기술적으로 브레이징에 단일 상한 온도 한계는 없습니다. 대신, 브레이징은 450°C(840°F)라는 하한 온도로 정의됩니다. 실제 사용되는 온도는 특정 용가재에 의해 결정되며, 실질적인 상한선은 항상 접합하는 모재의 녹는점에 의해 설정됩니다.
브레이징에서 중요한 온도는 단일 숫자가 아니라 신중하게 제어되는 범위입니다. 용가재의 녹는점보다는 높고 모재의 녹는점보다는 안전하게 낮게 작동해야 합니다. 이 기본 원칙이 공정을 정의하고 납땜 및 용접과 구별하는 요소입니다.
구분선: 브레이징 대 납땜 대 용접
브레이징의 온도 한계를 이해하려면 먼저 다른 접합 공정 내에서 그 위치를 이해해야 합니다. 온도가 주요 차이점입니다.
450°C(840°F) 임계값
미국용접협회(American Welding Society)는 용가재가 450°C(840°F) 이상에서 녹고 흐르도록 하여 재료를 접합하는 모든 공정을 브레이징으로 공식적으로 정의합니다.
이 온도 이하에서 발생하는 유사한 모든 공정은 납땜(Soldering)으로 정의됩니다. 이 단일 온도는 두 공정을 구분하는 전 세계적으로 인정되는 경계선입니다.
브레이징의 핵심 원리: 모세관 현상
적절한 브레이징 작업에서는 용가재만 녹습니다. 접합되는 모재는 가열되지만 녹는점에 도달하지는 않습니다.
녹은 용가재는 모세관 현상(capillary action)이라는 현상을 통해 틈이 좁은 부품 사이의 간격으로 빨려 들어갑니다. 이로 인해 모재를 융합하지 않고도 강력하고 야금학적으로 결합된 접합부가 형성됩니다.
용접이 다른 이유
대조적으로 용접(Welding)은 모재 자체를, 종종 용가재와 함께 녹여서 단일 연속적인 조각으로 융합하여 작동합니다.
모재를 녹이는 과정이 포함되므로 용접은 주어진 금속에 대해 항상 브레이징보다 훨씬 높은 온도에서 발생합니다.
나만의 브레이징 온도 범위 찾기
"올바른" 브레이징 온도는 하나의 숫자가 아니라 재료에 따라 결정되는 특정 범위입니다.
용가재의 역할
모든 브레이징 용가재에는 고상선(solidus, 녹기 시작하는 온도)과 액상선(liquidus, 완전히 액체가 되는 온도)이라는 두 지점으로 정의되는 녹는 범위가 있습니다.
적절한 흐름과 모세관 현상을 보장하려면 모재를 용가재의 액상선 온도 이상으로 가열해야 합니다. 대부분의 용가재의 경우 이는 일반적으로 액상선 온도보다 30-60°C(50-100°F) 높습니다.
모재의 제약 조건
브레이징 온도의 절대적인 상한선은 어셈블리에서 가장 약한 모재의 고상선입니다. 이 온도를 초과하면 부품 자체가 녹기 시작합니다. 이 공정은 브레이징이 아니라 용접이 되거나, 더 정확하게는 실패가 됩니다. 이는 복구할 수 없는 손상, 변형 및 약한 접합부를 초래할 수 있습니다.
실제 "브레이징 범위"
따라서 작업 온도 범위는 용가재의 액상선과 모재의 고상선 사이의 범위입니다. 예를 들어, 강철(약 1370°C에서 녹음)을 은 기반 용가재(액상선 약 650°C)와 접합하면 엄청나게 넓은 작업 범위가 생깁니다. 알루미늄 부품(약 600°C에서 녹음)을 알루미늄-실리콘 용가재(액상선 약 585°C)와 접합하는 경우 극도로 정밀한 온도 제어가 필요합니다.
상충 관계 이해: 열과 그 결과
브레이징의 높은 온도는 모재의 녹는점보다 낮더라도 관리해야 하는 중요한 영향을 미칩니다.
열 영향부(HAZ)
모재의 접합부 근처 영역이 가열되었다가 냉각됩니다. 이 열 사이클은 열 영향부(Heat-Affected Zone, HAZ)를 생성합니다.
HAZ 내에서 금속의 미세 구조 및 기계적 특성(경도 및 강도와 같은)이 변경될 수 있습니다. 이는 열처리되었거나 가공 경화된 합금에 대해 중요한 고려 사항입니다.
변형 및 뒤틀림 위험
금속을 가열하면 팽창하고 냉각되면 수축합니다. 불균일하거나 과도한 가열은 특히 얇거나 복잡한 어셈블리에서 부품을 뒤틀리거나 변형시킬 수 있습니다. 더 낮은 브레이징 온도는 이 위험을 줄입니다.
산화 및 플럭스의 필요성
브레이징 온도에서 대부분의 금속은 공기 중의 산소와 빠르게 반응하여 표면에 산화물을 형성합니다. 이러한 산화물 층은 용가재가 표면에 습윤되어 접합부로 흘러 들어가는 것을 방해합니다.
이것이 가열 주기 동안 접합 영역을 산화로부터 보호하기 위해 브레이징 플럭스 또는 제어된 산소 비활성 분위기(질소 또는 진공과 같은)가 필수적인 이유입니다.
응용 분야에 맞는 올바른 선택
올바른 공정을 선택하려면 접합 요구 사항, 재료 특성 및 열 효과의 균형을 맞춰야 합니다.
- 최대 접합 강도에 중점을 두는 경우(두껍고 유사한 금속): 용접은 모재를 하나의 조각으로 융합하므로 종종 더 나은 선택입니다.
- 이종 금속, 얇은 단면 또는 변형 없이 복잡한 어셈블리를 접합하는 데 중점을 두는 경우: 브레이징의 낮은 온도와 비융합 특성은 상당한 이점을 제공합니다.
- 열에 민감한 전자 장치 또는 표준 구리 배관 접합에 중점을 두는 경우: 납땜이 올바른 공정입니다. 낮은 온도가 부품 및 재료의 손상을 방지하기 때문입니다.
온도 범위를 마스터하는 것이 강력하고 신뢰할 수 있으며 정밀한 브레이징 접합부를 만드는 열쇠입니다.
요약표:
| 브레이징 온도 요인 | 주요 온도 지점 | 설명 |
|---|---|---|
| 하한선 | 450°C (840°F) | 브레이징과 납땜을 구분하는 AWS 공식 정의 |
| 용가재 액상선 | 합금에 따라 다름 | 용가재가 완전히 액체가 되는 온도 |
| 모재 고상선 | 재료에 따라 다름 | 접합 부품이 녹는 것을 방지하기 위한 절대 상한선 |
| 작업 범위 | 액상선과 고상선 사이 | 성공적인 브레이징을 위한 안전한 온도 범위 |
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