焊接用铝材料及其制造方法技术

一种焊接用铝材料是在铝材的表面通过熔射法形成一层焊接材料层。焊接材料层中，存在许多粒子状非熔融组织。焊接材料层含有Ａｌ－Ｓｉ系合金和或Ａｌ和Ｓｉ的混合合物。一种焊接用铝材料的制造方法在铝材的表面通过熔射法覆盖一层焊接材料层。在使用作为熔射材料的粉末的同时，使粉末的表面部分熔化而内部成非熔融状态下进行熔射。粉末含有Ａｌ－Ｓｉ系合金和／或Ａｌ和Ｓｉ的混合物。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及例如通过焊接安装方法制作的用作热交换器的构成材料等的焊接用的铝材料及制造方法。另外，在本专利技术的说明书中，铝这个术语也包含有其合金的含义。由于铝具有质量轻、加工性好、高热传导性等特性且焊接容易，因此，被广泛地用在换热器和各种焊接制品材料上。制作如此的焊接制品的情况下，为接合的简易性，一般地，使用了在铝芯材的表面压延而包覆有焊接材料的硬钎焊用薄板，但是，由于铝材种类不同，也有不能包覆焊接材料的情况出现。例如，铝材为挤压出的材料的情况下，挤压出的材料的表面包覆焊接料是困难的。由此，如这种铝挤压出的材料等，对于在其表面上包覆焊接材料层困难的铝材来说，作为覆盖在其表面上的焊接材料层的焊接材料的制作方法，目前所公知的是通过溶射法形成焊接材料层的方法(例如特公昭63-1152号，特开平1-157794号，特开昭63-119974号，特开平1-107961号，特开平2-46969号)。但是，在如此的具有焊接材料溶射层的焊接用的铝材料中，也有不能得到良好的接合状态情况。为探究其原因，专利技术者反复地进行了研究，得到了下面的见解。即，以前的焊接材料的溶射法，如在上述的特特公昭63-1152，特开平1-157794等记载的，因为使用了作为溶射材料的焊接合金线材，通过溶射焊接材料完全成溶融的液状粒子，而附着在铝材的表面。然而，在焊接材料完全成溶融时处于高温状态，因为生成了坚硬的氧化膜，由此可见该氧化膜成为阻碍焊接连接性的原因。而且，一旦焊接材料完全溶融结束，在附着后的凝固时间内，全部的溶射粒子进行了焊接并成为相同的内部组织状态，在之后的焊接时，不能充分地发挥出原有的焊接功能。而且，在等离子弧溶射等的场合下，因为焊接材料成完全的熔融状态下附着在挤压出的材料表面上，焊接材料因蒸发可能出现组成发生变化，因此，被认为往往不可能进行好的焊接。本专利技术的目的是提供一种焊接用的铝材料，一方面它可以在与以前的同样的在铝材料表面上通过熔射形成焊接材料层，另一方面不会发生与以前出现的焊接不良现象而是可进行良好焊接的铝材料。本专利技术的另一个目的是提供制作上述焊接用铝材料的制造方法。为完成上述的目的，在铝材的表面上通过熔射方法形成一层焊接材料层而得到焊接用铝材料，其特征是在上述的焊接材料层中，存在许多的粒子状非熔融组织，以此来提供一种焊接用铝材料，进一步地，在铝材料层的表面上通过熔射法形成覆盖铝材的焊接材料层的制造焊接用铝材料的方法中，其特征是使用上述熔射材料的粉末，且在进行熔射时该粉末的表面部分熔融而内部成非熔融状态，以此来提供制造焊接用铝材料的方法。本专利技术的另外的目的，特点和优越性，参照附图通过下述的说明将会很清楚。附图说明图1是在本专利技术中与挤压出的材料过程同时地进行熔射的概略构成图。图2是图1的主要部分的放大断面图。图3是第1实施例所用的熔射枪的放大断面图。图4是在第1实施例中制作的多流型式的铝热交换器的正面图。图5是图4的热交换器的管和波纹肋片成分离状的斜视图。图6(a)表示实施例的试验材料No2的焊接用铝材料的焊接材料层的金相组织的相片，(b)是表该组织的模式图。图7(a)表示实施例的试验材料No8的焊接用铝材料的焊接材料层的金相组织的相片，(b)是表示该组织的模式图。图8(a)表示实施例的试验材料No9的焊接用铝材料的焊接材料层的金相组织的相片，(b)是表示该组织的模式图。图9是表示实施例的试验材料No10的焊接用铝材料的焊接材料层的金相组织的相片。图10是表示实施例的试验材料No11的焊接用铝材料的焊接材料层的金相组织的相片。图11是表示实施例的试验材料No12的焊接用铝材料的焊接材料层的金相组织的相片。图12是表示实施例的试验材料No13的焊接用铝材料的焊接材料层的金相组织的相片。图13是表示实施例的试验材料No14的焊接用铝材料的焊接材料层的金相组织的相片。图14是表示实施例的试验材料No15的焊接用铝材料的焊接材料层的金相组织的相片。图15是表示实施例的试验材料No16的焊接用铝材料的焊接材料层的金相组织的相片。图16是表示与实施例的试验材料No10相同条件下，形成焊接材料层的焊接用铝材料的焊接部分的金相组织的相片。图17是表示与实施例的试验材料No11相同条件下，形成焊接材料层的焊接用铝材料的焊接部分的金相组织的相片。图18是表示与实施例的试验材料No12相同条件下，形成焊接材料层的焊接用铝材料的焊接部分的金相组织的相片。图19是表示与实施例的试验材料No13相同条件下，形成焊接材料层的焊接用铝材料的焊接部分的金相组织的相片。图20是表示与实施例的试验材料No14相同条件下，形成焊接材料层的焊接用铝材料的焊接部分的金相组织的相片。本专利技术中所用的铝材的组成没有特别的限定，根据用途的要求可使用各种材质的铝材。另外，对铝材的加工方法也无限定，可使用挤压出的材料，压延材，铸成材以及其它种类的材料。而且，对铝材的断面形状也无限定，根据用途来决定选用的何种形状。通过熔射在铝材的表面上形成的焊接材料层中，存在许多粒子状非熔融组织，由于该组织依旧保持熔射前的组织结构，利用该组织可进行有效的焊接工作。如此地，为了存在许多粒子状非熔融组织，在本专利技术中，应使用作为形成焊接材料层的熔射材料的粉末。该理由是因为能够容易地防止熔射粒子的全部熔融，实现仅使表面部分成熔融状态而内部(至少为芯部)为非熔融状态。作为所用的粉末，具代表性的有Al-Si系合金构成的焊接材料粉末。另外，只要粉末在熔融射后可以形成良好的焊接材料，也可使用为粉末的铝粉和硅粉的混合粉末。而且，在使用Al-Si系合金粉末的场合下，焊接材料层中总Si含量在5wt%以下或超过40wt%时，液相线温度变高，焊接变得困难。为此，为进行良好的焊接，焊接材料层中的Si含量为5-40wt%，较好的是为8-13wt%。为此，考虑到熔射的Al，Si等的变化，为射出材料的Al-Si系合金粉末的Si的含有量应为5-40wt%较好的是8-25wt%。一方面，在使用Al粉和Si粉的混合粉末的情况下，由于在合金材料中的Al和Si不会完全成合金从而焊接材料层中的Si含有量在5-40wt%时能确保进行较好的焊接。为此，在混合粉末的阶段，使Si的含量保持5-50wt%的比例为好。另外，作为混合粉末，Al-Si系粉末，Al粉末和Si粉末的混合粉末也可使用。为了促进上述粉末在表面部分的接触，象扁平状颗粒到圆球状或与之相类似的形状的喷射粉末是较好的，为了使能光滑地通过熔射枪的细喷嘴调制成球状也是较好的。在实用中，希望至少10%以上的粉末，更好的是50%以上的粉末为球状。而且，若粉末的粒径过小的话，就很容易完成地熔化，确保粉末粒径平均为10μm以上为好。一方面，若平均粒径超过200μm，在相邻的颗粒之间易出现间隙，因为会有焊接材料层太粗的担心，所以平均粒径在200μm以下为好。从而设定粉末粒径最好在10-200μm，特别在50-150μm内最佳。熔射条件并不特别限定仅在粉末的表面部分熔化而内部成非熔融状态的熔射条件，虽然粉末的内部(至少芯部)不熔而表面熔化是满足本专利技术的必要条件，不过，下面表示了另外一种较好的熔化条件。即，把熔射温度控制在1000-3000℃，不到1000℃，粉末表面的熔化就不充分，与铝材的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在铝材料的表面上通过熔射形成一层焊接材料层焊接用铝材料，其特征在于，在该焊接材料层中，存在许多粒子非熔融组织。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：寺田隆，小岛正博，森田泰三，荒川胜行，岩井一郎，古田正一，
申请(专利权)人：昭和电工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]