さ5mmのろう材板を作製した。
[Preparation of specimen]
-Three-layer clad board material The alloy (alloy A1-A20) which has a chemical component shown in Table 1 was cast, and the obtained ingot was heated at 500 degreeC, and the homogenization process was performed. Subsequently, the ingot was hot-rolled to produce a brazing material plate having a thickness of 5 mm.

ろう材板の作製とは別に、表2に示す化学成分を有する合金(合金B1〜B5)を鋳造し、得られた鋳塊を600℃で加熱して均質化処理を行った。その後、鋳塊を面削して厚さ40mmの心材板を作製した。   Separately from the production of the brazing material plate, alloys (alloys B1 to B5) having chemical components shown in Table 2 were cast, and the resulting ingot was heated at 600 ° C. to perform a homogenization treatment. Thereafter, the ingot was chamfered to produce a core plate having a thickness of 40 mm.

上記により得られたろう材板及び心材板を表3に示す組み合わせで重ね合わせ、500℃でクラッド圧延を行って互いに接合させた。これにより、厚さ2mmの中間材を得た。得られた中間材に冷間圧延を行って厚さを0.4mmにした後、焼鈍処理を行った。以上により3層クラッド板材を得た。3層クラッド板材における第1ろう材B及び第2ろう材Cのクラッド率は10%であった。なお、上記のクラッド率は、3層クラッド板材の全厚さに対する各ろう材の厚さの比率である。   The brazing material plate and the core material plate obtained as described above were superposed in the combinations shown in Table 3, and clad rolled at 500 ° C. and joined together. Thereby, an intermediate material having a thickness of 2 mm was obtained. The obtained intermediate material was cold-rolled to a thickness of 0.4 mm and then annealed. Thus, a three-layer clad plate material was obtained. The clad rate of the first brazing material B and the second brazing material C in the three-layer clad plate material was 10%. The clad rate is the ratio of the thickness of each brazing material to the total thickness of the three-layer clad plate material.

・中空構造体1の組み立て
3層クラッド板材にプレス加工を施し、図1に示す皿状プレート3を作製した、また、皿状プレート3の作製とは別に、JIS A3003合金よりなる厚さ0.1mmの板材にコルゲート加工を施し、インナーフィン2を作製した。得られた皿状プレート3及びインナーフィン2を図1に示すように交互に積層し、治具(図示略)により固定して中空構造体1(表3、試験体1〜21)を組み立てた。
-Assembling of the hollow structure 1 The three-layer clad plate material was pressed to produce the dish-shaped plate 3 shown in FIG. Corrugation was applied to a 1 mm plate material to produce an inner fin 2. The obtained plate-like plate 3 and inner fin 2 were alternately laminated as shown in FIG. 1 and fixed by a jig (not shown) to assemble the hollow structure 1 (Table 3, test bodies 1 to 21). .

・ろう付
個々の皿状プレート3における平坦部31側を上方に向けた状態で加熱炉内に中空構造体1を設置した後、加熱炉内の雰囲気を窒素で置換し、雰囲気中の酸素濃度を20ppm以下にした。その後、中空構造体1の温度を測定しながら加熱を行った。具体的には、加熱開始から中空構造体1の温度が600℃に到達するまでの所要時間が15分程度となるように昇温させた後、中空構造体1の温度が600℃の状態を3分間保持して加熱を完了した。加熱が完了した後、中空構造体1を炉内で冷却してから炉外へ取り出した。
-Brazing After installing the hollow structure 1 in the heating furnace with the flat portion 31 side of each dish-shaped plate 3 facing upward, the atmosphere in the heating furnace is replaced with nitrogen, and the oxygen concentration in the atmosphere Was 20 ppm or less. Thereafter, heating was performed while measuring the temperature of the hollow structure 1. Specifically, after raising the temperature so that the required time from the start of heating until the temperature of the hollow structure 1 reaches 600 ° C. is about 15 minutes, the temperature of the hollow structure 1 is kept at 600 ° C. Hold for 3 minutes to complete heating. After the heating was completed, the hollow structure 1 was cooled in the furnace and then taken out of the furnace.

[評価]
ろう付後の中空構造体1を図3に示すように切断し、縁部32同士の被接合部321における内部側321bのフィレット及び外表面側321aのフィレットを目視評価した。その結果を表3に示す。なお、表3の「フィレットの目視評価」欄に示した記号の意味は、以下の通りである。
[Evaluation]
The hollow structure 1 after brazing was cut as shown in FIG. 3, and the fillet on the inner side 321b and the fillet on the outer surface side 321a in the joined portion 321 between the edge portions 32 were visually evaluated. The results are shown in Table 3. In addition, the meaning of the symbol shown in the “Visual evaluation of fillet” column of Table 3 is as follows.

A:連続したフィレットが形成されており、フィレットのサイズが均一であった
B:連続したフィレットが形成されたが、フィレットのサイズにややばらつきが見られた
C:フィレットが部分的に途切れており、連続していなかった
A: A continuous fillet was formed and the fillet size was uniform. B: A continuous fillet was formed, but there was some variation in the fillet size. C: The fillet was partially broken. Was not continuous

Figure 0006431789
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表1〜表3より知られるように、試験体1〜12は、第1ろう材B、第2ろう材C及び心材Aが上記特定の範囲の化学成分を有している。そのため、試験体1〜12は縁部32同士の被接合部321における外表面側321a及び内部側321bの両方に連続したフィレットが形成された。   As is known from Tables 1 to 3, in the test bodies 1 to 12, the first brazing material B, the second brazing material C, and the core material A have chemical components in the specific range. Therefore, in the test bodies 1 to 12, continuous fillets were formed on both the outer surface side 321 a and the inner side 321 b in the joined portion 321 between the edge portions 32.

試験体13は、第1ろう材B及び第2ろう材CのいずれもSiの含有量が少ないため、ろうD、Eの流動性が不十分となった。その結果、外表面側321a及び内部側321bのいずれのフィレットも不連続となった。
試験体14は、第1ろう材B中のSiの含有量が多いため、ろうDの流動性が不十分となった。その結果、外表面側321a及び内部側321bのいずれのフィレットも不連続となった。
Since the test body 13 had low Si content in both the first brazing material B and the second brazing material C, the fluidity of the brazing materials D and E was insufficient. As a result, both the fillet on the outer surface side 321a and the inner side 321b became discontinuous.
Since the test body 14 had a large Si content in the first brazing material B, the fluidity of the brazing D was insufficient. As a result, both the fillet on the outer surface side 321a and the inner side 321b became discontinuous.

試験体15は、第2ろう材C中のSiの含有量が多いため、内部側321bのフィレットの形成途中で第2ろう材Cが流動した。その結果、外表面側321aのフィレットが不連続となった。
試験体16は、第2ろう材C中のSiの含有量と第1ろう材B中のSiの含有量との差が小さいため、内部側321bのフィレットの形成途中で第2ろう材Cが流動した。その結果、外表面側321aのフィレットが不連続となった。
試験体17は、第2ろう材C中のSiの含有量が第1ろう材B中のSiの含有量よりも多かったため、内部側321bのフィレットが形成され始める前に第2ろう材Cが流動した。その結果、外表面側321aのフィレットが不連続となった。
Since the test body 15 had a high Si content in the second brazing material C, the second brazing material C flowed during the formation of the fillet on the inner side 321b. As a result, the fillet on the outer surface side 321a became discontinuous.
Since the difference between the Si content in the second brazing material C and the Si content in the first brazing material B is small in the test body 16, the second brazing material C is in the process of forming the fillet on the inner side 321b. Flowed. As a result, the fillet on the outer surface side 321a became discontinuous.
In the test body 17, since the Si content in the second brazing material C was higher than the Si content in the first brazing material B, the second brazing material C was formed before the fillet on the inner side 321 b began to be formed. Flowed. As a result, the fillet on the outer surface side 321a became discontinuous.

試験体18は、第2ろう材C中のLiの含有量が少ないため、酸化皮膜が十分に破壊されなかった。その結果、外表面側321a及び内部側321bのいずれのフィレットも不連続となった。
試験体19は、第1ろう材B及び第2ろう材CのいずれもLiの含有量が多いため、Liの酸化物が過度に成長した。その結果、外表面側321a及び内部側321bのいずれのフィレットも不連続となった。
Since the test body 18 had little Li content in the 2nd brazing material C, the oxide film was not fully destroyed. As a result, both the fillet on the outer surface side 321a and the inner side 321b became discontinuous.
In the test body 19, since both the first brazing material B and the second brazing material C have a large content of Li, an oxide of Li grew excessively. As a result, both the fillet on the outer surface side 321a and the inner side 321b became discontinuous.

試験体20は、心材A中のMgの含有量が少ないため、酸化皮膜が十分に破壊されなかった。その結果、外表面側321a及び内部側321bのいずれのフィレットも不連続となった。
試験体21は、心材A中のMgの含有量が多いため、Mgの酸化物が過度に成長した。その結果、外表面側321a及び内部側321bのいずれのフィレットも不連続となった。
Since the test body 20 had a low Mg content in the core material A, the oxide film was not sufficiently destroyed. As a result, both the fillet on the outer surface side 321a and the inner side 321b became discontinuous.
Since the test body 21 had much Mg content in the core material A, the Mg oxide grew excessively. As a result, both the fillet on the outer surface side 321a and the inner side 321b became discontinuous.

上記の実施例及び実験例は上記ろう付方法の一例であり、その要旨を変更しない範囲で適宜構成を変更することができる。例えば、実施例及び実験例には、皿状プレート3の平坦部31が完全に平坦な例を示したが、平坦部31は、インナーフィン2とのろう付が可能な範囲であれば湾曲していてもよい。また、冷媒に乱流を生じさせるための突起等を平坦部31に設けることも可能である。   The above-described examples and experimental examples are examples of the brazing method, and the configuration can be appropriately changed without changing the gist thereof. For example, in the examples and experimental examples, the flat portion 31 of the plate-like plate 3 is shown as being completely flat. However, the flat portion 31 is curved as long as it can be brazed with the inner fin 2. It may be. It is also possible to provide protrusions or the like on the flat portion 31 for causing turbulent flow in the refrigerant.

1 中空構造体
2 インナーフィン
3 皿状プレート
31 平坦部
32 縁部
A 心材
B 第1ろう材
C 第2ろう材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hollow structure 2 Inner fin 3 Dish plate 31 Flat part 32 Edge A Heart material B 1st brazing material C 2nd brazing material

Claims (5)

0.2〜1.3%(質量%、以下同じ)のMgを含有し、残部がAl及び不可避不純物からなる化学成分を有する心材と、7.5〜13.0%のSi及び0.004〜0.1%のLiを含有し残部がAl及び不可避不純物からなる化学成分を有し、上記心材の一方の面にクラッド接合された第1ろう材と、6.0〜8.5%かつ上記第1ろう材よりも1.0%以上少ない量のSi及び0.004〜0.1%のLiを含有し残部がAl及び不可避不純物からなる化学成分を有し、上記心材の他方の面にクラッド接合された第2ろう材とからなる3層クラッド板材を準備し、
アルミニウム材よりなるインナーフィンを準備し、
上記3層クラッド板材から、平坦部と、該平坦部の外周端縁に設けられ、上記平坦部の厚み方向における上記第1ろう材側に延出しつつ外方に拡開した縁部とを有する皿状プレートを作製し、
複数の上記インナーフィンと複数の上記皿状プレートとを、隣り合う上記縁部同士が当接し、かつ、隣り合う上記平坦部の両方に上記インナーフィンが当接するように交互に重ね合わせて中空構造体を組み立て、
該中空構造体を不活性ガス雰囲気中で加熱してろう付を行うことを特徴とする中空構造体のろう付方法。
A core material containing 0.2 to 1.3% (mass%, the same shall apply hereinafter) of Mg, with the balance being a chemical component consisting of Al and inevitable impurities, and 7.5 to 13.0% Si and 0.004 A first brazing material containing a chemical component comprising -0.1% Li with the balance being Al and inevitable impurities, clad to one side of the core material; 6.0-8.5% and The other side of the core material having a chemical component containing Si and 0.004 to 0.1% Li in an amount of 1.0% or more less than the first brazing material, with the balance being Al and inevitable impurities. A three-layer clad plate material comprising a second brazing material clad and bonded to
Prepare inner fins made of aluminum,
From the three-layer clad plate material, it has a flat portion and an edge portion that is provided on the outer peripheral edge of the flat portion and extends outward while extending toward the first brazing material in the thickness direction of the flat portion. Make a dish-shaped plate,
A plurality of the inner fins and the plurality of dish-shaped plates are alternately stacked so that the adjacent edge portions are in contact with each other and the inner fins are in contact with both of the adjacent flat portions. Assemble the body
A method for brazing a hollow structure, wherein the hollow structure is brazed by heating in an inert gas atmosphere.
上記第1ろう材及び上記第2ろう材の少なくとも一方は、更に0.01〜0.3%のBiを含有していることを特徴とする請求項1に記載の中空構造体のろう付方法。   The method for brazing a hollow structure according to claim 1, wherein at least one of the first brazing material and the second brazing material further contains 0.01 to 0.3% Bi. . 上記心材は、更に、0.05〜1.3%のMn、1.0%以下のSi、1.0%以下のFe、0.9%以下のCu、6.5%以下のZn、0.2%以下のTi及び0.5%以下のZrから選ばれる1種または2種以上を含んでいることを特徴とする請求項1または2に記載の中空構造体のろう付方法。   The core material further comprises 0.05 to 1.3% Mn, 1.0% or less Si, 1.0% or less Fe, 0.9% or less Cu, 6.5% or less Zn, 0% The method for brazing a hollow structure according to claim 1 or 2, comprising one or more selected from Ti of 2% or less and Zr of 0.5% or less. 上記インナーフィンは、アルミニウム合金からなる心材の両面にAl−Si系合金よりなるろう材がクラッドされたブレージングシートであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の中空構造体のろう付方法。   The hollow structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the inner fin is a brazing sheet in which a brazing material made of an Al-Si alloy is clad on both surfaces of a core material made of an aluminum alloy. How to braze the body. 上記中空構造体は、個々の上記皿状プレートにおける上記平坦部側を上方に向けた状態でろう付されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の中空構造体のろう付方法。   The hollow structure body according to any one of claims 1 to 4, wherein the hollow structure body is brazed in a state in which the flat portion side of each dish-shaped plate is directed upward. Brazing method.
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