본질적으로 브레이징은 다단계 공정입니다. 여기에는 밀착되도록 설계된 두 금속 표면을 준비하고, 필러 금속을 도포하고, 어셈블리를 가열하여 필러 금속(기본 금속은 녹이지 않음)을 녹인 다음, 냉각 전에 모세관 현상을 통해 접합부로 끌어당기는 과정이 포함됩니다. 필수적인 작동 단계는 세심한 세척, 플럭스 도포, 부품 조립, 균일한 가열, 제어된 냉각 및 최종 검사입니다.
성공적인 브레이징은 열의 무차별적인 힘보다는 준비의 정밀도에 의해 결정됩니다. 최종 접합부의 무결성은 필러 금속이 녹기 훨씬 전에 확립됩니다.
기초: 준비 및 맞춤
브레이징 실패의 대다수는 부적절한 준비에서 비롯됩니다. 이러한 초기 단계는 강력하고 영구적인 결합을 위한 필수 조건을 만듭니다.
적절한 접합부 간격 확보
접합할 두 금속 표면 사이의 간격은 매우 중요합니다. 이 간격은 용융된 필러 금속이 접합부를 완전히 통과하도록 모세관 현상을 허용할 만큼 충분히 좁아야 합니다.
이 간격은 임의로 정해지는 것이 아닙니다. 이는 기본 금속, 필러 금속 및 열팽창 특성에 따라 정밀하게 설계됩니다.
표면 철저히 세척
접합할 표면에서 오일, 그리스 및 산화물을 포함한 모든 오염 물질을 완전히 제거해야 합니다. 이물질이 있으면 필러 금속이 기본 금속과 습윤 및 접합되는 것을 방해합니다.
이 단계에는 알루미늄 산화물 필름을 제거하기 위한 알칼리 사용과 같은 화학적 세척 또는 와이어 브러싱이나 연삭과 같은 기계적 방법이 포함될 수 있습니다.
플럭스 도포(필요한 경우)
많은 유형의 브레이징에서 가열 전에 접합부 영역에 플럭스를 도포합니다. 주된 목적은 가열 주기 동안 표면이 산화되는 것을 방지하는 것입니다.
온도가 상승함에 따라 플럭스가 녹아 남아 있는 표면 산화물을 용해시켜 용융된 필러 금속이 접합할 수 있는 화학적으로 깨끗한 표면을 만듭니다. 진공 브레이징에서는 제어된 분위기가 이 보호 기능을 수행하므로 플럭스가 필요하지 않습니다.
핵심 공정: 가열 및 흐름
이것이 금속학적 결합이 생성되는 단계입니다. 목표는 필러 금속을 녹여 전체 접합부에 균일하게 흐르도록 하는 것입니다.
부품 조립 및 고정
세척 및 플럭스 도포 후, 부품을 조심스럽게 조립하고 고정합니다. 적절한 접합부 간격을 유지하기 위해 가열 및 냉각 주기 동안 제 위치에 단단히 고정되어야 합니다.
브레이징 온도까지 균일하게 가열
전체 어셈블리를 필러 금속의 녹는점보다 높지만 기본 금속의 녹는점보다 낮은 온도에 도달할 때까지 균일하게 가열합니다.
예를 들어, 알루미늄 브레이징의 경우 플럭스는 565-572°C 사이에서 녹고 필러 금속은 직후인 577-600°C에서 녹을 수 있습니다. 너무 빠르거나 고르지 않게 가열하면 변형 및 불완전한 접합이 발생할 수 있습니다.
필러 금속을 접합부로 끌어들이기
필러 금속이 녹으면 모세관 현상의 힘이 이를 기본 금속 사이의 좁은 틈으로 끌어당깁니다. 이것이 적절한 세척과 간격이 매우 중요한 이유입니다. 이들은 용융된 합금이 흐를 수 있는 이상적인 경로를 만들기 때문입니다.
최종 단계: 냉각 및 마무리
부품이 안전하게 실온으로 돌아가고 품질 표준을 충족하는지 확인될 때까지 공정이 완료되지 않습니다.
제어된 냉각 및 응고
어셈블리는 느리고 균일하게 냉각되어야 합니다. 이는 응고 및 수축 시 접합부에 균열이 생기거나 부품이 변형될 수 있는 내부 열 응력을 최소화합니다.
세척 및 브레이징 후 검사
냉각 후, 남아 있는 플럭스 잔류물은 부식성이 있을 수 있으므로 제거해야 합니다. 완성된 접합부는 필러 금속이 접합부를 완전히 관통했는지, 공극이나 결함이 없는지 확인하기 위해 철저히 검사됩니다.
응용 분야에 따라 가공 또는 표면 마감과 같은 추가적인 브레이징 후 처리가 필요할 수 있습니다.
주요 변수 및 일반적인 함정
단계는 간단하지만 성공은 몇 가지 중요한 요소를 제어하는 데 달려 있습니다. 이 중 하나라도 잘못 관리하면 접합부 실패로 이어질 수 있습니다.
과열의 위험
어셈블리를 필러 금속의 녹는점보다 훨씬 높게 가열하면 기본 금속이 손상되거나 녹을 수 있습니다. 또한 필러 금속의 특성을 저하시켜 약하고 부서지기 쉬운 접합부를 초래할 수 있습니다.
부적절한 세척의 영향
이것은 브레이징 실패의 가장 흔한 원인입니다. 표면이 완벽하게 깨끗하지 않으면 필러 금속이 기본 금속을 "적시지" 않아 흐르는 대신 뭉쳐서 공극을 만들고 결합 형성을 방해합니다.
프로세스 제어가 필수적인 이유
가열 속도, 온도 유지 시간 및 냉각 속도와 같은 요소는 제안이 아니라 중요한 공정 매개변수입니다. 일관되고 고품질의 결과를 얻으려면 사용 중인 특정 합금, 부품 형상 및 용광로에 맞게 최적화되어야 합니다.
목표에 맞는 올바른 선택
각 단계에 중점을 두는 정도는 원하는 결과에 따라 달라집니다.
- 최대 접합 강도에 중점을 두는 경우: 모세관 충진을 완전히 보장하기 위해 세심한 표면 세척과 정확한 설계된 접합부 간격 확보를 우선시하십시오.
- 부품 변형 방지에 중점을 두는 경우: 내부 열 응력을 최소화하기 위해 균일한 가열과 느리고 제어된 냉각 주기에 집중하십시오.
- 대량 생산에 중점을 두는 경우: 세척, 플럭스 도포 및 조립 단계를 자동화하여 부품 간의 절대적인 일관성을 보장하십시오.
궁극적으로 성공적인 브레이징은 각 단계가 다음 단계의 성공을 직접적으로 가능하게 하는 시스템입니다.
요약표:
| 단계 | 주요 조치 | 목적 |
|---|---|---|
| 1. 준비 | 표면 세척, 접합부 간격 설정 | 모세관 현상 및 접합 활성화 |
| 2. 플럭스 도포 | 플럭스 도포(필요시) | 가열 중 산화 방지 |
| 3. 조립 및 가열 | 부품 고정, 균일하게 가열 | 기본 금속 변형 없이 필러 금속 용융 |
| 4. 냉각 및 검사 | 천천히 냉각, 접합부 검사 | 무결성 및 마감 품질 보장 |
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