성공적인 브레이징은 정밀 공정이지만, 문제가 발생했을 때 나타나는 결함은 거의 미스터리가 아닙니다. 가장 일반적인 브레이징 결함에는 필러 금속 흐름 불완전(불완전한 젖음), 접합부 내 기공 또는 공극, 필러 또는 모재의 균열, 필러에 의한 모재 침식이 포함됩니다. 이러한 문제는 거의 항상 네 가지 핵심 공정 매개변수 중 하나의 실패로 거슬러 올라갑니다. 바로 청결도, 접합부 간극, 온도 또는 시간입니다.
핵심 요점은 브레이징 결함이 무작위로 발생하는 것이 아니라는 것입니다. 이는 제어 가능한 변수의 예측 가능한 결과입니다. 부품 청결도, 접합부 설계, 가열 온도 및 유지 시간을 체계적으로 관리함으로써 일반적인 브레이징 실패의 대다수를 제거할 수 있습니다.
브레이징 결함의 구조
결함이 어떻게 보이는지 이해하는 것이 원인을 진단하는 첫 번째 단계입니다. 대부분의 문제는 몇 가지 일반적인 범주 중 하나에 속합니다.
불완전한 흐름 또는 "젖음 불량"
이것은 아마도 가장 흔한 결함일 것입니다. 용융된 필러 금속이 접합부 영역 전체로 흐르지 못하고 틈이 생겨 약한 결합을 형성할 때 발생합니다.
검사 시 접합부 계면에서 필러 금속이 전혀 없는 영역이 보일 것입니다. 필러 금속이 모세관 현상에 의해 틈으로 빨려 들어가지 않고 적용 지점에 뭉쳐 있을 수 있습니다.
이는 오염(기름이나 산화물 등), 불충분한 열 또는 부적절한 플럭싱의 전형적인 징후입니다. 필러 금속은 깨끗하고 충분히 뜨거운 모재에만 접합될 수 있습니다.
기공 및 공극
기공은 응고된 필러 금속 내에 갇힌 작은 구형 기포를 말합니다. 공극은 더 큰 불규칙한 모양의 포켓으로, 갇힌 가스나 필러 금속이 접합부를 완전히 채우지 못해 발생할 수 있습니다.
두 결함 모두 응력 집중원으로 작용하며 접합부의 단면적을 감소시켜 기계적 강도와 기밀성을 심각하게 저하시킵니다.
기공은 종종 모재의 가스 방출, 과열 시 필러 금속 자체의 끓음, 또는 갇힌 플럭스나 오염 물질과의 반응으로 생성된 가스로 인해 발생합니다.
균열 (필러 또는 모재)
균열은 냉각 중 브레이징 필러 금속이나 인접한 모재에 나타날 수 있는 파손입니다.
필러 금속의 균열은 취성 금속간 화합물이 형성되었거나 냉각 중 접합부에 응력이 가해졌음을 나타내는 경우가 많습니다.
모재의 균열은 일반적으로 열 충격이나 두 재료를 접합할 때 열팽창 불일치로 인해 유도된 응력으로 인해 발생합니다. 이는 강철과 구리와 같이 이종 재료를 브레이징할 때 중요한 우려 사항입니다.
침식 (모재 손상)
침식은 액체 필러 금속에 의한 모재의 용해입니다. 양호한 야금학적 결합을 위해서는 어느 정도의 상호 작용이 필요하지만, 과도한 침식은 모재를 얇게 만들어 조립품을 약화시킬 수 있습니다.
이 결함은 접합부 가장자리에서 모재가 "씻겨 나가는" 것처럼 보입니다. 이는 너무 높은 온도 또는 브레이징 온도에서 너무 오랜 시간 유지된 직접적인 결과입니다. 특정 필러 금속은 특정 모재에 대해 더 공격적입니다.
근본 원인 이해하기
결함은 증상입니다. 문제를 해결하려면 거의 항상 근본적인 공정 매개변수와 관련된 근본 원인을 다루어야 합니다.
청결도의 결정적인 역할
브레이징 결함의 가장 큰 원인은 청결도 부족입니다. 브레이징은 긴밀한 금속 대 금속 접촉에 의존합니다.
모든 표면 오염 물질—기름, 그리스, 먼지, 특히 산화물—은 장벽 역할을 하여 필러 금속이 모재에 젖어 접합되는 것을 방해합니다. 이는 불완전한 흐름의 주요 원인입니다.
접합부 간극의 역설
필러 금속을 접합부로 끌어당기는 힘인 모세관 작용은 부품 사이의 간극에 크게 의존합니다.
이상적인 간극은 일반적으로 매우 작으며 종종 0.001"에서 0.005"(0.025mm - 0.127mm) 사이입니다. 간극이 너무 작으면 필러 흐름이 제한될 수 있으며, 간극이 너무 크면 모세관력이 약해져 공극이나 불완전한 채움이 발생합니다.
온도 및 시간 마스터하기
온도와 시간은 야금 반응을 제어하는 필수 매개변수입니다.
- 불충분한 온도: 모재가 필러 금속의 유동 온도까지 가열되지 않으면 필러가 제대로 녹아 흐르지 않습니다.
- 과도한 온도 또는 시간: 침식 결함에서 언급했듯이, 어셈블리를 너무 오래 또는 너무 높은 열에서 유지하면 원치 않는 반응, 모재 침식 및 잠재적으로 모재의 특성(예: 경도 감소) 변경이 발생할 수 있습니다.
목표에 맞는 올바른 선택하기
일관되고 고품질의 접합부를 얻으려면 결함을 수정하는 데서 초점을 돌려 공정을 제어하여 결함을 예방해야 합니다.
- 기존 실패 문제 해결에 중점을 두는 경우: 결함 유형(예: 젖음 불량, 기공)을 식별하기 위해 실패한 접합부를 절단하고 검사하는 것부터 시작한 다음, 사전 세척 공정 및 온도 확인 기록을 감사하십시오.
- 새로운 브레이징 공정 개발에 중점을 두는 경우: 일관되고 올바른 간격으로 접합부를 설계하고 생산 규모로 확대하기 전에 최적의 온도와 시간을 조정하기 위해 테스트 쿠폰을 실행하는 데 우선순위를 두십시오.
- 전반적인 품질 개선에 중점을 두는 경우: 부품 세척 및 가열 방식에 대한 엄격한 공정 제어를 구현하여 접합부마다 절대적인 일관성을 보장하십시오.
이러한 기본 원칙을 숙달하면 브레이징이 복잡한 과제에서 안정적이고 반복 가능한 제조 공정으로 전환됩니다.
요약표:
| 결함 | 시각적 징후 | 주요 원인 |
|---|---|---|
| 불완전한 흐름 (젖음 불량) | 접합부의 노출된 부분, 필러 금속 뭉침 | 오염, 불충분한 열, 부적절한 플럭싱 |
| 기공 및 공극 | 접합부 내 구형 기포 또는 큰 포켓 | 가스 방출, 필러 과열, 갇힌 플럭스/오염 물질 |
| 균열 | 필러 또는 모재의 파손 | 취성 금속간 화합물, 열 응력, 팽창 불일치 |
| 침식 | 접합부 가장자리에서 모재가 "씻겨 나간" 것처럼 보임 | 과도한 온도 또는 온도 유지 시간 |
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