용접 브레이징에는 어떤 재료가 사용되나요? 용가재, 플럭스 및 보호 가이드

"용접 브레이징"이라는 용어는 표준이 아니지만, 용접과 브레이징이라는 두 가지 별개이지만 관련 있는 금속 접합 공정 사이의 일반적인 혼동 영역을 가리킵니다. 핵심적인 차이점은 사용되는 재료와 이들이 접합되는 부품과 상호 작용하는 방식에 있습니다. 브레이징은 모재보다 낮은 온도에서 녹는 용가재를 사용하여 고강도 접착제처럼 접합하는 반면, 용접은 모재 자체를 녹여 서로 융합시키며 종종 호환되는 용가재를 사용합니다.

가장 중요한 차이점은 다음과 같습니다. 브레이징에서는 모재가 녹지 않고 용가재만 녹습니다. 용접에서는 모재의 가장자리를 녹여 융합시켜 하나의 연속적인 조각을 만드는 과정입니다. 이러한 근본적인 차이점은 용가재에서 플럭스, 보호 가스에 이르기까지 관련된 모든 재료의 선택을 결정합니다.

근본적인 차이점: 용융 대 습윤

재료를 이해하는 것은 각 공정의 핵심 메커니즘을 이해하는 것에서 시작됩니다. 이들은 금속을 접합하는 동일한 목표를 근본적으로 다른 방식으로 달성합니다.

용접 작동 방식

용접은 접합부에서 공작물을 녹여 재료를 접합합니다. 모재에서 용융 풀이 형성되고, 이는 냉각되어 강하고 융합된 결합을 형성합니다.

종종 용가재가 이 용융 풀에 추가되어 강도를 높이거나 틈을 채웁니다. 핵심 원리는 용가재가 모재와 야금학적으로 호환되어야 한다는 것입니다. 왜냐하면 이들 모두 액체 상태에서 서로 섞이기 때문입니다.

브레이징 작동 방식

브레이징은 접합되는 모재보다 낮은 녹는점을 가진 용가재를 사용하여 금속을 접합합니다(특히 450°C 또는 842°F 이상). 모재는 가열되지만 절대 녹지 않습니다.

용융된 브레이징 용가재는 모세관 현상이라는 과정을 통해 접합부의 밀착된 표면 사이로 흐릅니다. 이는 금속 접착제처럼 기능하여 모재를 변형시키지 않고 냉각 시 야금학적 결합을 생성합니다.

브레이징에 사용되는 재료

브레이징은 두 가지 핵심 재료, 즉 용가재와 플럭스가 함께 작동하는 데 의존합니다.

브레이징 용가재

브레이징 용가재는 특정 녹는점과 유동 특성을 갖도록 설계된 합금입니다. 일반적인 계열은 다음과 같습니다.

은 합금: 알루미늄과 마그네슘을 제외한 대부분의 철 및 비철 금속 접합에 사용됩니다. 높은 강도와 연성을 제공합니다.
구리 및 구리-인 합금: 주로 구리, 황동 및 청동 접합에 사용됩니다. 인은 구리 대 구리 접합 시 플럭스 역할을 하여 별도의 플럭스가 필요 없습니다.
알루미늄-실리콘 합금: 알루미늄 합금 브레이징에 특별히 사용됩니다. 녹는점은 알루미늄 모재보다 약간 낮습니다.
니켈 합금: 고온 응용 분야 및 스테인리스강 또는 내열 합금 접합에 선택되며, 우수한 강도와 내식성을 제공합니다.

플럭스의 역할

플럭스는 가열하기 전에 접합부에 도포되는 화학 화합물입니다. 그 목적은 표면을 청소하고, 가열 중 산화로부터 보호하며, 용융된 용가재가 모재를 "적시고" 부드럽게 흐르도록 돕는 것입니다. 성공적인 브레이징을 위한 중요한 재료입니다.

용접에 사용되는 재료

용접 재료는 종종 소모품이라고 불리며, 용가재와 많은 공정에서 보호 가스를 포함합니다.

용접 용가재

용접의 주요 규칙은 용가재가 모재와 호환되어야 한다는 것입니다. 강철은 강철 용접봉으로 용접하고 알루미늄은 알루미늄 용접 와이어로 용접합니다.

전극 (스틱): 피복 아크 용접(SMAW)에 사용되며, 플럭스로 코팅된 금속봉입니다. 플럭스는 연소되어 보호 가스를 생성하고 완성된 용접부에 슬래그 층을 형성하여 냉각 시 보호합니다.
와이어 스풀: MIG (GMAW) 및 플럭스 코어 (FCAW) 용접에 사용됩니다. 기계는 이 와이어를 용접 풀에 지속적으로 공급합니다. 일부 와이어는 솔리드이며 별도의 보호 가스가 필요하며, 다른 와이어는 플럭스 코어를 가지고 있습니다.
절단 길이 봉: TIG (GTAW) 용접에 사용됩니다. 이들은 용접공이 용융된 용접 풀에 수동으로 담그는 맨 용가재 봉입니다.

보호 가스

MIG 및 TIG 용접에서 보호 가스는 용접 토치를 통해 공급되는 중요한 재료입니다. 그 유일한 목적은 용융된 용접 풀을 대기 중의 산소, 질소 및 수증기로부터 보호하는 것입니다. 이들이 없으면 용접이 오염되고 약해질 것입니다.

일반적인 보호 가스에는 아르곤, 헬륨, 이산화탄소(CO2) 또는 이러한 가스의 다양한 혼합물이 포함되며, 용접되는 금속과 원하는 성능에 따라 선택됩니다.

장단점 이해하기

이러한 공정 중에서 선택하는 것은 재료와 그 거동에 직접적으로 연결된 공학적 장단점의 문제입니다.

접합 강도 및 온도

용접은 모재를 융합하여 일반적으로 원래 재료만큼 강하거나 더 강하고 매우 높은 온도를 견딜 수 있는 접합부를 만듭니다. 브레이징 접합부의 강도와 온도 한계는 용가재에 의해 결정되며, 이는 본질적으로 모재보다 약하고 녹는점이 낮습니다.

모재에 미치는 영향

용접의 강렬하고 국부적인 열은 열영향부(HAZ)를 생성하여 용접 주변 모재의 경도 및 연성과 같은 기계적 특성을 변경할 수 있습니다. 브레이징은 훨씬 낮은 온도를 사용하여 열을 더 넓게 분산시키고 모재의 열 변형 또는 손상을 최소화합니다.

이종 금속 접합

브레이징은 이종 금속(예: 구리와 강철) 접합에 탁월합니다. 모재가 녹지 않기 때문에 두 금속 모두와 야금학적으로 호환되는 용가재만 찾으면 됩니다. 이종 금속 용접은 호환되지 않는 녹는점, 화학적 조성 및 팽창률로 인해 매우 어렵고 종종 불가능합니다.

공정 복잡성 및 마감

브레이징 접합부는 종종 더 깨끗하고 정밀하며 후처리 연삭이나 마감이 거의 필요하지 않습니다. 용접은 스패터와 거친 비드를 생성할 수 있으며, 미관상 또는 기능적인 이유로 종종 청소가 필요합니다.

올바른 공정을 선택하는 방법

프로젝트의 목표에 따라 어떤 공정과 재료가 올바른 선택인지 결정됩니다.

최대 접합 강도 및 고온 성능이 주요 초점인 경우: 용접을 선택하고 용가재가 모재와 호환되는지 확인하십시오.
이종 금속 접합 또는 열 변형 최소화가 주요 초점인 경우: 브레이징을 선택하고 응용 분야에 적합한 유동 온도와 강도를 가진 용가재를 선택하십시오.
얇고 섬세하거나 열에 민감한 부품 접합이 주요 초점인 경우: 브레이징의 낮은 열 입력은 더 안전하고 제어 가능한 선택입니다.
최소한의 후처리로 깨끗하고 완성된 외관이 주요 초점인 경우: 브레이징은 종종 냉각 직후 사용할 수 있는 깔끔한 접합부를 제공합니다.

이러한 재료의 기능을 이해하면 최종 구성 요소의 무결성, 강도 및 성능을 보장하는 프로세스를 선택할 수 있습니다.

요약표:

공정	주요 재료	주요 기능	주요 특징
브레이징	용가재(예: 은, 구리 합금), 플럭스	모재를 녹이지 않고 모세관 현상을 통해 금속을 접합합니다.	모재는 녹지 않음; 낮은 공정 온도.
용접	용가재(예: 전극, 와이어), 보호 가스(예: 아르곤)	모재를 함께 녹여 융합합니다.	모재가 녹음; 열영향부(HAZ) 생성.