铝制换热器制造技术

本发明专利技术提供一种铝制换热器，该换热器通过对使管板的端缘部重合而成的接头1和将内翅片抵接于管板而成的接头2不使用焊剂地进行钎焊而成，其中，内翅片由在铝合金的芯材的两面包覆Al‑Si系钎焊材料而成的硬钎焊板构成，在该Al‑Si系钎焊材料中，含有Si：9％～13％，含有Mg：0.2％～1.2％、Li：0.004％～0.1％、Ca：0.005％～0.03％中的一种或两种以上，而且，含有Cu、Zn的一种或两种，剩余部分由Al和不可避免的杂质构成，该Al‑Si系钎焊材料的固相线温度在570℃以下，该固相线温度低于夹在所述接头1中的Al‑Si系钎焊材料的固相线温度。根据本发明专利技术，能够消除因钎料被自位于换热器的外侧的外部侧接头向位于换热器的内侧的内部侧接头被吸引而导致的外部侧接头的角焊缝形成不良，能够提高各部位的接合性。

Aluminum heat exchanger

The invention provides an aluminum heat exchanger, the heat exchanger through the joint and to the edges of the contact tube plate 1 and the inner fin tube plate is connected with a joint 2 without flux for brazing, the brazing sheet from both sides of the core material in the inner fin the Aluminum Alloy Si coated Al brazing materials consist of, in the Al Si brazing material, containing Si:9% ~ 13%, containing Mg:0.2% ~ 1.2% and Li:0.004% ~ 0.1%, Ca:0.005% ~ one or more than two, 0.03% and Cu, Zn, containing one or two the remaining part, formed by Al and unavoidable impurities, the Al Si brazing material solidus temperature at 570 DEG C below the solidus temperature below the solidus temperature of Al clamp joint Si brazing material in the 1. According to the invention, the fillet weld of the outer side joint, which is attracted to the inner side connector located on the inner side of the heat exchanger, can be eliminated because the solder joint itself is located on the outside side of the heat exchanger, and the joint can be improved.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】铝制换热器
本专利技术涉及一种在由成型好的管板形成的密闭空间配设内翅片、并在非活性气体气氛中不使用焊剂地进行钎焊接合而成的铝制换热器。
技术介绍
在具有许多细小的接合部的铝制换热器、特别是汽车用换热器中，作为接合方法而广泛应用了钎焊接合。为了对铝进行钎焊接合，需要破坏覆盖着钎焊材料的表面的氧化膜，并使熔融了的钎焊材料与母材或同样熔融了的钎焊材料接触。作为破坏氧化膜而进行钎焊的方法，大致存在使用焊剂进行钎焊的方法以及在真空中、非活性气体中不涂布焊剂地进行钎焊的方法这两种方法。作为汽车用换热器的钎焊方法，目前主流采用的方法为对铝涂布非腐蚀性的氟化物系焊剂、并在氮气中进行钎焊的方法。与真空钎焊法相比，该氟化物焊剂钎焊法的钎焊设备费较低，能够以较少的电力进行加热升温，因此，运行成本也较低，生产效率也较佳。另外，由于能够进行利用了Zn扩散的防腐处理，因此，具有能够使利用真空钎焊法制造的换热器用的材料进一步薄壁化等较多的优点。因此，目前世界中生产的汽车用换热器大部分是利用氟化物系焊剂钎焊法生产的。近年，使用了焊剂的汽车用换热器的问题点逐渐浮现出来。由于换热器的小型轻量化而使制冷剂通路逐年微细化，产生了制冷剂通路因焊剂的残渣而引起堵塞的问题。另外，在对换热器的外面侧实施表面处理的工序中，利用酸等洗掉焊剂残渣的工序的成本负担也逐渐被视为问题。另一方面，在搭载于混合动力车辆的逆变冷却器中，由于可能对电子器件产生不良影响，因此也存在采用不使用焊剂的真空钎焊法的情况。而且，由于氟化物系焊剂与材料中的Mg反应而导致焊剂功能降低，因此，也具有无法使用含Mg的高强度材料的缺点，也成为了材料的进一步薄壁化的障碍。根据这样的背景，作为消除氟化物系焊剂钎焊法的问题点并且维持氟化物系焊剂钎焊所具有的高生产性(低成本)和防腐处理功能的方法，对在非活性气体气氛中不使用焊剂地进行接合的钎焊法(通常称作无焊剂钎焊)的开发活跃起来。为了在非活性气体中不涂布焊剂地进行钎焊接合，需要利用在材料中添加的成分的作用促进钎焊材料表面的氧化膜的破坏、降低熔融钎料的表面张力而提高流动性。例如，提出了向硬钎焊板的钎焊材料、芯材中添加Mg、向钎焊材料中添加微量Li、Ca等氧化倾向较高的元素、向钎焊材料中添加Bi而提高流动性等各种各样的方法。而且，也存在通过在钎焊前利用酸、碱去除形成于材料表面的氧化膜从而提高接合性的提案。利用这些方法，若是难度较低的接头，则容易进行接合，但对于无焊剂钎焊而言共通地存在以下的问题点。例如，在成型由硬钎焊板形成的管板、将成型好的管板的端缘部重合并对该重合端缘部进行钎焊接合而形成管、罩等具有密闭空间的构造时，使管板的端缘部重合而成的接头成为与管、罩的外部和内部连通接头，即，成为接头的一侧面向外部、另一侧面向内部的接头。此时，若在内部侧的密闭空间内存在有内翅片，则会使由管板的端缘部重合而成的接头的熔融钎料被位于内部的将内翅片抵接于管板而成的接头吸入，其结果，难以在管、罩的外部侧的接头形成角焊缝(fillet)。这是在非活性气体中进行的无焊剂钎焊所共通的问题，为了促进外部侧的角焊缝形成，也采取在外部侧涂布焊剂的对策。然而，若材料中含有Mg，则Mg与焊剂反应而使焊剂功能下降，因此，也进行涂布更多的焊剂、或为了防止因与Mg之间的反应而导致的功能下降而涂布含有Cs的高成本的焊剂的处理，但在Mg的影响下无法解决外部侧的钎焊性不稳定这样的难点。为了提高外部侧的角焊缝形成能力，也存在提高非活性气体的纯度(降低氧浓度、露点)的方法、使用比氮气的非活性更强的氩气的方法，虽然能够看出一定程度的效果，但是在生产现场，在规模方面或成本方面难以实现，而且，对于换热器的外部侧的角焊缝形成无法发挥可靠的效果。由此，如何在外部侧稳定地形成角焊缝成为在非活性气体气氛中进行的无焊剂钎焊所共通的课题，也是阻碍无焊剂钎焊的实用化的最大原因。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2013-233552号公报专利文献2：日本特开2014-050861号公报专利文献3：日本特开平10-180489号公报专利文献4：日本特开2014-217844号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术的目的在于提供一种铝制换热器，该铝制换热器消除无焊剂钎焊中的上述的问题点，消除因钎焊材料被自位于换热器的外侧的外部侧接头向位于换热器的内侧的内部侧接头吸引而引起的外部侧接头的角焊缝形成不良，从而提高换热器各部位的接合性。以下，说明完成专利技术的经过。在无焊剂钎焊中经常成为问题的是由图1所示的压制成型好的管板2和内翅片3构成的层叠型换热器1中的使管板2的端缘部4重合而成的外部侧接合部a(以下称外部侧接头)(接头1)的角焊缝形成不良。在钎焊气氛较差(例如气氛中的氧浓度较高)的情况下也会产生外部侧角焊缝的形成不良，但即使钎焊气氛没有问题，随着将内翅片3抵接于管板2而成的内部侧接合部b(以下称内部侧接头)(接头2)的角焊缝形成会产生钎料被向内部吸引的情况，由此也会产生外部侧角焊缝的形成不良。为何产生熔融钎料被向内部吸引的情况是本专利技术的重点的着眼点，专利技术人们注意到了内外部的角焊缝形成的时间推移。在使用Al-Si钎焊材料的接头中，在涂布有焊剂的情况下，利用在大约560℃熔融的焊剂，在到钎焊材料开始熔融的577℃之前，除了钎焊材料表面的氧化膜以外，对象件的氧化膜的破坏也活跃地进行。因此，在钎焊材料开始熔融时，在接头的接点立即开始形成角焊缝，位于最近距离的熔融钎料以立即填埋接头的间隙的方式被供给，角焊缝稳固地生长(实际上的角焊缝形成开始温度为580℃左右)。在实际的换热器的钎焊加热中，换热器利用来自炉壁的辐射传热和保护气的导热，在外部侧接头比内部侧接头先进行角焊缝形成。在稍微延迟后升温的内部侧接头，也按照与外部侧接头相同的工艺，通过供给位于最近距离的熔融钎料从而进行角焊缝形成，但在熔融钎料达到了可自由流动的温度的阶段，即使假设产生了钎料被向内部吸引的情况，在该阶段中也已经大致完成了外部侧接头的角焊缝形成。使一度形成的角焊缝消失的程度的较强的吸引为仅在例如因快速冷却而导致的熔融钎料整体的大规模的凝固收缩等、在力学上产生激烈的非平衡的情况下发生的现象，在通常的钎焊的升温过程中，一度形成的角焊缝不会消失。因而，随着内部侧接头的角焊缝的生长，即使产生了钎料被自外部侧向内部侧吸引的情况，也仅是吸引剩余的钎料，已稳固地形成于外部侧接头的角焊缝的形状能够维持。相对于此，在不使用焊剂的无焊剂钎焊中，钎焊材料表面的氧化膜的破坏在材料中的添加元素的作用下进行。由于在钎焊加热时添加到钎焊材料或芯材中的元素扩散到钎焊材料表面而促进氧化膜的破坏，因此，到钎料熔融的577℃之前，钎焊材料表面的氧化膜的破坏缓慢地进行，完全未发挥对对象件的氧化膜的破坏作用。在钎料开始熔融时，与焊剂钎焊相同，首先，在外部侧接头的接点开始进行接合，但钎焊材料表面的氧化膜的破坏还未充分地进行，对象件的氧化膜也几乎未被破坏，因此，外部侧接头(接头1)的角焊缝的生长与焊剂钎焊相比缓慢地进行。在稍微延迟后内部侧的钎料到达熔融温度时，在内部侧接头(接头2)也开始进行接合。可推断，此时，内部侧的狭窄的空间被铝包围，内部侧的气氛中的氧对内部侧的铝表面的各处进行氧化而减少，因此，接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝制换热器，该换热器通过在使成型好的单个或多个管板的端缘部重合而形成的密闭空间配设内翅片、并对使管板的端缘部重合而成的接头1和将内翅片抵接于管板而成的接头2进行钎焊而制作而成，在该换热器中，在接头1和接头2中夹着Al‑Si系钎焊材料，在非活性气体气氛中不使用焊剂地进行钎焊，其特征在于，内翅片由在铝合金的芯材的两面包覆Al‑Si系钎焊材料而成的硬钎焊板构成，在该Al‑Si系钎焊材料中，含有Si：9％～13％，含有Mg：0.2％～1.2％、Li：0.004％～0.1％、Ca：0.005％～0.03％中的一种或两种以上，而且，含有Cu、Zn的一种或两种，剩余部分由Al和不可避免的杂质构成，该Al‑Si系钎焊材料的固相线温度在570℃以下，该固相线温度低于夹在所述接头1中的Al‑Si系钎焊材料的固相线温度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.28 JP 2015-0911031.一种铝制换热器，该换热器通过在使成型好的单个或多个管板的端缘部重合而形成的密闭空间配设内翅片、并对使管板的端缘部重合而成的接头1和将内翅片抵接于管板而成的接头2进行钎焊而制作而成，在该换热器中，在接头1和接头2中夹着Al-Si系钎焊材料，在非活性气体气氛中不使用焊剂地进行钎焊，其特征在于，内翅片由在铝合金的芯材的两面包覆Al-Si系钎焊材料而成的硬钎焊板构成，在该Al-Si系钎焊材料中，含有Si：9％～13％，含有Mg：0.2％～1.2％、Li：0.004％～0.1％、Ca：0...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤英明，高桥荣三，伊藤泰永，柳川裕，山吉知树，
申请(专利权)人：株式会社电装，株式会社UACJ，
类型：发明
国别省市：日本,JP