경납땜은 접합되는 금속이 아닌 특수 필러 금속에 의존합니다. 이러한 필러 금속의 가장 일반적인 계열은 알루미늄-실리콘, 구리(황동 및 청동과 같은), 은 및 니켈을 기반으로 하는 합금입니다. 특정 합금은 접합하는 재료와 최종 부품의 성능 요구 사항에 따라 선택됩니다.
올바른 경납땜 금속을 선택하는 것은 단 하나의 "최고의" 옵션을 찾는 것이 아닙니다. 이는 기본 금속과 화학적으로 호환되고 부품 자체를 녹이지 않고 접합할 수 있을 만큼 녹는점이 낮은 필러 합금을 선택하는 것입니다.
핵심 원리: 녹는점 및 호환성
경납땜의 기본 규칙은 필러 금속의 녹는점이 접합되는 기본 금속보다 낮아야 한다는 것입니다. 이 과정은 조립품을 필러는 녹지만 부품은 녹지 않는 온도까지 가열하는 것을 포함합니다.
"습윤(Wetting)" 이해하기
효과적인 경납땜을 위해서는 용융된 필러 금속이 기본 금속의 표면을 "적셔야" 합니다. 이는 필러가 자유롭게 흐르고 모세관 현상을 통해 부품 사이의 좁은 틈으로 빨려 들어가 냉각 시 강력하고 연속적인 결합을 형성해야 함을 의미합니다.
기본 금속이 필러를 결정합니다
강철, 구리 또는 알루미늄과 같이 접합하려는 재료는 필러 선택에서 가장 중요한 요소입니다. 알루미늄 필러는 강철에 제대로 접합되지 않으며, 구리 필러는 알루미늄 부품을 녹일 것입니다.
일반적인 경납땜 필러 금속 계열
수많은 특정 합금이 존재하지만, 일반적으로 몇 가지 주요 범주로 나뉘며, 각 범주는 서로 다른 응용 분야 및 기본 금속에 적합합니다.
알루미늄-실리콘 합금
이 합금은 알루미늄 및 그 합금의 경납땜에 거의 독점적으로 사용됩니다. 특정 조성은 경납땜 공정에 따라 달라질 수 있습니다. 예를 들어, 일부 합금은 진공로에서 알루미늄 산화물을 제거하는 데 도움이 되는 마그네슘을 포함하는 반면, 다른 합금은 화학 플럭스와 함께 사용하도록 설계되었습니다.
구리 기반 합금
이것은 매우 광범위하고 널리 사용되는 범주입니다. 구리-아연(황동) 및 구리-주석(청동)과 같은 합금은 업계의 주력 제품입니다. 이들은 탄소강, 스테인리스강, 주철 및 구리 자체를 접합하는 데 탁월합니다. 우수한 강도, 내식성 및 높은 전기 및 열 전도성을 제공합니다.
은 합금
종종 "은땜(silver solder)"이라고 불리지만(기술적으로는 부정확함), 은 기반 경납땜 합금은 다용도성으로 높이 평가됩니다. 우수한 흐름 특성을 가지며 구리 대 강철과 같이 서로 다른 금속을 광범위하게 접합할 수 있습니다.
니켈 및 금 합금
이 합금은 고성능 응용 분야를 위해 예약되어 있습니다. 니켈 합금은 높은 온도에서 뛰어난 강도와 내식성을 제공하므로 항공 우주 및 산업용 터빈 부품에 적합합니다. 금 기반 합금은 우수한 내식성을 제공하며 특수 전자 또는 의료 기기에 사용됩니다.
상충 관계 이해: 주요 선택 기준
필러 금속을 선택하는 것은 최종 제품 목표에 대해 여러 기술적 요구 사항의 균형을 맞추는 것을 포함합니다.
열적 특성
필러의 녹는점은 정확한 범위 내에 있어야 합니다. 기본 금속을 손상시키지 않을 만큼 낮아야 하지만, 최종 접합부가 서비스 온도에서 충분한 강도를 갖도록 할 만큼 높아야 합니다. 또한, 필러의 열팽창 계수는 부품이 냉각될 때 내부 응력과 균열을 방지하기 위해 기본 금속의 계수와 가까워야 합니다.
기계적 및 화학적 특성
최종 경납땜 접합부는 제품의 요구 사항을 충족해야 합니다. 높은 응력을 받을까요? 특정 화학 물질에 저항해야 할까요? 전기를 전도해야 할까요? 필러 금속은 조립품의 영구적인 부분이므로 요구되는 강도, 내식성 또는 전도성을 가져야 합니다.
공정 및 형태 계수
필러 금속은 와이어, 스트립, 포일, 페이스트 및 사전 성형 링을 포함한 다양한 형태로 제공됩니다. 형태 계수의 선택은 접합부 설계 및 제조 공정(예: 자동화된로 경납땜 대 수동 토치 경납땜)에 따라 달라집니다.
응용 분야에 맞는 올바른 선택
최종 선택은 재료와 최종 목표의 직접적인 함수입니다.
- 알루미늄 부품 접합에 중점을 두는 경우: 특정 경납땜 공정(예: 진공 대 플럭스)에 적합한 조성을 갖춘 알루미늄-실리콘 필러 합금을 사용하십시오.
- 강철, 구리 또는 주철 접합에 중점을 두는 경우: 황동과 같은 구리 기반 합금은 좋은 강도와 전도성을 제공하는 다용도적이고 비용 효율적인 선택입니다.
- 서로 다른 금속(예: 강철 대 구리) 접합에 중점을 두는 경우: 은 기반 경납땜 합금은 서로 다른 재료에 걸친 우수한 습윤 특성으로 인해 종종 이상적인 솔루션입니다.
- 고온 성능 또는 극한의 내식성에 중점을 두는 경우: 이러한 까다로운 환경을 위해 특별히 설계된 니켈 또는 귀금속 기반 합금을 조사하십시오.
궁극적으로 올바른 필러 금속을 선택하는 것은 최종 조립품의 강도, 내구성 및 성능을 직접적으로 결정하는 중요한 엔지니어링 결정입니다.
요약표:
| 필러 금속 계열 | 주요 접합 기본 금속 | 주요 특성 |
|---|---|---|
| 알루미늄-실리콘 | 알루미늄 합금 | 알루미늄용으로 설계됨; 특정 공정(진공/플럭스) 필요 |
| 구리 기반(황동, 청동) | 강철, 구리, 주철 | 비용 효율적; 우수한 강도 및 전도성 |
| 은 합금 | 서로 다른 금속(예: 강철 대 구리) | 우수한 흐름; 다양한 재료에 다용도 |
| 니켈/금 합금 | 고온/부식성 환경 | 최대 강도 및 내식성; 까다로운 응용 분야용 |
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