브레이징은 놀랍도록 다재다능한 공정이지만, 근본적으로 접합할 수 없는 금속은 없습니다. 대신, 특정 금속은 표준 기술을 사용하여 브레이징하기에 비실용적이거나 불가능하게 만드는 상당한 문제를 제시합니다. 주요 장애물은 브레이징 온도에 가까운 매우 낮은 녹는점 또는 필러 금속이 접합되는 것을 방해하는 단단하고 안정적인 산화층의 형성입니다.
문제는 어떤 금속을 브레이징 할 수 없는지가 아니라, 낮은 녹는점이나 강한 산화물과 같은 어떤 야금학적 특성이 고도로 전문화된 공정, 플럭스 또는 제어된 분위기 없이는 금속을 브레이징하기 매우 어렵게 만드는가입니다.
브레이징의 핵심 원리
어려움을 이해하려면 먼저 브레이징의 기본 요구 사항을 다시 살펴봐야 합니다. 이 공정은 두 개의 모재 금속을 가열하고 더 낮은 녹는점을 가진 필러 금속을 도입함으로써 작동합니다. 이 필러 금속은 녹아서 모세관 현상에 의해 접합부로 흡수된 다음 응고되어 강력한 야금학적 결합을 만듭니다.
H3: 온도 차이가 핵심입니다
성공적인 브레이징을 위해서는 모재 금속의 녹는점이 필러 금속의 녹는점보다 상당히 높아야 합니다. 이렇게 하면 필러가 완전히 액화되어 접합되는 부품을 녹이거나 손상시키지 않고 적절하게 흐를 수 있습니다.
브레이징 공정에 도전하는 금속
어렵거나 "브레이징할 수 없는" 것으로 간주되는 금속은 일반적으로 두 가지 주요 범주로 나뉩니다.
H3: 낮은 녹는점의 도전
모재 금속의 녹는점이 브레이징 온도 범위(일반적으로 840°F / 450°C 이상)에 너무 가까우면 모재 금속 자체가 녹거나 변형되기 시작합니다.
이것은 납, 주석, 아연과 같은 금속에 대한 표준 브레이징을 사실상 불가능하게 만듭니다. 이러한 재료는 훨씬 낮은 온도의 필러 금속을 사용하는 솔더링에 더 적합합니다.
H3: 내화성 산화물 장벽
많은 유용한 금속은 공기 중의 산소와 즉시 반응하여 표면에 단단하고 안정적이며 자가 치유되는 산화물 층을 형성합니다. 이 산화물 층은 액체 브레이즈 필러가 아래의 순수한 모재 금속과 "젖거나" 접합되는 것을 방지하는 장벽 역할을 합니다.
이러한 문제로 알려진 금속은 다음과 같습니다:
- 알루미늄
- 마그네슘
- 티타늄
- 베릴륨
이들을 종종 반응성 금속이라고 부릅니다. 이들은 브레이징할 수 있지만, 이 산화물 층을 극복해야 하는 공정이 필요하며, 이는 작업을 상당히 복잡하게 만듭니다.
트레이드오프 및 솔루션 이해
까다로운 금속을 브레이징하는 것이 불가능한 것은 아니지만, 비용, 복잡성 및 후처리에서 상당한 트레이드오프를 수반하는 전문 기술이 필요합니다.
H3: 강력한 플럭스
알루미늄과 같은 금속의 경우, 매우 활성적이고 종종 부식성인 플럭스가 필요합니다. 이 화학 물질은 흐르는 필러 금속 바로 앞에서 산화층을 강력하게 제거합니다. 주요 트레이드오프는 향후 부식을 방지하기 위해 브레이징 후 조립품에서 이러한 플럭스 잔류물을 꼼꼼하게 청소해야 한다는 것입니다.
H3: 진공 및 제어된 분위기
티타늄과 같은 극도로 반응성이 높은 금속의 경우, 가장 강력한 플럭스조차도 불충분합니다. 유일하게 신뢰할 수 있는 방법은 진공로 내부에서 브레이징 작업을 수행하는 것입니다. 모든 산소를 제거함으로써 산화층의 형성이 완전히 방지되어 필러 금속이 모재 금속에 직접 접합될 수 있습니다. 이 공정은 매우 깨끗하고 강력한 접합부를 생성하지만, 개방형 브레이징보다 훨씬 비싸고 복잡합니다.
H3: 취성 금속간 화합물의 위험
이종 금속, 특히 반응성 금속을 강철과 같은 일반 합금(예: 알루미늄과 강철)에 브레이징할 때 새로운 문제가 발생할 수 있습니다. 브레이징 온도에서 두 개의 서로 다른 금속이 접합 계면에서 서로 반응하여 단단하고 취성 금속간 화합물을 형성할 수 있습니다. 이러한 화합물은 접합부를 심각하게 약화시켜 응력 하에서 균열이 발생하기 쉽게 만듭니다.
응용 분야에 적합한 선택
위의 문제와 대조적으로, 강철, 스테인리스강, 구리 및 니켈 합금과 같은 금속은 표면 산화물이 표준 플럭스로 쉽게 제거되므로 광범위한 응용 분야에 이상적입니다.
- 단순성과 비용 효율성이 주요 초점이라면: 표준 장비와 플럭스로 쉽게 브레이징할 수 있는 강철, 구리 또는 황동과 같은 일반 모재 금속을 선택하십시오.
- 경량 알루미늄 접합이 주요 초점이라면: 전문 알루미늄 브레이징 합금과 엄격한 브레이징 후 세척 절차가 필요한 고활성 플럭스를 사용할 준비를 하십시오.
- 고성능 티타늄 또는 반응성 금속이 주요 초점이라면: 접합 무결성을 보장하기 위해 진공로 브레이징과 같은 고급 및 고비용 공정을 계획해야 합니다.
궁극적으로, 이러한 재료 문제를 이해하는 것은 브레이징을 단순한 작업에서 정밀한 엔지니어링 공정으로 변화시킵니다.
요약표:
| 금속 범주 | 주요 문제 | 일반적인 예시 |
|---|---|---|
| 낮은 녹는점 금속 | 녹는점이 브레이징 온도에 너무 가까움 | 납, 주석, 아연 |
| 반응성 금속 | 단단하고 안정적인 산화층 형성 | 알루미늄, 티타늄, 마그네슘 |
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