브레이징은 매우 다재다능한 접합 공정입니다. 광범위한 재료를 접합할 수 있습니다. 일반적인 금속(연강, 스테인리스강, 구리, 알루미늄)뿐만 아니라 주철, 니켈 합금, 티타늄과 같은 특수 재료 및 세라믹과 같은 비금속을 접합하는 데 일상적으로 사용됩니다.
브레이징의 진정한 범위는 단순한 재료 목록으로 정의되는 것이 아니라 단일 원칙, 즉 필러 금속이 접합될 표면 위로 "습윤"하고 흐를 수 있는 능력으로 정의됩니다. 깨끗하고 산화물이 없는 표면을 보장할 수 있다면 믿을 수 없을 정도로 다양한 금속, 합금 및 세라믹을 브레이징할 수 있습니다.
기본 원칙: "습윤성" 달성
모든 브레이징 작업의 성공은 한 가지 중요한 요소에 달려 있습니다. 이 요소는 부품 사이에 강력하고 연속적인 결합이 형성될 수 있는지 여부를 결정합니다.
"습윤"이란 무엇입니까?
습윤은 용융된 브레이징 필러 금속이 모재 표면 위로 고르게 흐르고 퍼지는 능력입니다.
유리창 위의 물이라고 생각해 보세요. 깨끗한 표면에서는 물이 얇은 막으로 퍼집니다. 왁스나 기름진 표면에서는 뭉쳐서 퍼지기를 거부합니다. 성공적인 접합을 위해서는 필러 금속이 깨끗한 유리 위의 물처럼 작용해야 합니다.
청결도의 결정적인 역할
우수한 습윤성을 달성하기 위한 첫 번째 단계는 부품이 기계적으로 깨끗한지 확인하는 것입니다.
그리스, 오일, 녹 또는 금속 부스러기(스와프)와 같은 모든 오염 물질은 브레이징 전에 완전히 제거해야 합니다. 이러한 오염 물질은 필러 금속이 모재와 긴밀하게 접촉하는 것을 방해합니다.
보편적인 장벽: 금속 산화물
거의 모든 금속은 공기 중의 산소와 반응하여 표면에 얇고 보이지 않는 산화물 층을 형성합니다.
이 산화물 층은 성공적인 브레이징의 주요 장벽입니다. 이는 유리 위의 왁스 코팅처럼 작용하여 용융된 필러 금속이 아래쪽 모재를 습윤하고 야금학적 결합을 형성하는 것을 방해합니다.
브레이징이 산화물 장벽을 극복하는 방법
전체 브레이징 공정은 기존 산화물 층을 제거하고 가열 주기 동안 다시 형성되는 것을 방지하도록 설계되었습니다. 이는 두 가지 주요 방식으로 수행됩니다.
방법 1: 플럭스 사용
많은 일반적인 응용 분야에서는 플럭스를 사용합니다. 플럭스는 가열 전에 접합 부위에 도포되는 화학 화합물입니다.
부품이 가열됨에 따라 플럭스가 녹고 활성화됩니다. 이는 금속 산화물을 화학적으로 용해하고 접합부 위에 보호막을 형성하여 새로운 산화물이 형성되는 것을 방지하고 필러 금속이 깨끗한 표면을 습윤하도록 합니다.
방법 2: 제어된 분위기 사용
반응성이 높은 재료(티타늄 또는 알루미늄) 또는 대량 생산의 경우 로 브레이징이 사용됩니다.
이 공정은 산소가 없는 특정 분위기 또는 진공으로 채워진 밀폐된 로 내부에서 수행됩니다. 환경에서 산소를 제거함으로써 가열 중에 산화물이 형성되지 않아 화학적 플럭스 없이도 우수한 습윤이 가능합니다. 이는 이국적인 금속 및 내화 금속을 접합하는 데 필수적입니다.
일반적인 함정과 고려 사항
재료 범위는 넓지만 성공하려면 세부 사항에 주의를 기울여야 합니다. 특정 요인이 브레이징 접합의 무결성을 손상시킬 수 있습니다.
서로 다른 재료 브레이징
브레이징의 가장 큰 장점 중 하나는 구리와 강철 또는 금속과 세라믹과 같은 서로 다른 재료를 접합할 수 있다는 것입니다.
모재가 녹지 않기 때문에 용접에 비해 야금학적 비호환성 문제가 크게 줄어듭니다. 핵심은 두 재료 모두와 호환되는 필러 합금을 선택하는 것입니다.
표면 마감의 중요성
매끄럽고 깨끗한 표면이 이상적입니다. 깊은 흠집, 거친 쇼트 블라스팅된 영역 또는 접합부 근처의 기타 불규칙성은 문제를 일으킬 수 있습니다.
이러한 거친 특징은 모세관 작용을 통해 용융된 필러 금속을 의도한 접합 영역 밖으로 끌어내는 심지 역할을 하여 접합부에 필요한 필러가 부족하게 만들 수 있습니다.
호환성이 핵심
거의 모든 재료를 브레이징할 수 있지만 모든 필러 금속이 모든 모재와 작동하는 것은 아닙니다. 브레이즈 합금, 플럭스 및 가열 방법의 선택은 강력하고 신뢰할 수 있는 결합을 보장하기 위해 접합되는 재료와 신중하게 일치해야 합니다.
재료에 맞는 올바른 선택
브레이징 접근 방식은 접합하려는 재료에 의해서만 결정되어야 합니다.
- 일반 금속(강철, 구리, 황동) 접합에 중점을 두는 경우: 올바른 화학적 플럭스를 사용한 표준 토치 브레이징이 종종 가장 효과적이고 접근하기 쉬운 방법입니다.
- 반응성 또는 이국적인 금속(티타늄, 알루미늄, 내화 금속) 접합에 중점을 두는 경우: 치명적인 산화를 방지하기 위해 진공 또는 로 브레이징과 같은 제어된 분위기 공정을 사용해야 합니다.
- 서로 다른 재료(예: 세라믹 대 금속) 접합에 중점을 두는 경우: 성공 여부는 두 가지 다른 표면에서 적절한 습윤을 보장하도록 설계된 특수 브레이즈 합금 및 공정을 선택하는 데 달려 있습니다.
궁극적으로 브레이징의 성공은 재료 목록을 암기하는 것이 아니라 접합부 인터페이스의 조건을 이해하고 제어하는 데 있습니다.
요약표:
| 재료 범주 | 예시 | 주요 고려 사항 |
|---|---|---|
| 일반 금속 | 연강, 스테인리스강, 구리, 황동 | 플럭스를 사용한 표준 토치 브레이징 |
| 반응성/이국적인 금속 | 티타늄, 알루미늄, 니켈 합금 | 제어된 분위기 또는 진공 로 브레이징 |
| 비금속 및 이종 쌍 | 세라믹, 금속 대 세라믹 접합 | 특수 필러 합금 및 표면 준비 |
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