专利名称：钎焊方法
技术领域：
本发明涉及热交换器用的管(tube)和散热片(fm)的钎焊方法。
背景技术：
作为现有的热交换器的钎焊方法，如特开2005 — 118826号公报所示， 公开有在散热片相对于管接触的管接触面中，以管母材露出的方式预先涂 敷含磷的铜系膏状钎料，组装管和散热片，在还原性气氛炉内进行管和散 热片的钎焊。钎料的涂敷，例如，以沿管的接触面沿管的长方向线状地延 伸的方式涂敷有多条钎料。
如此，露出管接触面的母材的部位由于钎料中的磷和还原性气氛从而 确实地除去氧化皮膜，熔融的钎料流入管(接触面)和散热片之间，能够 得到良好的钎焊状态。
如上述的部件(管和散热片)间的钎焊性的好坏由通过毛细管效果钎 料是否能够顺利进入部件间的间隙决定。该毛细管效果如式1和图8所示， 一般钎料的密度P和部件间的间隙d呈反比例。
式1
h=2 Y/dP g
其中，h二毛细管上升高度，Y二钎料的表面张力，d二部件间的间隙， P二钎料的密度，g二重力加速度。
由此，为了提高钎焊性，要求将间隙设定为尽可能地小。此外，作为 热交换器材料，在选定更高密度的材料(例如，相对于铝系是铜系)时， 作为钎料的密度增大的量、间隙的设定条件，要求更小。
但是，在上述现有技术中，通过以管母材露出的方式在管接触面部分 地涂敷的钎料，在组装管和散热片时，在管接触面和散热片之间产生间隙， 因此，难以得到充分的毛细管效果。
发明内容
本发明鉴于上述问题，其的目的在于提供一种钎焊方法，在使用膏状 的钎焊料的方法中，能够得到良好的钎焊状态。
本发明的一例，是用膏状的钎焊料接合内部流体流通在与外部流体之 间进行热交换的热交换器用的管和扩大热交换时的热交换面积的散热片 的钎焊方法，其特征在于，具有交互层叠管和散热片形成组装体的组装 工序；在组装工序后，在管和散热片的接触部的外侧附近涂敷钎焊料的涂 敷工序；将在涂敷工序中涂敷有钎焊料的组装体搬入钎焊炉钎焊管和散热 片的钎焊工序。
由此，在组装工序中，能够形成在管和散热片之间不会伴随有钎焊料 导致的间隙的发生的组装体。而且，在钎焊工序中，涂敷在管和散热片的 接触部的外侧附近的钎焊料熔融，钎焊料由于其毛细管效果确实地进入接 触部间，能够得到良好的钎焊状态。
例如，在涂敷工序中，也可以在作为接触部的外侧附近，成为管的外 部流体流向的端部的端部面涂敷钎焊料。此时，在涂敷工序中，能够容易 地将钎焊料涂敷在组装体上。
另外，在涂敷工序中，也可以在端部面中，在与散热片邻接的邻接端 部面涂敷钎焊料。此时，能够确实地并且无浪费地使熔融的钎焊料进入管 和散热片之间。
或者，在涂敷工序中，也可以将钎焊料连续在端部面的管的长方向上 涂敷。由此，能够容易地将钎焊料涂敷在管上，例如，能够实现使用分散 器等的自动化。
例如，管、散热片、钎焊料也可以由铜或铜系合金形成。
由铜或铜系合金构成的钎焊料例如与由铝系构成的钎焊料相比，密度 (比重量)大，为了得到毛细管效果，需要使管和散热片间的间隙形成很 小。由此，在组装工序中不会在管和散热片之间产生间隙形成组装体能够 对应钎焊的钎焊方法作为适当的方法而被釆用。
另外，在管内，也可以插入内插式散热片。具有内插式散热片的管， 管的层叠方向的弹簧力与散热片相比变得非常大。另外，预先在管或散热片上涂敷钎焊料时，在组装体的形成时，管和散热片的层叠方向尺寸增大 钎焊料的厚度的量。而且，在将组装体安装在高架罐上时，需要将组装体 向层叠方向压縮，但此时，弹簧力小的散热片有可能弯曲。
在本钎焊方法中，在组装工序后涂敷钎焊料，因此，不会出现由于钎
焊料在层叠方向尺寸的增大，能够防止散热片的弯曲的发生。
图1是表示本发明实施方式的内冷却器的正视图。
图2是表示图1中的II-II部的剖面图。.
图3是表示钎料的涂敷状态的剖面图。
图4是表示图3中的IV部的放大图。
图5是表示钎料的涂敷要领的剖面图。
图6是表示管和下散热片中的位移相对于荷重的曲线图。
图7是表示第二实施方式的下散热片的剖面图。
图8是用于说明毛细管效果的模式图。
具体实施例方式
(第一实施方式)
本实施方式是将本发明的钎焊方法(钎接方法)适用于空冷式的内冷 却器100的芯部110，以下，基于图1 图5进行说明。
内冷却器100是通过和来自外部的冷却空气进行热交换而对吸入车辆 用发动机(内燃机)的燃烧用空气(以下，称为吸入气)进行冷却的热交 换器。该内冷却器100主要具有芯部100和一对的高架罐120，在此，是 搭载于载重车等大型车辆的大型的内冷却器100。由此，以下说明的各构 件为了得到充分的热传导性和耐久性，而由铜、铜系合金或铁构成，各构 件的接触部通过钎焊(钎接)或焊接接合。
钎焊时使用的钎料(钎焊料)例如是由铜75%、锡15%、镍5%、磷5% 的成分构成，熔点低且具有还原性的铜钎料。另外，钎料是混合有粘合剂 的膏状的钎料，涂敷在各构件的接触部或接触部附近而使用。
芯部110交互层叠在内部插入有内散热片114的管111和下散热片112，在层叠方向的两最外方设置侧板113而形成。
管lll时在内部流通吸入气(内部流体)的管构件，由红铜构成。管 111在图2、 3中的详细剖面显示被省略，但是是由两个剖面为"〕"形的 管用板构件组合而形成，为了在有限的空间内尽可能的增大剖面面积，降 低吸入气的流通阻抗，剖面形状形成为大致扁平四边形。
在管lll的表面中，如图2所示，成为冷却空气(外部流体)的流向 的端部侧的面，成为端部面llla,另外，下散热片112接触侧的面，成为 接触面lllb。另外，如图3、 4所示，扁平四边形的边部，通过管用板构 件的折曲加工形成R形状，该R形状部在端部面llla中，形成与下散热 片112邻接的邻接端部面lllc。
插入所述管111内的内散热片114从纯铜制的薄壁的平板材形成为波 状，对吸入气的流动有乱流效果，使吸入气的热传导率提高。还有，因为 使管111的剖面形状形成为扁平四边形，所以在管111内不会产生死区， 能够有效地收容。
下散热片(对应于本发明的散热片)112与所述内散热片114同样， 从纯铜制的薄壁的平板材形成波状。在下散热片112的平面部通过切割设 有形成为百叶箱状的多个散热孔(louver) 112a,下散热片112扩大向冷 却空气侧的散热面积(热交换面积)，并且，得到散热孔产生的乱流效果， 促进和吸入气的热交换。下散热片112的冷却空气流动方向的尺寸设定为 与管111的冷却空气流动方向的尺寸大致相同。
侧板113是在沿管111的长方向延伸的黄铜制的增强构件，剖面形状 形成为大致"^"形，在该"〕"的内侧中央设有在长方向延伸的肋。
所述管111 (管用板构件)的接触面lllb和下散热片112的波状的山 部形成相互接触的接触部116，通过钎料115被钎焊在一起。另外，最外 方的下散热片112和侧板同样通过钎料被钎焊。
另外，内散热片114通过预先涂敷于管111 (管用板构件)的内侧面 的钎料被钎焊在管lll的内侧面。还有，钎料也可以用箔状钎料替代膏状 钎料，通过设在管111和内散热片114之间而使用。
一对高架罐120设在管111的两长方向端部(以下，管端部)侧，沿 管lll的层叠方向延伸与各管lll连通。该高架罐120具有头板121、箱主体122、和配管123。
头板121是在细长的平板的外周设有立边部的构件，在管端部所对应 的位置穿设有管孔。考虑到管lll的嵌入性，管孔形成为比管lll的剖面 形状略大，并且，在成为管孔的管lll插入侧的边缘形成有倒角部(图示 省略)。
在此，所述头板121的材质是铁材(例如，不锈钢材或钢材)，此外， 除去立边部的管孔附近的表里面实施有纯铜镀敷或包层(clad)。
而且，管端部插入嵌合于该管孔，通过钎料在管111和头板121相互 接触的部位进行钎焊。还有，侧板113的长方向两端部与头板121接触， 通过钎料与头板121钎焊。
箱主体122由和头板121相同的铁材构成。箱主体122是头板121侧 开口的细长的半容器体，其开口侧与头板121的立边部焊接形成箱内空间。
配管123是由铁材构成的管构件，以与箱内空间连通的方式与箱主体 122的长方向的一侧的端部焊接。
还有，图1中右侧的高架罐120将从配管123流入的吸入气分配供给 到各管111中，图1左侧的高架罐120将从管111流出的吸入气集合回收 从配管123向外部流入。
接着，对上述内冷却器100的概要制造方法进行说明。
1、 零件准备工序
首先，准备通过板材的挤压加工形成的管用板构件(管111)、侧板 113、头板121、通过辊加工形成的下散热片112、和内散热片114。在管
用板构件的内侧面，预先涂敷膏状的钎料，使其干燥。另外，在头板121 的管孔的周围、以及侧板113的长方向两端部接触的部位，预先涂敷膏状 的钎料，使其干燥。
2、 芯部组装工序
将未图示的层叠夹具作为导引件，将侧板113色互知在最下侧，在其 上侧以下散热片112、管用板构件、内散热片114、管用板构件、下散热 片112的顺序反复层叠规定张数，在最上段的下散热片112的更上侧再设 置一个侧板113，形成芯部110的组装体。此时，通过层叠管用板构件和 内散热片114，形成在内部插入内散热片114的管111的组装体。接着，在头板121的管孔内插入嵌合管端部，另外，使侧板113的长
方向两端部与头板121接触。还有，根据需要，为了保持芯部110的组装
状态，预先将线缆等夹具装在管lll的层叠方向上。
3、 钎料涂敷工序
如图3 5所示，将芯部110的组装体以管111的层叠方向呈水平方 向的方式配置，在管111和下散热片112的接触部116的外侧附近涂敷膏 状钎料115。在此，所谓外侧附近是指管lll的端部面llla。此外，在该 端部面llla中，在与下散热片112邻接的邻接端部面lllc上涂敷钎料 115。在涂敷该钎料115时，使用分散器2哦哦将邻接端部面lllc作为引 导件，沿管lll的长方向，连续地供给钎料115，由此进行涂敷。还有， 在相当于侧板113的上述邻接端部面lllc的部位也涂敷钎料115。
4、 钎焊工序
在进行了上述组装体的脱脂后，将芯部110的组装体以管111的层叠 方向成为水平方向的方式搬入钎焊炉内将各构件钎焊为一体(在此，钎焊 温度625。C)。即，涂敷在管lll的邻接端部面lllc以及侧板113上的钎 料115，和预先涂敷在管用板构件的内侧面、头板121上的钎料在钎焊炉 内熔融，由于毛细管效果进入各构件的接触部，进行各构件的接触部的钎 焊。具体地说，进行如下构件之间的钎焊管111和下散热片112的接触 部116的钎焊，下散热片112和侧板113的钎焊，管111和头板121 (管 孔)的钎焊，侧板113和头板121的钎焊，管111和内散热片114的钎焊。
而且，将管123焊接在由挤压加工成形的箱主体122上。此外，使箱 主体122的开口侧与从钎焊炉中取出的芯部110的头板121的立边部嵌合， 焊接箱主体122和头板121。
5、 检查工序
其后，进行泄漏检査(钎焊不良、焊接不良的检査)和尺寸检查等的 规定检查，内冷却器100的制造完成。
在本实施方式中，在芯部组装工序之后设定的钎料涂敷工序中，将钎 料115涂敷在管111的邻接端部面lllc上，因此，在芯部组装工序中， 特别是在管111和下散热片112之间，能够形成没有钎料115导致的间隙 发生的组装体。而且，在钎焊工序中，涂敷在邻接端部面lllc上的钎料115瑢融，钎料115由于毛细管效果确实地进入管111和下散热片112之 间(接触部116)，能够得到良好的钎焊状态。另外，在钎料涂敷工序中，将钎料115涂敷在管111的端部面llla 中邻接端部面lllc上，因此，能够容易地将钎料115涂敷在组装体上， 此外，能够可靠且不会浪费地使熔融的钎料115进入管111和散热片112 之间。另外，在钎料涂敷工序中，将焊料115在管111的长方向上连续涂敷， 因此，能够容易地将钎料115涂敷在管111上，能够实现使用分散器200等的自动化。另外，向邻接端部面lllc涂敷钎料115后，能够立即移向钎焊工序， 因此，无需设置涂敷的钎料115的干燥工序，能够实现提高生产性。另外，在本实施方式中，使用铜、或铜系合金构成的钎料115，但是 这种钎料115和例如铝系构成的钎料材相比，密度(比重量)大，为了得 到毛细管效果，需要使钎焊的构件间(管111和下散热片112之间)的间 隙形成为更小。由此，在芯部组装工序中，在两构件111、 112之间不会 产生间隙形成组装体而进行钎焊的钎焊方法，能够作为优选的方法采用。另外，在本实施方式中，将内散热片114插入管111内，但是具有内 散热片H4的管111如图6所示，管111的层叠方向的弹簧力与下散热片 112的弹簧力相比变得非常大(位移相对于荷重非常小)。另外，预先在管 111或下散热片112上涂敷钎料115时，管111和下散热片112的层叠方 向尺寸增大组装体形成时钎料115的厚度量。而且，在将该组装体装在高 架罐120上时，需要在层叠方向上压縮组装体，此时，弹簧力小的下散热 片U2有可能会弯曲。在本实施方式中，在芯部组装工序之后涂敷钎料115，因此，由于钎 料115层叠方向尺寸不会增大，能够防止上述下散热片112弯曲的发生。 由此，在具有内散热片114的管111和下散热片112的钎焊时，本钎焊方 法能够作为优选的方法采用。根据本发明第一实施例，使用膏状钎料115接合内部流体(吸入气) 流通和外部流体(冷却空气)之间进行热交换的热交换器100用的管111 和扩大热交换时的热交换面积的散热片112的钎焊方法，包括交互层叠管111和散热片112形成组装体的组装工序；在组装工序后，在管111和 散热片112的接触部116的外侧附近涂敷钎焊料的涂敷工序；将在涂敷工 序中涂敷有钎焊料的组装体搬入钎焊炉钎焊管111和散热片112的钎焊工 序。由此，在组装工序中，能够形成在管111和散热片112之间没有钎焊 材导致的间隙发生的组装体。而且，在钎焊工序中，涂敷在管lll和散热 片112的接触部的外侧附近的钎焊材熔融，钎焊材由于其毛细管效果确实 地进入接触部间，能够得到良好的钎焊状态。 (第二实施方式)图7表示本发明的第二实施方式。下散热片112A的冷却空气流向的 尺寸也可以比管111的冷却空气流向的尺寸大。即，下散热片112A的端 部也可以比管lll的端部面lllb突出。此时，与上述第一实施方式一样， 能够容易地涂敷钎料115，能够得到良好的钎焊状态。 (其他实施方式)在上述各实施方式中，在管111的邻接端部面lllc上涂敷钎料115， 但是如果钎料115的流动性良好，也可以在端部面llla上涂敷。另外，在一根管111中，也可以在端部面llla的大致中央部涂敷钎 料115，在两侧的下散热片112上迂回钎料115。由此能够降低钎料115 的涂敷耗费的工时。另外，在管111的端部面llla (邻接端部面lllc)中，在管111的长 方向上连续地涂敷钎料115，但是不限与此，也可以以管111和下散热片 112的接触部116 (下散热片112的脊部)为目标，在管111的长方向上断 续地涂敷钎料115。由此，能够将钎料115的使用量限定为最小。另外，主要在管111和下散热片112的钎焊时，在芯部组装工序后涂 敷钎料115，但也可以以管111和头板121 (管孔)的钎焊部为对象，使 管111嵌合在管孔上后，在管111的端部面llla或管孔的周围涂敷钎料。 由此，能够确保管lll和管孔的嵌合性，并且，能够适当地确保两者间的 间隙得到良好的钎焊状态。另外，在上述第一、第二实施方式中，构成热交换器的构件的基本材 质是铜或铜系合金，但不限于此，也可以使用铝或铝系合金等其他材料。另外，根据选定的构成构件的材质，钎料可以是焊料，以进行钎焊的材料为对象。另外，作为热交换器不限于内冷却器，也可以是其他的散热器或冷凝器等。
权利要求
1、一种钎焊方法，使用膏状钎料(115)接合内部流体流通在和外部流体之间进行热交换的热交换器(100)用的管(111)、和扩大所述热交换时的热交换面积的散热片(112)，其特征在于，包括交互层叠所述管(111)和所述散热片(112)形成组装体的组装工序；在组装工序后，在所述管(111)和所述散热片(112)的接触部(116)的外侧附近(111a、111c)涂敷所述钎料(115)的涂敷工序；将在所述涂敷工序中涂敷有所述钎料(115)的所述组装体搬入钎焊炉中，钎焊所述管(111)和所述散热片(112)的钎焊工序。
2、 根据权利要求1所述的钎焊方法，其特征在于，在所述涂敷工序 中，作为所述接触部(116)的外侧附近(llla、 lllc)，在成为所述管(lll) 的所述外部流体流向的端部面(llla)涂敷所述钎料(115)。
3、 根据权利要求2所述的钎焊方法，其特征在于，在所述涂敷工序 中，在所述端部面(llla)中，在与所述散热片(112)邻接的邻接端部面(lllc)上涂敷所述钎料(115)。
4、 根据权利要求2所述的钎焊方法，其特征在于，在所述涂敷工序 中，在所述端部面(llla)的所述管(lll)的长方向连续涂敷所述钎料(115)。
5、 根据权利要求1 4中任一项所述的钎焊方法，其特征在于，所述 管(111)、所述散热片(112)、所述钎料(115)由铜或铜系合金构成。
6、 根据权利要求1 4中任一项所述的钎焊方法，其特征在于，在所 述管(111)内，插入有内散热片(114)。
全文摘要
使用膏状钎料(115)接合内部流体流通和外部流体之间进行热交换的热交换器(100)用的管(111)和散热片(112)的钎焊方法，包括交互层叠所述管(111)和所述散热片(112)形成组装体的组装工序；在组装工序后，在所述管(111)和所述散热片(112)的接触部(116)的外侧附近(111a、111c)涂敷所述钎焊料(115)的涂敷工序；将在涂敷工序中涂敷有钎焊料(115)的所述组装体搬入钎焊炉钎所述焊管(111)和所述散热片(112)的钎焊工序。
文档编号B23K1/20GK101274383SQ20081008678
公开日2008年10月1日 申请日期2008年3月26日 优先权日2007年3月27日
发明者加茂敏文, 原田真树, 渡边晴彦, 须佐澄男 申请人:株式会社电装