[发明专利]铝结构体的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铝结构体的制造方法，该铝结构体具有中空结构体和插入该中空结构体的管状部件。

背景技术

铝材具有导热系数高、分量轻等种种优点。因此，近年来，为了将组装到空调或汽车等的并流式热交换器形成为铝制的研究在活跃地进行(例如，专利文献1)。

被例示为并流式热交换器的具备含有贯穿孔的中空结构体以及插入到上述贯穿孔的管状部件的铝结构体，通常通过将中空结构体与管状部件钎焊而制造。作为铝结构体的钎焊方法，经常使用如下的所谓的助焊剂钎焊法，即，使用由Al-Si(铝-硅)系合金构成的钎料，在钎料上涂布氟化物系的助焊剂后，在氮气氛下对被处理物进行加热从而对其进行钎焊。钎料被设在中空结构体的内表面以及外表面，根据情况有时也被设在管状部件的外表面。

然而，在助焊剂钎焊法中，当助焊剂的涂布量不足时，待钎焊的铝材的表面所存在的氧化膜的破坏可能变得不充分。结果，引起钎焊性的降低，根据情况可能会发生钎焊不良。

另外，例如在热交换器中，存在有对铝结构体的外表面实施表面处理的工序，该工序中使用酸等洗去助焊剂残渣的作业的成本负担被视为问题。进一步地，近年来，特别是在汽车用的热交换器中，热交换器的进一步的小型化、轻量化受到强烈期待，热交换器内部的制冷剂流路随之变得细微化。为此，产生了在进行钎焊后，制冷剂流路被助焊剂残渣堵塞的问题。

而且，助焊剂钎焊法中使用的氟化物系助焊剂具有因与铝材中所含有的Mg(镁)反应而被消耗，引起钎焊性的恶化的问题。为此，助焊剂钎焊法难以对含Mg的高强度材料进行钎焊。而且，由于不能使用高强度材料，铝材的薄型化乃至铝结构体的轻量化都存在极限。

因此，提出了所谓的无助焊剂钎焊法，即，向钎料中添加具有破坏氧化膜的功能的Mg等，不使用助焊剂而在不活泼气体气氛下进行钎焊。例如在专利文献2中，提出了如下方法，即，使用Al-Si-Mg系合金钎料，在非氧化性气体气氛下以无助焊剂的方式进行钎焊。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-67994号公报

专利文献2：日本特开平11-285817号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，无助焊剂钎焊法存在如下问题，即，与助焊剂钎焊法相比，根据被处理物的形状或结构以及形成钎焊接合的位置的不同，钎焊接合的质量容易恶化。例如，在利用无助焊剂钎焊法进行中空结构体和管状部件的钎焊的情况下，存在由加热产生的钎料被引入到中空结构体的内部从而难以在中空结构体的外表面形成角焊缝(fillet)的问题。由于在中空结构体的外表面的角焊缝断裂的产生，有可能成为外观上的问题，因此不为优选。

为了改善无助焊剂钎焊法的钎焊性，也考虑到如下方法，即，提高不活泼气体的浓度以使氧浓度或露点降低，或者使用高纯度的氩气以作为不活泼气体等方法。然而，这些方法除了使角焊缝形成于中空结构体的外表面的效果不充分以外，还具有生产率或成本方面的问题，从而难以应用于量产设备。

另外，在中空结构体与管状部件的接合中，需要使插入管状部件的贯穿孔的尺寸比管状部件略大。因此，在管状部件的外表面与中空结构体之间形成一定程度的间隙。虽然也对通过严格控制该间隙来改善钎焊性的方法进行研究，但与上述一样，由于钎焊性的改善效果、生产率以及成本方面的问题，难以在工业规模上应用上述方法。

钎料被引入到中空结构体的内部的现象被认为是例如由以下机理引起的。在无助焊剂钎焊法中，通过用添加到钎料或芯材中的Mg等元素破坏存在于钎料以及对象材料的表面的氧化膜来进行钎焊。加热开始后到钎料开始熔融为止的期间，Mg等在固体钎料中扩散并移动到表面。因此，到钎料开始熔融为止的期间，对钎料的氧化膜的破坏缓慢进行，对象材料的氧化膜几乎没有被破坏。

钎料刚开始熔融后，钎料以及对象材料中的任意一方的氧化膜均没有被充分破坏。因此，角焊缝的形成缓慢进行。

此时，在中空结构体的内部，由于中空结构体的内表面等被氧化，从而气氛中的氧减少。而且，气氛难以从外部空间流入中空结构体的内部。结果，与外部空间相比，中空结构体内部的气氛的氧浓度变低。因此，与存在于中空结构体的外部的氧化膜相比，存在于中空结构体的内部的氧化膜更快地被破坏。结果，存在于中空结构体内部的钎料变得能够比存在于外部的钎料更早流动，在中空结构体的内部，即，例如在筒状部件与中空结构体的被接合部的内表面优先形成角焊缝。