많은 응용 분야에서, 제대로 수행된 브레이징 접합부는 용접된 접합부만큼 강하거나 심지어 더 강할 수도 있습니다. 이 직관에 반하는 사실은 각 공정이 접합되는 모재에 영향을 미치는 방식에서 비롯됩니다. 용접은 모재를 녹여 그 과정에서 잠재적으로 약화시키는 반면, 브레이징은 녹이지 않고 접합하여 종종 원래의 강도와 무결성을 보존합니다.
질문은 진공 상태에서 브레이징이 용접과 "동일하게 강한가"가 아니라, 특정 응용 분야에 대해 어떤 방법이 가장 강한 조립품을 만드는가입니다. 최종 제품의 강도는 전적으로 접합부 설계, 사용된 재료 및 열이 해당 재료에 미치는 영향에 따라 달라집니다.
근본적인 차이점: 융합 대 접착
접합부 강도를 이해하려면 먼저 이 두 가지 접합 방법의 핵심 차이점을 이해해야 합니다. 이들은 완전히 다른 원리로 작동합니다.
용접 작동 방식: 융합
용접은 융합을 통해 접합부를 만듭니다. 이는 집중된 강한 열을 사용하여 모재의 가장자리와 소모성 필러 금속을 녹입니다.
이 녹은 재료들이 서로 섞여 응고되면서 단일하고 연속적인 금속 조각을 형성합니다. 용접의 목표는 모재와 가능한 한 균질한 접합부를 만드는 것입니다.
브레이징 작동 방식: 접착 및 모세관 현상
대조적으로, 브레이징은 야금학적 "접착"의 한 형태로 작동합니다. 모재는 가열되지만 절대 녹는점까지 가열되지는 않습니다.
대신, 더 낮은 녹는점을 가진 필러 금속이 가열된 접합부에 도입됩니다. 이 녹은 필러는 모세관 현상이라는 현상에 의해 부품 사이의 좁은 틈을 통해 빨려 들어갑니다. 그런 다음 분자 수준에서 모재 표면에 결합하여 매우 강하고 밀봉된 접합부를 형성합니다.
"강도" 분석: 그것이 실제로 의미하는 것
"강도"라는 용어는 오해를 불러일으킬 수 있습니다. 접합부의 성능은 사용된 필러 재료뿐만 아니라 전체 조립품의 기능입니다.
열 영향부(HAZ)의 영향
용접의 강한 열은 용접 주변 모재에 열 영향부(HAZ)를 생성합니다. 이 영역에서 금속의 미세 구조가 변경되어 원래 재료보다 더 약하거나 더 취성이 생길 수 있습니다.
브레이징은 훨씬 낮은 온도를 사용하므로 HAZ가 훨씬 작고 덜 두드러지거나 아예 존재하지 않습니다. 이는 브레이징이 특히 열처리된 경우 모재의 기계적 특성(경도 또는 연성 등)을 보존할 수 있음을 의미합니다. 용접 비드 자체가 강하더라도 용접된 조립품은 HAZ에서 파손될 수 있습니다.
접합부 설계가 가장 중요
용접은 종종 두 조각이 끝에서 끝으로 배치되는 맞대기 접합부에 사용됩니다. 여기서 접합부의 강도는 용접 비드 자체의 강도에 직접적으로 의존합니다.
그러나 브레이징 강도는 다른 설계 원리에서 비롯됩니다. 브레이징 접합부는 일반적으로 두 조각이 겹치는 겹침 접합부로 설계됩니다. 이 설계는 접합부의 넓은 표면적을 활용하여 하중을 전체 접착면에 전단 응력으로 분산시킵니다. 결과적인 접합부는 모재 자체보다 더 강할 수 있습니다.
필러 금속 대 전체 접합부 강도
브레이징 필러 금속이 강철보다 약하다는 것은 사실이지만, 이 사실은 오해의 소지가 있습니다. 적절하게 설계된 겹침 접합부에서는 넓은 접합 면적이 필러의 낮은 인장 강도를 충분히 보상합니다. 잘 설계된 브레이징 접합부의 파손 지점은 종종 접합부 자체가 아니라 모재가 될 것입니다.
상충 관계 이해하기
어떤 방법도 보편적으로 우월하지 않습니다. 올바른 선택은 프로젝트 목표와 재료 한계에 대한 명확한 평가에 달려 있습니다.
용접이 명확한 선택일 때
용접은 건물 프레임, 압력 용기 또는 선체와 같은 대형 구조 부품을 제작하는 데 이상적인 공정입니다. HAZ에 의해 손상되지 않고 최대 강도가 필요한 두꺼운 유사 금속 섹션을 접합할 때 용접은 업계 표준입니다.
브레이징의 경우
브레이징은 정밀도와 재료 무결성이 중요할 때 탁월합니다. 이는 용접으로는 야금학적으로 어렵거나 불가능한 이종 금속(구리와 강철 등)을 접합하는 데 우수한 방법입니다. 또한 용접 열로 인해 변형되거나 파괴될 수 있는 섬세하고 얇은 벽 부품에도 이상적입니다.
사용 온도 제한
브레이징의 가장 중요한 한계는 고온에서의 성능입니다. 필러 금속의 녹는점이 더 낮기 때문에 브레이징 접합부는 용접 접합부가 쉽게 견딜 수 있는 사용 온도에서 강도를 잃고 파손될 것입니다.
프로젝트에 적합한 선택하기
브레이징과 용접 중에서 선택하려면 조립품의 특정 요구 사항을 분석해야 합니다.
- 두꺼운 유사 금속에 대한 최대 하중 지지 능력이 주요 관심사라면: 용접은 단일의 일체형 구조를 만드는 가장 직접적인 경로를 제공합니다.
- 이종 금속, 얇은 금속 또는 열에 민감한 금속을 접합하는 것이 주요 관심사라면: 브레이징은 변형 없이 우수한 제어력과 모재의 강도를 보존합니다.
- 여러 접합부가 있는 복잡한 조립품을 만드는 것이 주요 관심사라면: 브레이징의 낮고 더 분산된 열 입력은 훨씬 더 관리하기 쉽고 반복 가능한 공정입니다.
- 부품이 고온에서 작동할 예정이라면: 사용 온도가 브레이징 필러의 녹는점을 초과할 수 있으므로 용접이 필수적입니다.
궁극적으로 각 공정이 재료에 어떻게 영향을 미치는지 이해함으로써 가장 강하고 신뢰할 수 있는 최종 조립품을 만드는 방법을 선택할 수 있습니다.
요약표:
| 측면 | 용접 | 브레이징 |
|---|---|---|
| 모재 용융 | 예, 융합 발생 | 아니요, 모재는 고체 상태 유지 |
| 열 영향부(HAZ) | 모재를 약화시킬 수 있는 큰 영역 | 최소 또는 없음, 강도 보존 |
| 일반적인 접합부 설계 | 맞대기 접합부 | 겹침 접합부(넓은 표면적) |
| 이상적인 경우 | 두꺼운 유사 금속; 고온 응용 분야 | 이종 금속, 얇은 섹션, 복잡한 조립품 |
| 사용 온도 | 높음(필러 금속 녹는점 초과) | 필러 금속 녹는점에 의해 제한됨 |
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