원칙적으로 브레이징은 거의 모든 금속을 접합하는 데 사용될 수 있습니다. 호환 가능한 재료의 광범위한 목록에는 연강, 스테인리스강, 주철과 같은 일반적인 철금속과 구리, 황동, 청동, 니켈, 알루미늄, 티타늄, 마그네슘과 같은 비철금속이 포함됩니다. 이 공정은 금속과 세라믹을 접합하는 데에도 효과적입니다.
브레이징의 성공은 선택하는 특정 금속보다는 올바른 과학적 조건이 충족되는지 확인하는 데 더 달려 있습니다. 핵심은 용가재가 기본 재료에 "젖어" 접합될 수 있는 표면을 만드는 것이며, 이 과정은 표면 산화물을 완전히 제거해야 합니다.
기본 원리: '젖은' 표면 만들기
브레이징은 모세관 현상을 통해 용융된 용가재를 접합부로 끌어들여 작동합니다. 이를 위해서는 용가재가 접합될 부품의 표면 위로 자유롭게 흘러야 하는데, 이를 젖음(wetting) 현상이라고 합니다.
젖음이란 무엇인가요?
젖음을 완벽하게 깨끗한 유리창에 물이 퍼지는 것에 비유해 보세요. 액체가 고르게 흐르고 전체 표면에 달라붙습니다. 브레이징에서는 용융된 용가재가 이런 식으로 작동하여 냉각되면서 연속적이고 강력한 접합을 형성해야 합니다.
브레이징의 적: 표면 산화물
거의 모든 금속은 공기와 반응하여 표면에 얇고 보이지 않는 산화물 층을 형성합니다. 이 산화물 층은 장벽 역할을 하여 용가재가 순수한 기본 금속과 직접 접촉하는 것을 방해하고 젖음을 완전히 억제합니다. 이는 먼지 낀 표면에 접착제를 바르려는 것과 같으며, 접착력이 약하고 신뢰할 수 없을 것입니다.
산화물 제거를 위한 두 가지 방법
강력한 브레이징을 보장하려면 이 산화물 층을 제거하고 가열 과정에서 재형성되는 것을 방지해야 합니다. 이는 다음 두 가지 방법 중 하나로 달성됩니다.
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플럭스: 가열 전에 접합부에 도포되는 화학 화합물입니다. 플럭스는 녹아서 산화물을 용해하고 공기로부터 접합부를 보호하여 용가재가 깨끗한 표면을 적실 수 있도록 합니다.
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제어된 분위기: 로 브레이징에서는 공기가 특정 가스 혼합물로 대체된 챔버에서 부품을 가열합니다. 이 분위기는 산화물을 화학적으로 환원시키거나 불활성이어서 애초에 산화물이 형성되는 것을 방지합니다.
브레이징 가능한 금속에 대한 실용 가이드
올바른 공정 제어를 통해 브레이징의 다용성은 놀랍습니다. 호환 가능한 재료는 몇 가지 주요 범주로 그룹화할 수 있습니다.
철금속 (철 기반)
이들은 가장 일반적으로 브레이징되는 재료 중 하나입니다. 목록은 다음과 같습니다.
- 탄소강 및 합금강
- 스테인리스강
- 주철
비철금속
브레이징은 광범위한 비철금속 및 그 합금에 매우 효과적입니다.
- 구리
- 황동 (구리-아연 합금)
- 청동 (구리-주석 합금)
- 니켈 및 니켈 기반 합금
- 알루미늄
고급 및 특수 재료
브레이징의 정밀도는 더 어렵거나 특수한 재료에도 사용될 수 있도록 합니다.
- 티타늄
- 마그네슘
- 세라믹 (금속에 브레이징할 때)
절충점 이해: 기본 금속 대 용가재
흔한 혼란의 한 가지는 접합되는 금속(기본 금속)과 접합에 사용되는 합금(용가재)의 구별입니다. 용가재의 선택은 기본 금속만큼이나 중요합니다.
용가재의 역할
용가재는 기본 금속보다 낮은 온도에서 녹도록 설계되었습니다. 일반적인 용가재 합금에는 은, 구리, 아연, 니켈, 팔라듐의 조합이 포함됩니다. 이는 접합되는 부품이 절대 녹지 않도록 하여 원래의 모양과 강도를 보존합니다.
기본 금속에 맞는 용가재
어떤 작업에든 아무 용가재나 사용할 수는 없습니다. 용가재는 특정 기본 금속과의 호환성을 위해 설계되었습니다. 예를 들어, 일부 용가재는 스테인리스강의 탄력 있는 산화물과 함께 작동하도록 설계되었고, 다른 용가재는 구리 합금 접합용으로 제조되었습니다.
이종 금속 접합의 장점
브레이징의 가장 큰 장점 중 하나는 구리와 강철 또는 스테인리스강과 황동처럼 다른 종류의 금속을 접합할 수 있다는 것입니다. 기본 금속이 녹지 않기 때문에 야금학적 비호환성 문제는 종종 우회되어 독특하고 복잡한 조립이 가능합니다.
목표에 맞는 올바른 선택
이 지식을 적용하려면 접합하려는 특정 재료를 고려하십시오.
- 주요 초점이 일반 강철 또는 구리 합금 접합인 경우: 이는 표준 플럭스와 은 또는 구리 기반 용가재가 탁월한 결과를 낼 수 있는 간단한 응용 분야입니다.
- 주요 초점이 알루미늄 또는 스테인리스강 접합인 경우: 이 재료의 견고한 산화물 층을 위해 특별히 설계된 플럭스를 선택하거나 최고 품질을 위해 제어된 분위기 브레이징을 고려해야 합니다.
- 주요 초점이 이종 또는 특수 금속 접합인 경우: 브레이징은 이상적인 후보이지만, 성공을 위해서는 관련된 모든 기본 재료와 화학적으로 호환되는 용가재를 선택하기 위한 신중한 연구가 필요합니다.
궁극적으로 문제는 금속을 브레이징할 수 있는지 여부가 아니라 성공적인 접합을 위해 어떻게 준비해야 하는지입니다.
요약표:
| 금속 범주 | 일반적인 예시 | 주요 고려 사항 |
|---|---|---|
| 철금속 | 연강, 스테인리스강, 주철 | 적절한 용가재를 사용한 표준 공정. |
| 비철금속 | 구리, 황동, 청동, 니켈, 알루미늄 | 견고한 산화물(예: 알루미늄)에는 특정 플럭스가 필요합니다. |
| 고급 재료 | 티타늄, 마그네슘, 세라믹 | 종종 특수 용가재 및 제어된 분위기가 필요합니다. |
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