브레이징 조립체 제조방법

시트 또는 압출물 형태의 알루미늄 또는 알루미늄합금의 기재는 정형 또는 성형 제품을 제조하는데 이용된다. 이들의 제조 공정에서 (정형) 알루미늄함유 기재의 부품들은 상호연결되어 있다. 기재의 일단이 타단과 상호연결되거나 또는 하나의 기재가 하나 또는 그 이상의 다른 기재와 조립될 수 있다. 이는 일반적으로 브레이징에 의해 실시된다. 브레이징 공정에 있어서, 브레이징 필러 금속 또는 브레이징 합금, 또는 가열시 브레이징 합금을 제조하는 조성물은 브레이징될 기재의 하나 이상의 부분에 도포된다. 기재 부품들이 조립된 후에, 이들은 브레이징 금속 또는 브레이징 합금이 용융될 때까지 가열된다. 브레이징 재료의 융점은 알루미늄함유 기재(들)의 융점 보다 더 낮다. 정의에 의하면, 브레이징은, 450℃ 초과의 액상선 및 베이스 금속의 고상선 미만을 갖는 브레이징 합금으로서 언급되는, 필러 금속을 사용한다. 브레이징은 필러 금속의 융점에 의해 솔더링과는 구별되며, 땜납들은 450℃ 미만에서 용융된다. 브레이징 시트 제품은 열교환기 및 다른 유사한 설비에 폭넓게 적용되고 있다. 종래의 브레이징 제품은, 전형적으로 알루미늄협회 (AA)3000-시리즈의 알루미늄합금인 압연 시트로 된 코어를 가지며, 상기 코어 시트의 하나 이상의 표면에 피복되는 알루미늄 클래트층이 구비되고, 상기 알루미늄 클래드층은 2 내지 18 중량%, 바람직하게는 7 내지 14 중량% 범위의 실리콘을 포함하는 AA-4000 시리즈 합금으로 제조된다. 알루미늄 클래드층은 본 발명이 속하는 기술분야에서 알려진 다양한 방식, 예를 들면 롤접합, 클래딩 스프레이-성형 또는 반연속 또는 연속주조공정에 의해 코어 합금에 결합될 수 있다. 이들 알루미늄 클래드층은 전형적으로 575 내지 605℃ 범위의 액상선 온도를 갖는다. 제어분위기 브레이징("CAB") 및 진공 브레이징("VB")은 산업적 규모에서의 알루미늄 브레이징에 이용되는 2개의 주요 공정이다. 산업적 진공 브레이징은 1950년대부터 이용되고 있으며, CAB는 Nocolok®(상표명) 브레이징 플럭스가 도입된 후인 1980년대 초에 대중화되었다. 진공 브레이징은 본질적으로 비연속 공정이며, 높은 재료 청정도를 요구한다. 산화물층의 붕괴는 클래드합금으로부터의 마그네슘의 증발에 의해 주로 발생된다. 노내에는 필요 이상으로 마그네슘이 항상 존재한다. 잉여 마그네슘은 노내의 냉점(cold spot)에 응축되며 자주 제거되어야 한다. CAB는 브레이징 플럭스가 브레이징 전에 도포되어야 하기 때문에 VB와 비교하여 브레이징 전에 추가의 공정 단계를 요구한다. CAB는 본질적으로 연속 공정이며, 적합한 브레이징 플럭스가 이용되는 경우 많은 양의 브레이징 조립체가 제조될 수 있다. 브레이징 플럭스는 클래드합금의 적절한 유동을 허용하는 브레이징 온도에서 무엇보다도 산화물층을 용해한다. 플럭스 조성물은 플럭스 또는 예컨대 옥시플루오로알루미늄, 히드록시플루오로알루미늄, 포타슘 플루오로알루미네이트, 플루오로보레이트 또는 플루오로진케이트과 같은 플럭스제를 포함한다. Nocolok® 플럭스 또는 다른 플럭스 조성물이 이용될 때, 표면은 플럭스 적용 전에 철저히 세정될 필요가 있다. 양호한 브레이징 결과를 얻기 위해, 브레이징 플럭스는 브레이징 조립체의 전체 표면에 도포되어야 한다. 이는 그 설계 때문에 특정 타입의 조립체에는 어려울 수 있다. 예를 들면, 증발기 형태의 열교환기는 큰 내부 표면을 가지기 때문에 내부로의 낮은 접근성으로 인해 문제점이 발생할 수 있다. 양호한 브레이징 결과를 위해, 플럭스는 브레이징 전에 알루미늄 표면에 부착되어야 한다. 유감스럽게도, 건조 후의 브레이징 플럭스는 작은 기계적 진동에 의해 쉽게 박리될 수 있다. WO-00/64626 및 WO-03/037559에는 기재가 정형 제품으로 정형 또는 성형되기 전에 알루미늄 또는 알루미늄함유 기재에 코팅층으로서 플럭스 조성물이 도포되며, 후속 단계에서 브레이징되는 것이 기술되어 있다. 이는 플럭스 조성물이 시트-형태 또는 압출물-형태 기재에 코팅층으로서 도포될 수 있는 이점을 갖는다. WO-03/037559-A1 및 WO-00/64626에 있어서, 플럭스 조성물은 메타크릴레이트 호모폴리머, 메타크릴레이트 코폴리머 또는 올레핀-아크릴레이트 코폴리머를 주로 포함하는 합성 수지를 포함하는 것이 기재되어 있다. 플럭스 조성물은 알루미늄 또는 알루미늄함유 기재와 같은 시트에 도포되며, 이들 기재는 정형되고, 정형화 후에 브레이징을 실시한다. 그러나, 이 정형 공정을 용이하게 하기 위해서는 윤활제, 예컨대 윤활오일을 이용하는 것이 일반적으로 요구된다. 이 윤활제는 브레이징 공정 전 또는 후에 제거되어야 한다. US-6,497,770에 있어서, 플럭스 조성물은 알키드 수지, 아크릴 수지 및 부틸 고무(또는 석유 수지)의 혼합물, 및/또는 폴리에틸렌 수지의 결합제(binder)를 함유하는 것이 기재되어 있다. 부틸 고무를 포함하는 플럭스 조성물로 코팅된 제품은 코팅 후에 소성 가공을 더욱 쉽게 할 수 있다는 것을 밝히고 있다. EP-1233345-A2는 알루미늄 부재의 표면을 수지로 코팅하고; 후속적으로 알루미늄 부재를 변형시키고, 그 후 다른 수지-코팅 알루미늄 부재와 접합시키는 공정을 기재한다. 수지는 알루미늄 부재를 접합시키도록 융합된다. 바람직한 공정에 있어서, 알루미늄 기재의 변형 단계가 추가의 윤활제를 이용하지 않고 실시될 수 있도록 윤활특성을 갖는 수지가 이용된다. 그러나, 단지 몇몇의 윤활 수지만이 언급되며(폴리에스테르 수지, 나일론 수지, 및 비닐리덴 플루오라이드 수지), 통상적으로 EP-1233345-A2에 기재된 바와 같은 공정을 이용하여 알루미늄 부재 사이에 형성된 접합은 금속 브레이징 공정에서 형성된 접합보다 덜 강하다.