本發(fā)明涉及鋁材的釬焊方法。

背景技術(shù)：

鋁材因?yàn)榫哂袑?dǎo)熱率高、輕量等各種優(yōu)點(diǎn)，所以多被用于熱交換器等。例如，搭載于汽車的熱交換器具有由純鋁或鋁合金構(gòu)成的罐、管及翅片等部件，將這些部件通過釬焊進(jìn)行接合。另外，鋁材的釬焊多使用在鋁合金板的至少一板面被覆釬料而成的釬焊片(brazingsheet)。釬焊片因?yàn)榭梢詫⒍鄠€(gè)部件一并進(jìn)行釬焊，所以可以容易地實(shí)現(xiàn)釬焊的作業(yè)工序的縮短及簡化。

以往，作為鋁材的釬焊方法，已知有真空釬焊法、諾可洛克(nocolok)釬焊法。真空釬焊法是使用由al－si－mg(鋁－硅－鎂)系合金構(gòu)成的釬料，在將釬焊爐的加熱室內(nèi)減壓了的狀態(tài)下加熱被處理物進(jìn)行釬焊的技術(shù)。真空釬焊法中，在釬焊時(shí)，因?yàn)榇嬖谟阡X材的表面的氧化膜由于mg被破壞，所以可以不使用焊劑而形成釬焊接合。但是，真空釬焊法需要使用以能夠進(jìn)行釬焊室內(nèi)的減壓的方式構(gòu)成的真空釬焊爐。真空釬焊爐與一般的釬焊爐相比是價(jià)格高昂的，因此，在通過真空釬焊法進(jìn)行釬焊的情況下，存在難以降低制造成本的問題。

另一方面，諾可洛克釬焊法是使用由al－si系合金構(gòu)成的釬料，在釬料上涂布了氟化物系的焊劑后，在不活潑氣體氣氛下加熱被處理物進(jìn)行釬焊的技術(shù)。諾可洛克釬焊法可以使用一般的釬焊爐進(jìn)行釬焊。但是，在諾可洛克釬焊法中，當(dāng)焊劑的涂布量不足時(shí)，焊劑引起的氧化膜的破壞不充分，導(dǎo)致釬焊性的降低，根據(jù)情況，可能產(chǎn)生釬焊不良。另外，在未涂布焊劑的情況下，不能進(jìn)行釬焊。

焊劑的不足或未涂布引起的釬焊不良例如在熱交換器的管等具有中空部的被處理物的釬焊中，在被處理物的組裝后涂布焊劑的情況下容易產(chǎn)生。因此，以往，通過在構(gòu)成被處理物的鋁材的整個(gè)面預(yù)先涂布焊劑而實(shí)現(xiàn)防止焊劑的不足、未涂布，存在釬焊的作業(yè)工序變得繁雜的問題。

因此，作為不使用價(jià)格高昂的真空釬焊爐而通過簡單的作業(yè)工序可以進(jìn)行釬焊的方法，提案有利用基于mg破壞氧化膜的作用，在不活潑氣體氣氛下進(jìn)行釬焊的方法。例如，專利文獻(xiàn)1中提案有一種方法，具有由al－si系合金構(gòu)成的釬料，使用至少在釬料以外的釬焊片構(gòu)成層添加了mg的釬焊片在不活潑氣體氣氛下進(jìn)行釬焊。根據(jù)該方法，通過以釬焊片的釬料被覆面朝向內(nèi)側(cè)的方式成形中空結(jié)構(gòu)體，可以在中空結(jié)構(gòu)體的內(nèi)部不涂布焊劑而進(jìn)行釬焊。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2004－25297號公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的課題

不使用焊劑而在不活潑氣體氣氛下進(jìn)行釬焊的方法存在氣氛中的氧濃度變高時(shí)釬焊性容易惡化的問題。因此，當(dāng)想要適用于量產(chǎn)設(shè)備時(shí)，由于被處理物的形狀、構(gòu)造、以及形成釬焊接合的位置的不同，存在釬焊接合的品質(zhì)惡化的可能。

例如，在如專利文獻(xiàn)1這樣進(jìn)行中空結(jié)構(gòu)體的釬焊的情況下，中空結(jié)構(gòu)體的中空部內(nèi)因?yàn)殡y以流入中空結(jié)構(gòu)體的外部的氣氛，所以能夠較容易地維持氧濃度低的狀態(tài)。因此，在釬料滯留在中空部內(nèi)的情況下，可以不使用焊劑而形成良好的釬焊接合。但是，因?yàn)殁F焊爐內(nèi)的氧濃度根據(jù)各種要因而變動，所以中空結(jié)構(gòu)體的外部難以維持氧濃度低的狀態(tài)。因此，在釬焊時(shí)，在釬料于中空結(jié)構(gòu)體的外部露出的情況下，中空結(jié)構(gòu)體的外部側(cè)的釬焊性容易惡化。而且，在中空結(jié)構(gòu)體具有釬料可以在中空部內(nèi)和外部之間流通的構(gòu)造的情況下，釬料容易聚集在釬焊性優(yōu)異的中空部內(nèi)。因此，在釬焊性差的外部側(cè)，釬料不足，可能產(chǎn)生焊腳破損等釬焊不良。

針對該問題，考慮在中空結(jié)構(gòu)體的外部涂布焊劑，改善外部側(cè)的釬焊性的方法。但是，氟化物系的焊劑因與釬料中所含的mg反應(yīng)而被消耗，存在破壞氧化膜的效果降低的問題。因此，在焊劑的涂布量不充分的情況下，可能不能充分改善中空結(jié)構(gòu)體的外部側(cè)的釬焊性。另一方面，當(dāng)為了改善中空結(jié)構(gòu)體的外部側(cè)的釬焊性而增大焊劑的涂布量時(shí)，釬焊時(shí)焊劑經(jīng)由釬料向中空結(jié)構(gòu)體的內(nèi)部熔融擴(kuò)散，可能使中空結(jié)構(gòu)體的內(nèi)部的釬焊性惡化。

如上，不使用焊劑而在不活潑氣體氣氛下進(jìn)行釬焊的方法在適用于量產(chǎn)設(shè)備的情況下，尚有改善的余地。因此，強(qiáng)烈期望可以不取決于被處理物的形狀或構(gòu)造、及形成釬焊接合的位置而形成良好的釬焊接合的技術(shù)。

本發(fā)明是鑒于這樣的背景而做出的，其目的在于，提供一種可以容易地適用于量產(chǎn)設(shè)備，作業(yè)工序容易簡化，且可以使釬焊接合的品質(zhì)穩(wěn)定的釬焊方法。

用于解決課題的技術(shù)方案

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種釬焊方法，將由鋁材構(gòu)成且具有中空部的被處理物的、面向所述中空部的內(nèi)側(cè)被接合部、和面向外部空間的外側(cè)被接合部一并進(jìn)行釬焊，其特征在于，

準(zhǔn)備包含釬焊片的所述被處理物，所述釬焊片具有芯材層和被覆于所述芯材層的至少一面的釬料層，所述芯材層具有下述化學(xué)成分，將mg的含量限制在低于0.2％(質(zhì)量％、以下相同)，余量包含al及不可避免的雜質(zhì)，所述釬料層具有下述化學(xué)成分，必須含有si：4.0～13.0％、bi：0.01～0.3％，還含有l(wèi)i：0.004～0.08％及be：0.006～0.12％中的1種或2種，將mg的含量限制在低于0.1％，余量包含al及不可避免的雜質(zhì)，

以所述釬料層存在于所述內(nèi)側(cè)被接合部及所述外側(cè)被接合部的兩方的方式組裝所述被處理物，

接著，在存在于所述外側(cè)被接合部的所述釬料層上涂布焊劑，

之后，在不活潑氣體氣氛下加熱所述被處理物，進(jìn)行釬焊。

發(fā)明效果

所述釬焊方法中，所述被處理物具有面向所述中空部的所述內(nèi)側(cè)被接合部、和面向外部空間的所述外側(cè)被接合部。所述內(nèi)側(cè)被接合部面向不易流入外部空間的氣氛的所述中空部，因此，能夠容易地維持氣氛中的氧濃度低的狀態(tài)。因此，所述內(nèi)側(cè)被接合部不使用焊劑而進(jìn)行釬焊比較容易。另一方面，在面向外部空間的所述外側(cè)被接合部，氣氛中的氧濃度容易變動，因此，釬焊需要使用焊劑。這樣，所述被處理物具有適宜的釬焊方法不同的2種被接合部。

與之相對，用于所述被處理物的釬焊的所述釬焊片具有mg的含量分別被限制在低于所述特定的量的所述芯材層和所述釬料層。因此，所述釬焊片能夠抑制與mg的反應(yīng)導(dǎo)致的所述焊劑的消耗，可以通過所述焊劑而提高所述外側(cè)被接合部的釬焊性。因此，所述釬焊方法通過僅在存在于所述外側(cè)被接合部的所述釬料層涂布所述焊劑，在氣氛中的氧濃度容易變動的所述外側(cè)被接合部可以形成良好的釬焊接合。

另外，所述釬料層包含li(鋰)或be(鈹)的至少一方、和bi(鉍)。li及be具有破壞鋁材表面的氧化膜的作用。另外，bi具有促進(jìn)基于li及be的氧化膜的破壞的作用。因此，所述釬焊片在可以穩(wěn)定地維持氧濃度低的狀態(tài)的所述內(nèi)側(cè)被接合部，可以不使用所述焊劑而形成良好的釬焊接合。

以上的結(jié)果是，所述釬焊方法在用于形成良好的釬焊接合的條件互不相同的所述外側(cè)被接合部和所述內(nèi)側(cè)被接合部這兩方可以一并形成良好的釬焊接合，可以使釬焊接合的品質(zhì)穩(wěn)定。另外，所述釬焊方法可以使用所述焊劑進(jìn)行氧濃度容易變動的所述外側(cè)被接合部的釬焊，因此，不需要嚴(yán)格地管理氧濃度。因此，所述釬焊方法可以容易地適用于量產(chǎn)設(shè)備。而且，所述釬焊方法不需要在所述內(nèi)側(cè)被接合部涂布所述焊劑，因此，在組裝所述被處理物之前，不需要預(yù)先涂布焊劑。因此，所述釬焊方法可以容易地簡化釬焊的作業(yè)工序。

附圖說明

圖1是實(shí)施例1的釬焊前的被處理物的立體圖。

圖2是實(shí)施例1的被接合部附近的(a)釬焊前的局部放大剖視圖、(b)釬焊結(jié)束了的狀態(tài)的局部放大剖視圖。

圖3是實(shí)施例2的釬焊前的被處理物的立體圖。

圖4是實(shí)施例2的被接合部附近的(a)釬焊前的局部放大剖視圖、(b)釬焊結(jié)束了的狀態(tài)的局部放大剖視圖。

圖5是在實(shí)施例3的兩張釬焊片之間夾持翅片而成的被處理物的釬焊結(jié)束了的狀態(tài)的剖視圖。

圖6是實(shí)施例3的由一張釬焊片構(gòu)成且具有2處中空部的被處理物的釬焊結(jié)束了的狀態(tài)的剖視圖。

圖7是實(shí)施例3的由一張釬焊片構(gòu)成且具有1處中空部的被處理物的釬焊結(jié)束了的狀態(tài)的立體圖。

圖8是實(shí)施例4的具有集流管、翅片及管的被處理物的俯視圖。

具體實(shí)施方式

在上述釬焊方法中，上述被處理物至少包含上述釬焊片自身。即，上述被處理物可以僅由釬焊片構(gòu)成，也可以包含通過釬焊片釬焊的其它部件。

在被處理物包含釬焊片以外的“其它部件”的情況下，其它部件的材質(zhì)可以根據(jù)要求的機(jī)械特性或耐腐蝕性、加工性從純鋁及鋁合金中適宜選擇。從抑制mg導(dǎo)致的釬焊性的惡化的觀點(diǎn)出發(fā)，上述其它部件優(yōu)選mg的含量為0.2％以下。

上述釬焊方法在被處理物具有釬料不能在外側(cè)被接合部和內(nèi)側(cè)被接合部之間流通的構(gòu)造的情況、及、具有釬料可以于外側(cè)被接合部和內(nèi)側(cè)被接合部之間流通的構(gòu)造的情況中的任一種情況下，也可以在外側(cè)被接合部及內(nèi)側(cè)被接合部這兩方一并形成良好的釬焊接合。即，上述釬焊方法如上述，通過使用焊劑而可以提高外側(cè)被接合部的釬焊性。因此，在具有釬料不能在外側(cè)被接合部和內(nèi)側(cè)被接合部之間流通的構(gòu)造的被處理物的釬焊中，通過外側(cè)接合部及內(nèi)側(cè)接合部的各自的釬料而可以形成良好的釬焊接合。

另外，在具有釬料可以于外側(cè)被接合部和內(nèi)側(cè)被接合部之間流通的構(gòu)造的被處理物的釬焊中，通過焊劑而可以提高外側(cè)被接合部的釬焊性。其結(jié)果，可以抑制釬料匯集于內(nèi)側(cè)被接合部。因此，上述釬焊方法在具有上述構(gòu)造的被處理物的釬焊中，可以向外側(cè)被接合部及內(nèi)側(cè)被接合部這兩方供給充分量的釬料，可以在兩者形成良好的釬焊接合。

進(jìn)而，上述釬焊方法如上述可以抑制mg引起的焊劑的消耗，因此，與以往相比可以降低焊劑在外側(cè)被接合部的涂布量。另外，如后述，li在釬焊時(shí)與焊劑幾乎不發(fā)生反應(yīng)，be與焊劑完全不發(fā)生反應(yīng)。因此，上述釬焊方法在具有上述構(gòu)造的被處理物的釬焊中，在涂布于外側(cè)被接合部的焊劑因某種原因而滲出到內(nèi)側(cè)被接合部的情況等下，能夠避免內(nèi)側(cè)被接合部的釬焊性惡化。

以上的結(jié)果是，就上述釬焊方法而言，在具有釬料可以于外側(cè)被接合部和內(nèi)側(cè)被接合部之間流通的構(gòu)造的被處理物中，也能夠形成良好的釬焊接合。

在上述釬焊方法中，作為不活潑氣體，可以使用目前公知的氣體。從對量產(chǎn)設(shè)備的應(yīng)用的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選使用氮、氬或氮和氬的混合氣體。為了提高釬焊性，不活潑氣體中的氧濃度低是優(yōu)選的。具體而言，不活潑氣體中的氧濃度優(yōu)選為100ppm以下，更優(yōu)選為50ppm以下。通過降低不活潑氣體中的氧濃度，也可以得到焊劑的涂布量的降低這一效果。該氧濃度通過以往使用的焊劑釬焊用的氣氛爐而可以容易地實(shí)現(xiàn)。

釬焊中的加熱溫度優(yōu)選為585～620℃，更優(yōu)選為590～610℃。在加熱溫度低于585℃的情況下，釬料的流動性降低，因此，釬焊性可能惡化。在加熱溫度超過620℃的情況下，釬焊片的芯材層、釬焊的對象材料的一部分熔融的腐蝕產(chǎn)生，可能出現(xiàn)不良。另外，為了抑制升溫中的被處理物的不需要的氧化，到達(dá)規(guī)定的加熱溫度為止的升溫速度快是優(yōu)選的。

上述釬焊方法優(yōu)選用于例如熱交換器的制造。熱交換器由翅片、管及集流管等多個(gè)零件構(gòu)成，例如，在管的筒內(nèi)或翅片和管之間等具有多個(gè)中空部。因此，以往是在這些零件上涂布了焊劑之后，進(jìn)行向規(guī)定形狀的組裝，存在作業(yè)性非常差的問題。與之相對，上述釬焊方法中，通過在將翅片等組裝成規(guī)定的形狀后，在外側(cè)被接合部涂布焊劑，由此可以在外側(cè)被接合部及內(nèi)側(cè)被接合部這兩方一并形成良好的釬焊接合。因此，不需要預(yù)先在零件上涂布焊劑，可以提高作業(yè)性。

[釬焊片]

用于上述釬焊法的釬焊片具有芯材層、和被覆于芯材層的至少一面的釬料層。以下，對芯材層的化學(xué)成分及釬料層的化學(xué)成分進(jìn)行詳細(xì)說明。

＜釬料層＞

釬料層具有下述化學(xué)成分，必須含有si：4.0～13.0％、bi：0.01～0.3％，還含有l(wèi)i：0.004～0.08％及be：0.006～0.12％中的1種或2種，mg的含量被限制在低于0.1％，余量包含al及不可避免的雜質(zhì)。

·si：4.0～13.0％

通過將si的含量設(shè)為4.0～13.0％，可以向被接合部供給充分量的釬料。在si的含量低于4.0％的情況下，產(chǎn)生釬料的供給量不足的釬料流動性降低等問題，釬焊性可能惡化。另一方面，在si的含量超過13.0％的情況下，釬料的供給量過剩，芯材層的熔解量可能過大。另外，該情況下，釬料層的熔融溫度可能過度升高。這些結(jié)果是，釬焊性可能惡化。

·bi：0.01～0.3％

bi具有將存在于鋁材的表面的氧化膜脆弱化的作用。因此，bi通過與li或be共存，可以促進(jìn)li及be導(dǎo)致的氧化膜的破壞，使釬焊性提高。另外，bi具有使釬料的表面張力降低的作用，因此，釬料容易流入被處理物的細(xì)的間隙。其結(jié)果，可以提高釬焊接合的可靠性。

通過將bi的含量設(shè)為0.01～0.3％，可以充分得到上述的作用效果，可以提高內(nèi)側(cè)被接合部的釬焊性。從同樣的觀點(diǎn)出發(fā)，bi的含量優(yōu)選為0.01～0.03％。在bi的含量低于0.01％的情況下，上述的作用效果不充分，內(nèi)側(cè)被接合部的釬焊性可能惡化。另一方面，在bi的含量超過0.3％的情況下，難以得到與bi的量相應(yīng)的釬焊性提高的效果。另外，在bi的含量多的情況下，釬料層的表面可能變色，根據(jù)情況，可能使釬焊性惡化。

·li：0.004～0.08％、be：0.006～0.12％

li及be只要在釬料層中含有任意一方即可，也可以含有兩方。li及be均具有破壞存在于鋁材表面的氧化膜而提高釬焊性的作用。另外，li與焊劑幾乎不發(fā)生反應(yīng)，be與焊劑完全不發(fā)生反應(yīng)。因此，含有l(wèi)i及be的釬料幾乎不妨礙焊劑的作用。

li及be破壞氧化膜的機(jī)制目前不明確，但推測為通過以下的機(jī)制而氧化膜被破壞。li及be均為比al容易氧化的元素，因此，認(rèn)為可以從存在于被處理物的表面的氧化膜剝奪氧。而且，被剝奪了氧的氧化膜與剝奪氧之前相比脆弱化，因此，認(rèn)為氧化膜產(chǎn)生龜裂而被破壞。

另外，be從鋁材表面的氧化膜剝奪氧，成為氧化物。認(rèn)為該be的氧化物具有在釬焊中覆蓋釬料的表面，防止釬料的氧化的作用。

通過將li的含量設(shè)為0.004～0.08％，可以充分得到上述的作用效果，可以提高內(nèi)側(cè)被接合部的釬焊性。從同樣的觀點(diǎn)出發(fā)，li的含量優(yōu)選為0.006～0.04％。在li的含量低于0.004％的情況下，破壞氧化膜的效果不充分，內(nèi)側(cè)被接合部的釬焊性可能惡化。另外，在li的含量超過0.08％的情況下，li的氧化物在釬焊片的釬料層的表面成長，可能導(dǎo)致釬焊性的惡化。

通過將be的含量設(shè)為0.006～0.12％，可以充分得到上述的作用效果，可以提高內(nèi)側(cè)被接合部的釬焊性。從同樣的觀點(diǎn)出發(fā)，be的含量優(yōu)選為0.008～0.04％。在be的含量低于0.006％的情況下，破壞氧化膜的效果不充分，內(nèi)側(cè)被接合部的釬焊性可能惡化。另外，在be的含量超過0.12％的情況下，be的氧化物在釬焊片的釬料層的表面成長，可能導(dǎo)致釬焊性的惡化。

·mg：低于0.1％

mg通過與焊劑反應(yīng)而消耗焊劑，使外側(cè)被接合部的釬焊性惡化。另外，mg和焊劑的反應(yīng)生成物使釬料的流動性降低，使釬焊性惡化。從抑制這些問題的觀點(diǎn)出發(fā)，需要將釬料層中的mg的含量限制在低于0.1％。從同樣的觀點(diǎn)出發(fā)，mg的含量越少越優(yōu)選，更優(yōu)選限制在0.05％以下。

上述釬料層除含有上述的si、bi、li及be之外，還可以含有由sr(鍶)：0.002～0.05％、sb(銻)：0.003～0.07％、fe(鐵)：0.05～0.8％、mn(錳)：0.05～0.2％及ti(鈦)：0.01～0.15％構(gòu)成的組中的1種或2種以上。就這些元素而言，通過將釬料層中的含量設(shè)為上述特定的范圍內(nèi)，可以調(diào)整釬料的流動性，進(jìn)一步提高釬焊性。

另外，上述釬料層還可以含有cu(銅)：0.5～5.0％、zn(鋅)：0.9～6.0％中的1種或2種。就這些元素而言，通過將釬料層中的含量設(shè)為上述特定的范圍內(nèi)，可以調(diào)整釬料層的電位，進(jìn)一步提高釬焊片的耐腐蝕性。

＜芯材層＞

·mg：低于0.2％

上述釬焊片的芯材層具有下述化學(xué)成分，將mg的含量限制為低于0.2％(質(zhì)量％、以下相同)，余量包含al及不可避免的雜質(zhì)。芯材層的mg因釬焊時(shí)的加熱而擴(kuò)散在釬料中，與上述相同，可能導(dǎo)致與焊劑發(fā)生反應(yīng)、使釬料的流動性降低等問題。從抑制這些問題的觀點(diǎn)出發(fā)，需要將芯材層中的mg的含量限制在低于0.2％。從同樣的觀點(diǎn)出發(fā)，mg的含量越少越優(yōu)選。

·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％以下及zr(鋯)：0.5％以下，

芯材層中還可以含有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％以下及zr：0.5％以下中的1種或2種以上。通過將這些元素添加到芯材層中，可以提高釬焊片的強(qiáng)度及耐腐蝕性。此外，在這些元素的含量過多的情況下，在制作釬焊片時(shí)的壓延工序中可能容易產(chǎn)生破裂。

上述釬焊片也可以預(yù)先被實(shí)施存在于上述釬料層的表面的氧化膜的蝕刻處理。通過對釬焊片實(shí)施蝕刻處理，可以減薄釬料層表面的氧化膜。其結(jié)果，通過焊劑或li等可以更容易地破壞氧化膜，可以進(jìn)一步提高釬焊性。為了充分得到該效果，優(yōu)選通過蝕刻處理將釬料層表面的氧化膜的厚度減薄至5nm以下。

作為上述蝕刻處理，例如可以舉出將上述釬焊片浸漬于酸或堿中的方法等。具體而言，作為酸，可以使用氫氟酸的稀釋溶液、氫氟酸和硝酸的混合稀釋溶液、磷酸和硫酸的混合稀釋溶液等。另外，作為堿，可以使用苛性鈉的溶液等。

另外，優(yōu)選在上述蝕刻處理后，在上述釬料層的表面涂布不活潑氣體中的熱分解溫度為380℃以下的油劑。該情況下，可以通過上述油劑抑制釬料層表面的氧化，因此，可以長期容易地維持蝕刻處理帶來的良好的釬焊性。

另外，上述油劑因?yàn)樵阝F焊時(shí)的升溫中容易被分解，所以在釬焊溫度下不易殘留在被處理物的表面。因此，即使在油劑附著于被處理物的表面的狀態(tài)下開始釬焊，損害釬焊性的可能性也小。因此，通過使用上述油劑，可以得到維持良好的釬焊性的效果，并且可以省略脫脂處理，使釬焊的作業(yè)工序更簡化。

具有超過380℃的熱分解溫度的油劑不易因釬焊時(shí)的加熱而分解，根據(jù)情況可能燒附于被處理物的表面。其結(jié)果，釬焊性可能惡化。

[焊劑]

在上述釬焊方法中，在存在于被處理物的面向外部空間的外側(cè)被接合部的釬料層上涂布焊劑。作為焊劑，例如可以使用以往使用的k－al－f(鉀－鋁－氟)系焊劑。此外，在上述釬焊方法中，雖然不需要在面向中空部的內(nèi)側(cè)被接合部積極地涂布焊劑，但即使在內(nèi)側(cè)被接合部涂布焊劑，釬焊性也不會惡化。

焊劑向存在于外側(cè)被接合部的釬料層的涂布量優(yōu)選為0.5～7.0g/m²，更優(yōu)選為0.5～4.5g/m²，進(jìn)一步優(yōu)選為0.5～3.5g/m²。通過將焊劑的涂布量控制在上述特定的范圍內(nèi)，可以容易地形成良好的釬焊接合，并且能夠避免焊劑過剩，避免釬焊后的外觀品質(zhì)的降低。

在焊劑的涂布量低于0.5g/m²的情況下，焊劑引起的氧化膜的破壞可能不充分。另外，根據(jù)情況，在釬焊中，氧化可能在外側(cè)被接合部的表面過度進(jìn)行。這些結(jié)果是，可能導(dǎo)致外側(cè)被接合部的釬焊性的惡化。另一方面，在焊劑的涂布量超過7.0g/m²的情況下，難以得到與涂布量相應(yīng)的釬焊性的提高效果。另外，根據(jù)情況，焊劑過剩，可能導(dǎo)致釬焊后的外觀品質(zhì)的降低或表面處理性的降低。

在此，上述的焊劑的涂布量是通過涂布于釬料層上的焊劑的量除以焊劑的涂布面積而算出的值。即，在上述釬焊方法中，也可以存在在釬料層上局部存在焊劑的涂布量多的部位或焊劑的涂布量少的部位等涂布不均。

以往，在對具有中空部的被處理物一并進(jìn)行釬焊的情況下，如上述，焊劑因mg而被消耗，因此，難以降低焊劑的涂布量。但是，當(dāng)焊劑的涂布量增多時(shí)，導(dǎo)致焊劑過剩而產(chǎn)生浪費(fèi)、或者釬焊后的被處理物上附著的焊劑殘?jiān)牧吭龆喽庥^品質(zhì)降低等問題的產(chǎn)生。因此，為了抑制焊劑過剩，需要盡可能均勻地涂布焊劑。

與之相對，上述釬焊方法為了能夠抑制mg導(dǎo)致的焊劑的消耗，可以使焊劑的涂布量比以往低。進(jìn)而，即使在釬料層上存在焊劑的涂布不均，也能夠提高釬焊性。

上述焊劑優(yōu)選將不活潑氣體中的熱分解溫度為500℃以下的粘合劑的含量限制在20質(zhì)量％以下。粘合劑用于在以往釬焊方法中均勻地涂布焊劑。但是，粘合劑因釬焊時(shí)的加熱而熱分解，存在因分解生成物而使釬焊性惡化的問題。特別是，因?yàn)樵诿嫦蛑锌詹康膬?nèi)側(cè)被接合部不易引起氣氛從外部空間的流入或氣氛向外部空間的流出，所以粘合劑的分解生成物滯留在中空部內(nèi)，容易使內(nèi)側(cè)被接合部的釬焊性惡化。

與之相對，上述釬焊方法中，因?yàn)橐部梢圆灰欢ū仨毦鶆虻赝坎己竸?，所以不需要使用粘合劑。因此，通過將上述粘合劑的含量限制在20質(zhì)量％以下，能夠抑制粘合劑的分解生成物導(dǎo)致的釬焊性的惡化，能夠進(jìn)一步提高外側(cè)被接合部及內(nèi)側(cè)被接合部這兩方的釬焊性。

實(shí)施例

(實(shí)施例1)

使用附圖說明上述釬焊方法的實(shí)施例。如圖1及圖2所示，本例的被處理物1由兩張釬焊片2構(gòu)成，存在由兩張釬焊片2包圍的筒狀的中空部11。如圖2(a)所示，本例的釬焊片2是在芯材層c的單面被覆有釬料層b的單面釬焊片。釬焊片2具有頂壁部21、和在頂壁部21的板寬方向的兩端彎曲形成的一對側(cè)壁部22。一對側(cè)壁部22從頂壁部21的端部朝向頂壁部21的厚度方向上的釬料層b側(cè)延伸。另外，在側(cè)壁部22的前端形成有將釬焊片2向頂壁部21側(cè)折回而成的突緣部23。

兩張釬焊片2以頂壁部21的釬料層b彼此對面且突緣部23彼此抵接的方式配置。如圖1及圖2(a)所示，本例的被處理物1具有由兩張釬焊片2包圍的筒狀的中空部11。另外，突緣部23的中空部11側(cè)為內(nèi)側(cè)被接合部12，面向外部空間的一側(cè)為外側(cè)被接合部13。

在具有上述結(jié)構(gòu)的被處理物1的外側(cè)被接合部13涂布了焊劑3后，將被處理物1在不活潑氣體氣氛下進(jìn)行加熱，進(jìn)行釬焊。由此，如圖2(b)所示，在內(nèi)側(cè)被接合部12及外側(cè)被接合部13這兩方形成釬焊部14，對兩張釬焊片2進(jìn)行釬焊。

本例中，使用將釬料層b及芯材層c的化學(xué)成分如表1及表2所示那樣進(jìn)行了各種變更的釬焊片2制作被處理物1，進(jìn)行被處理物1的釬焊性的評價(jià)。以下，對實(shí)驗(yàn)的詳情進(jìn)行說明。

[釬焊片2的制作]

鑄造具有表1所示的化學(xué)成分的鋁合金，制作鑄塊。將鑄塊以500℃加熱而進(jìn)行均質(zhì)化處理，之后對鑄塊進(jìn)行熱軋，制作厚度5mm的釬料板。另外，與釬料板不同，鑄造具有表2所示的化學(xué)成分的鋁合金，制作鑄塊。將鑄塊以600℃加熱而進(jìn)行均質(zhì)化處理，之后對鑄塊進(jìn)行熱軋，制作厚度45mm的芯材板。

將如上準(zhǔn)備的釬料板及芯材板以表3所示的組合重合，以500℃的溫度進(jìn)行被覆軋制，制作厚度2mm的被覆軋制板。接著，對得到的被覆軋制板進(jìn)行冷軋，制作厚度0.4mm的冷軋板。對該冷軋板進(jìn)行加熱，進(jìn)行退火處理。如上，制作在芯材層c的單面被覆有釬料層b的釬焊片2。得到的釬焊片2的釬料層b的被覆率為10％。

[被處理物1的組裝]

對釬焊片2進(jìn)行沖壓成形，成形為圖1及圖2所示的形狀后，如圖2(a)所示，以突緣部23的釬料層b彼此抵接的方式將兩張釬焊片2組合。在該狀態(tài)下使用夾具(省略圖示)固定兩張釬焊片2，組裝被處理物1。

[焊劑3的涂布]

接著，以焊劑3不進(jìn)入中空部11內(nèi)的方式在被處理物1的一對開口端111(參照圖1)貼附膠帶(省略圖示)，將中空部11暫時(shí)密封。在該狀態(tài)下，通過噴霧在被處理物1的外表面、即面向外部空間的表面整體涂布k－al－f系焊劑的乙醇懸浮液。之后，使被處理物1干燥，之后除去膠帶。如上，在被處理物1的外表面涂布焊劑3。

焊劑3的涂布量通過以下的方法算出。首先，涂布焊劑3，通過從干燥后所測定的被處理物1的質(zhì)量減去涂布焊劑3之前預(yù)先測定的被處理物1的質(zhì)量，算出所涂布的焊劑3的總質(zhì)量(g)。通過該總質(zhì)量除以被處理物1的外表面的總面積(m²)，可以算出涂布于被處理物1的焊劑3的涂布量的平均。本例中，將該涂布量的平均作為涂布于外側(cè)被接合部13的焊劑3的量。

本例中，考慮焊劑3的涂布不均，以涂布量的平均成為2.5g/m²的方式設(shè)定乙醇懸浮液中的焊劑3的濃度等涂布條件。但是，實(shí)際上如表3所示，焊劑3的涂布量的平均在1.0～4.5g/m²的范圍進(jìn)行變動。

[釬焊]

在被處理物1的釬焊中，使用可以將釬焊室內(nèi)用不活潑氣體置換的釬焊爐。本例中，向釬焊室內(nèi)導(dǎo)入氮?dú)?，在將室?nèi)的氧濃度控制在20ppm以下的狀態(tài)下進(jìn)行被處理物1的釬焊。

被處理物1的加熱通過以下的條件進(jìn)行。向釬焊室內(nèi)送入了被處理物1后，一邊測量被處理物1的溫度，一邊以溫度到達(dá)600℃為止的時(shí)間成為15分鐘左右的方式加熱被處理物1。被處理物1的溫度到達(dá)了600℃后，將600℃的溫度保持3分鐘。之后，將被處理物1冷卻后，從釬焊爐取出。如上，結(jié)束被處理物1的釬焊，制作了表3所示的33種試驗(yàn)體(試驗(yàn)體e1～e23、c1～c10)。

[釬焊性的評價(jià)]

通過目視評價(jià)及截面觀察對得到的試驗(yàn)體進(jìn)行釬焊性的評價(jià)。以下說明評價(jià)方法。

＜目視評價(jià)＞

通過目視觀察形成于試驗(yàn)體的內(nèi)側(cè)被接合部12及外側(cè)被接合部13的焊腳121、131(參照圖2(b))的形狀。表3表示其結(jié)果。此外，表3中的與“目視評價(jià)”一欄所示的記號對應(yīng)的評價(jià)結(jié)果如下。

a+：焊腳121、131的大小的偏差小，焊腳121、131上沒有切痕的極其良好的狀態(tài)；

a：焊腳121、131的大小有若干偏差，但焊腳121、131上沒有切痕的良好的狀態(tài)；

b：焊腳121、131部分?jǐn)嗔讯贿B續(xù)的狀態(tài)；

c：幾乎未形成焊腳121、131、或沒有進(jìn)行釬焊接合的狀態(tài)。

＜截面觀察＞

將試驗(yàn)體切斷并使與長度方向垂直的截面露出，取出形成于該截面的焊腳121、131的圖像?；谠搱D像，如圖2(b)所示，計(jì)算將焊腳121、131假定為圓弧時(shí)的曲率半徑。即，如圖2(b)所示，基于上述的截面圖像，確定與焊腳121、131的形狀最為吻合的近似圓122、132，將得到的近似圓122、132的半徑設(shè)為曲率半徑。此外，釬焊性越好，且釬焊中的釬料的潤濕性越高，焊腳121、131的曲率半徑越顯示大的值。

[表1]

(表1)

[表2]

(表2)

[表3]

(表3)

由表1～表3可知，試驗(yàn)體e1～e23使用釬料層b及芯材層c的化學(xué)成分在上述特定的范圍內(nèi)的釬焊片2。因此，試驗(yàn)體e1～e23在目視評價(jià)及截面觀察的任一評價(jià)中都顯示良好的結(jié)果。此外，試驗(yàn)體e15在釬焊部14的表面產(chǎn)生變色。這認(rèn)為是因?yàn)閎i的含量較多。因?yàn)樵囼?yàn)體e15的目視評價(jià)及截面觀察的結(jié)果良好，所以在試驗(yàn)體e15中，釬焊部14的變色在實(shí)用上不會成為問題。

另一方面，試驗(yàn)體c1～c6使用釬料層b中的bi、li或be的任一種脫離上述特定的范圍的釬焊片2。因此，在內(nèi)側(cè)被接合部12，產(chǎn)生焊腳破損或未接合等釬焊不良。試驗(yàn)體c1～c6因?yàn)閮?nèi)側(cè)被接合部12的焊腳121的曲率半徑小，所以bi、li或be的任一個(gè)偏離上述特定的范圍，因此，可以推定為導(dǎo)致內(nèi)側(cè)被接合部12的釬料的潤濕性的降低。

試驗(yàn)體c7～c8使用釬料層b中的si脫離上述特定的范圍的釬焊片2。因此，釬焊中的釬料的流動性不充分，在內(nèi)側(cè)被接合部12及外側(cè)被接合部13的任一處都產(chǎn)生釬焊不良。

試驗(yàn)體c9～c10使用釬料層b或芯材層c的mg超過上述特定的范圍的釬焊片2。因此，在外側(cè)被接合部13產(chǎn)生釬焊不良。試驗(yàn)體c9～c10因?yàn)橥鈧?cè)被接合部13的焊腳131的曲率半徑小，所以焊劑3與mg發(fā)生反應(yīng)而被消耗，因此，可以推定為導(dǎo)致外側(cè)被接合部13的釬料的潤濕性的降低。

(實(shí)施例2)

本例是包含釬焊片2以外的其它部件的被處理物1b的釬焊方法的例子。如圖3及圖4所示，本例的被處理物1b由平板狀的釬焊片2b、和載置于釬焊片2b上的上部部件4構(gòu)成，存在由釬焊片2b和上部部件4包圍的筒狀的中空部11。此外，圖3及圖4中使用的符號中，與實(shí)施例1中使用的符號相同的符號只要沒有特別說明，則表示與實(shí)施例1相同的構(gòu)成要素等。

上部部件4為將由jisa3003合金構(gòu)成的厚度0.4mm的鋁板彎曲而形成，具有與實(shí)施例1中的釬焊片2相同的形狀。即，如圖3及圖4所示，上部部件4具有頂壁部41、彎曲形成于頂壁部41的寬度方向上的兩端的一對側(cè)壁部42、形成于側(cè)壁部42的前端的突緣部43。

釬焊片2b具有與實(shí)施例1中的試驗(yàn)體e2及試驗(yàn)體e4中使用的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)。本例的釬焊片2具有寬度50mm×長度100mm的尺寸。

本例中，在組裝被處理物1b之前，在釬焊片2b的釬料層b的成為外側(cè)被接合部13的部分(參照圖4(a))涂布焊劑3。具體而言，以焊劑3的涂布量的平均成為1.5g/m²及3.5g/m²的方式制備焊劑3的濃度不同的2種乙醇懸浮液，將其使用刷毛進(jìn)行了涂布后，使其干燥。

在本例的方法中，與如實(shí)施例1這樣在被處理物1的整個(gè)面進(jìn)行涂布的方法相比，存在涂布的焊劑3的總質(zhì)量少、涂布面積的計(jì)算困難等問題，難以使用涂布后的釬焊片2b自身來正確地計(jì)算涂布量。因此，在本例中，使用上述2種乙醇懸浮液預(yù)先進(jìn)行多次涂布實(shí)驗(yàn)，推定為對用于釬焊的釬焊片2b的涂布量包含在上述多次涂布實(shí)驗(yàn)中的最大值至最小值的范圍，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。表4表示上述涂布實(shí)驗(yàn)中的最大值至最小值的范圍。

在釬焊片2b上涂布了焊劑3后，以突緣部43與釬料層b抵接的方式載置上部部件4(參照圖4(a))。在該狀態(tài)下，使用夾具將釬焊片2b和上部部件4固定，組裝被處理物1b。如圖3及圖4(a)所示，本例的被處理物1b具有由釬焊片2b及上部部件4包圍的筒狀的中空部11。另外，突緣部43的中空部11側(cè)為內(nèi)側(cè)被接合部12，面向外部空間的一側(cè)為外側(cè)被接合部13。

之后，與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行釬焊，制作了表4所示的4種試驗(yàn)體(試驗(yàn)體e31～e34)。另外，本例中，為了與試驗(yàn)體e31～e34進(jìn)行比較，除了完全不涂布焊劑3之外，準(zhǔn)備與上述同樣地制作的2種試驗(yàn)體(試驗(yàn)體c31～c32)。與實(shí)施例1同樣地對這6種試驗(yàn)體進(jìn)行釬焊性的評價(jià)，表4表示其結(jié)果。

[表4]

(表4)

自表4可知，外側(cè)被接合部13涂布有焊劑3的試驗(yàn)體e31～e34在目視評價(jià)及截面觀察的任一評價(jià)中都顯示良好的結(jié)果。另一方面，不涂布焊劑3而制作的試驗(yàn)體c31～c32在外側(cè)被接合部13產(chǎn)生釬焊不良。根據(jù)這些結(jié)果，在外側(cè)被接合部13，不易得到釬料層b中所含的bi、li及be帶來的釬焊性的提高效果，可以理解為需要焊劑3。

(實(shí)施例3)

本例是可應(yīng)用上述釬焊方法的被處理物1的其它方式的例子。就上述釬焊方法而言，如果是由鋁材構(gòu)成且具有中空部11的被處理物1，則可以應(yīng)用于各種方式的被處理物1。圖5～圖7表示被處理物1(1c、1d、1e)的方式例子。此外，圖5～圖7表示被處理物1的釬焊結(jié)束的狀態(tài)。釬焊片2的釬料層b通過釬焊時(shí)的加熱而熔融，向內(nèi)側(cè)被接合部12及外側(cè)被接合部13移動。因此，如圖5～圖7所示，在釬焊結(jié)束的狀態(tài)下的芯材層c的表面，除內(nèi)側(cè)被接合部12及外側(cè)被接合部13之外，沒有殘留釬料層b。

例如，如圖5所示，被處理物1也可以在兩張釬焊片2之間夾持內(nèi)翅片5。圖5的被處理物1c可以使用芯材層c的兩面被覆有釬料層b的兩面釬焊片來制作。

制作被處理物1c例如可以以如下方式進(jìn)行。首先，將釬焊片2的板寬方向上的兩端部彎曲，形成頂壁部21、和一對錐狀側(cè)壁部24。錐狀側(cè)壁部24以越遠(yuǎn)離頂壁部21，彼此的間隔越擴(kuò)開的方式彎曲。接著，將另外準(zhǔn)備的具有波紋形狀的內(nèi)翅片5收容在兩張釬焊片2(2c、2d)中的一釬焊片2c的內(nèi)側(cè)，并與頂壁部21的釬料層b抵接。之后，將另一釬焊片2d的頂壁部21收容在一釬焊片2c的內(nèi)側(cè)，并使釬料層b與內(nèi)翅片5抵接，同時(shí)使兩張釬焊片2的錐狀側(cè)壁部24彼此抵接。

如上得到的被處理物1c在兩張釬焊片2之間具有多個(gè)中空部11(11a、11b)。即，在板寬方向上的頂壁部21的兩端存在由頂壁部21、錐狀側(cè)壁部24及內(nèi)翅片5包圍的筒狀的中空部11a。另外，在比中空部11a更靠板寬方向的內(nèi)側(cè)存在由頂壁部21和內(nèi)翅片5包圍的筒狀的中空部11b。

釬焊片2和內(nèi)翅片5的抵接部是面向中空部11a或11b的內(nèi)側(cè)被接合部12，因此，可以不使用焊劑3而形成良好的釬焊接合。另一方面，錐狀側(cè)壁部24彼此的抵接部具有面向外部空間的外側(cè)被接合部13。因此，通過在錐狀側(cè)壁部24彼此的抵接部的外表面涂布焊劑3，可以形成良好的釬焊接合。

另外，被處理物1也可以為將一張釬焊片2折彎而成的筒狀體。例如，圖6所示的被處理物1d可以通過將釬焊片2的板寬方向上的兩端部向中央側(cè)折回形成折回部25，進(jìn)而將其前端折向內(nèi)側(cè)形成中央壁部26而制作。由此，形成中央壁部26、與中央壁部26相連的折回部25、與折回部25對面的基部27。

如上制作的被處理物1d具有由中央壁部26、折回部25、基部27包圍的2處的中空部11。另外，基部27和中央壁部26接合的部分為內(nèi)側(cè)被接合部12，一對中央壁部26接合的部分為外側(cè)被接合部13。

作為將一張釬焊片2折彎而成的被處理物1的其它方式，如圖7所示，考慮在釬焊片2的板寬方向上的兩端部形成突緣部23，以突緣部23彼此抵接的方式將釬焊片2成形為筒狀的被處理物1e。

以上舉出的被處理物1的方式是例示，只要是由鋁材構(gòu)成且具有中空部11的被處理物1，則可以應(yīng)用上述釬焊方法。

(實(shí)施例4)

上述釬焊方法可以適用于熱交換器的制造。如圖8所示，本例的被處理物1f具有一對集流管61、以相互平行排列的狀態(tài)插通于集流管61的5根擠出管62、配置于相鄰的擠出管62之間的波紋形狀的外翅片63。

被處理物1f具有多個(gè)中空部11(11c、11d)。即，如圖8所示，在集流管61的排列方向上的被處理物1f的兩端存在由集流管61、擠出管62及外翅片63包圍的中空部11c。另外，在比中空部11c更靠上述排列方向的內(nèi)側(cè)存在由擠出管62和外翅片63包圍的中空部11d。

就被處理物1f而言，在將集流管61、擠出管62及外翅片63組裝成圖8所示的規(guī)定形狀后，應(yīng)用上述釬焊方法進(jìn)行釬焊，由此可以制作熱交換器。

作為擠出管62，例如可以使用將管內(nèi)部用隔壁區(qū)劃成多個(gè)流路的多孔管。集流管61及外翅片63由芯材層c的兩面具有釬料層b的釬焊片2構(gòu)成。另外，集流管61具有用于插通擠出管62的貫通孔(省略圖示)。

如圖8所示，在本例的被處理物1f存在多個(gè)中空部11。擠出管62和外翅片63的抵接部為面向中空部11c或11d的內(nèi)側(cè)被接合部12，因此，可以不使用焊劑3而形成良好的釬焊接合。另一方面，集流管61和擠出管62的抵接部具有面向外部空間的外側(cè)被接合部13。因此，通過在集流管61和擠出管62的抵接部的外表面涂布焊劑3，可以形成良好的釬焊接合。