브레이징에서 플럭스 공정이란 무엇인가요? 적절한 플럭스 적용으로 강력하고 깨끗한 금속 접합을 구현하세요

모든 브레이징 작업에서, 플럭스는 가열 전에 접합부에 적용되는 화학적으로 활성인 화합물입니다. 이는 브레이징 충전 금속보다 낮은 온도에서 녹아, 고집스러운 표면 산화물을 제거하는 강력한 세척제 역할을 합니다. 이러한 화학적 세척 작용은 용융된 충전 금속이 모재를 적시고, 모세관 현상을 통해 접합부로 흘러 들어가 강력하고 연속적인 결합을 형성하는 데 필수적입니다.

브레이징 플럭스의 핵심 목적은 단순히 접합부를 세척하는 것이 아니라, 근본적인 화학적 문제를 해결하는 것입니다. 즉, 산화층이 있는 곳에서는 금속이 결합되지 않습니다. 화학 플럭스를 사용하든 제어된 분위기를 사용하든, 이러한 산화물을 제거하고 방지하는 것이 성공적인 브레이징 접합을 만드는 데 있어 필수적인 첫 단계입니다.

브레이징 플럭스의 중요한 기능

브레이징 공정을 이해하려면 플럭스가 수행하는 네 가지 뚜렷한 역할을 먼저 이해해야 합니다. 플럭스는 수동적인 재료가 아니라 야금 공정에서 능동적인 참여자입니다.

1. 기존 산화물 제거

거의 모든 금속, 특히 가열될 때 얇고 보이지 않는 산화층으로 덮여 있습니다. 이 층은 장벽 역할을 하여 용융된 충전 금속이 아래의 순수한 모재와 직접 접촉하는 것을 방지합니다. 플럭스의 주요 임무는 이 산화층을 화학적으로 용해하는 것입니다.

2. 새로운 산화물 형성 방지

부품을 브레이징 온도까지 가열하면 산화 속도가 극적으로 증가합니다. 용융된 플럭스 층은 세척된 금속 표면을 주변 대기로부터 보호하여 가열 주기 동안 새로운 손상 산화물이 형성되는 것을 방지합니다.

3. 습윤 촉진

"습윤"은 액체가 고체 표면에 부드럽게 퍼지는 능력입니다. 용융된 충전 금속은 산화된 표면에서 왁스칠된 자동차 위의 물방울처럼 뭉쳐집니다. 플럭스는 화학적으로 깨끗한 표면을 제공함으로써 충전 금속이 모재를 "적시고" 고르게 퍼지도록 합니다.

4. 모세관 현상 촉진

습윤이 달성되면 용융된 충전 금속은 모세관 현상으로 알려진 힘을 통해 접합부의 좁은 틈으로 빨려 들어갈 수 있습니다. 이 힘은 깨끗하고 습윤된 표면에서만 작동하므로, 플럭스는 이 중요한 충전 공정을 가능하게 하는 역할을 합니다.

순서별 브레이징 공정

알루미늄 브레이징의 일반적인 예를 사용하여 이러한 원리가 시간 및 온도 의존적 순서로 어떻게 나타나는지 확인할 수 있습니다.

1단계: 초기 가열

어셈블리가 가열됨에 따라 모재와 그 표면의 고체 산화층은 서로 다른 속도로 팽창합니다. 이러한 차등 팽창은 취성 산화층에 미세 균열을 발생시킵니다.

2단계: 플럭스 활성화

일반적으로 알루미늄의 경우 565-572°C (1049-1062°F)의 특정 온도 범위에서 플럭스가 녹습니다. 플럭스는 충전 금속보다 먼저 액체가 되도록 설계되었습니다. 용융된 플럭스는 즉시 미세 균열로 흘러 들어가 산화층을 용해하는 작업을 시작합니다.

3단계: 충전 금속 액화

온도가 577-600°C (1071-1112°F)까지 더 상승하면 충전 금속이 녹습니다. 이미 용융된 플럭스에 의해 세척되고 보호된 표면으로 흘러 들어가 모재를 적시고 접합부로 완전히 빨려 들어가게 됩니다.

4단계: 냉각 및 응고

냉각되면 충전 금속이 응고되어 영구적인 야금 결합을 형성합니다. 플럭스 또한 응고되어 접합부 위와 주변에 단단하고 유리 같은 잔류물을 남깁니다.

장단점 및 문제점 이해

많은 응용 분야에서 필수적이지만 플럭스 사용에 어려움이 없는 것은 아닙니다. 전문가는 그 이점과 단점을 모두 이해합니다.

플럭스 잔류물의 문제

브레이징 후 응고된 플럭스 잔류물은 무해하지 않습니다. 종종 흡습성(수분을 끌어당김)이며 부식성이 있어 시간이 지남에 따라 접합부 파손으로 이어질 수 있습니다. 이 잔류물은 기계적 또는 화학적 세척을 통해 철저히 제거해야 합니다. 또한, 검사에서 접합부 결함을 숨기거나 후속 도장 또는 도금에 방해가 될 수 있습니다.

화학적 호환성의 중요성

플럭스는 만능 제품이 아닙니다. 플럭스 화학은 모재와 충전 금속 모두와 호환되어야 합니다. 예를 들어, 철 또는 니켈 기반 부품에 인 함유 충전 합금을 사용하면 접합부에 취성 인화물이 생성되어 강도를 심각하게 저하시킬 수 있습니다. 플럭스는 접합되는 특정 재료에 맞게 선택해야 합니다.

대안: 플럭스 없는 브레이징

많은 산업 환경에서는 플럭스가 완전히 제거됩니다. 진공 브레이징 또는 제어 분위기 브레이징과 같은 공정은 환경 자체를 사용하여 산화물 문제를 해결합니다. 진공은 산소를 제거하고, 특정 가스 분위기(예: 수소)는 산화물을 화학적으로 환원하여 플럭스와 그에 따른 세척 없이 깨끗한 표면을 얻을 수 있습니다.

귀하의 응용 분야에 적합한 선택

귀하의 접근 방식은 청결도, 부피 및 재료 호환성에 대한 프로젝트의 특정 요구 사항에 따라 결정되어야 합니다.

• 대량 생산 또는 민감한 전자 제품에 중점을 둔다면: 브레이징 후 세척을 없애고 최대의 접합부 청결도를 보장하기 위해 진공 또는 제어 분위기 브레이징과 같은 플럭스 없는 방법을 고려하십시오.
• 수동 수리 또는 소규모 제작에 중점을 둔다면: 모재, 충전 합금 및 가열 방법(예: 토치 대 용광로)에 특별히 맞는 플럭스를 선택하십시오.
• 접합부 무결성 및 수명에 중점을 둔다면: 작업 완료 후 잠재적으로 부식성 있는 모든 플럭스 잔류물을 제거하기 위해 엄격한 브레이징 후 세척 공정을 구현해야 합니다.

궁극적으로 접합부의 표면 화학을 제어하는 것이 성공적인 브레이징의 핵심이며, 플럭스는 이러한 제어를 달성하기 위한 가장 일반적인 화학 도구입니다.

요약표:

기능	목적	주요 세부 사항
산화물 제거	표면 산화층 용해	충전 금속이 모재를 적시도록 함
산화 방지	가열 중 금속을 대기로부터 보호	접합을 위한 깨끗한 표면 유지
습윤 촉진	충전 금속이 고르게 퍼지도록 함	표면에서 물방울 맺힘 방지
모세관 현상 촉진	용융된 충전 금속을 접합 틈으로 끌어들임	연속적이고 강력한 결합 생성

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