정확히 말하자면, 구리를 브레이징하는 단일 온도는 없습니다. 올바른 온도는 사용하는 특정 브레이징 합금(필러 금속)에 따라 완전히 결정되며, 구리에 가장 일반적으로 사용되는 합금은 710°C에서 900°C(1310°F ~ 1650°F) 사이의 온도를 필요로 합니다. 목표는 구리 부품을 필러 합금을 녹일 만큼 충분히 뜨겁게 가열하여 조인트 안으로 흐르게 하는 것입니다.
브레이징의 핵심 원리는 온도가 모재(base metal)가 아닌 필러 금속에 의해 결정된다는 것입니다. 구리를 접합하는 특정 브레이징 합금의 "액상선(liquidus)" 온도보다 최소 25°C(50°F) 이상 높을 정도로만 구리를 가열해야 하며, 이는 구리 자체를 손상시키지 않으면서 적절한 흐름을 보장합니다.
브레이징 온도가 합금에 따라 달라지는 이유
브레이징을 마스터하려면 구리를 녹이는 것이 아님을 이해하는 것이 중요합니다. 구리 부품을 분자 수준에서 함께 접합하는 강력한 접착제 역할을 하는 별도의 필러 금속을 녹이는 것입니다.
필러 금속의 역할
브레이징은 모세관 현상(capillary action)이라는 과정을 통해 작동합니다. 녹은 필러 금속은 두 구리 조각 사이의 좁은 틈으로 빨려 들어가 냉각 및 응고되면 강력하고 기밀인 씰을 만듭니다.
이는 녹아야 하는 것은 필러 금속뿐이며, 이 필러 금속은 접합하는 구리보다 낮은 녹는점을 갖도록 특별히 설계되었다는 것을 의미합니다.
액상선 및 고상선 이해하기
모든 브레이징 합금에는 제조업체가 지정한 두 가지 중요한 온도 지점이 있습니다.
- 고상선(Solidus): 합금이 녹기 시작하는 온도입니다.
- 액상선(Liquidus): 합금이 완전히 액체가 되는 온도입니다.
합금이 적절하게 흐르고 강력한 접합을 형성하려면 액상선 온도를 초과하여 가열해야 합니다.
"액상선보다 25°C 높게" 규칙
조인트를 액상선 온도보다 최소 25°C(50°F) 이상 가열해야 한다는 지침은 매우 중요합니다. 이 약간의 과열은 필러 합금이 완전히 유동성을 갖고 점도가 낮아지도록 보장하여 구리 표면을 적시고 모세관 현상에 의해 조인트 전체로 완전히 끌려 들어가게 합니다.
구리에 사용되는 일반적인 브레이징 합금 범위
선택하는 합금은 접합하는 재료에 따라 달라집니다. 다른 합금은 다른 온도 요구 사항을 가집니다.
인-구리 합금(BCuP)
이들은 구리 대 구리를 접합하는 데 가장 일반적인 합금입니다. 주요 장점은 인(phosphorus)이 플럭스제 역할을 하므로 구리-구리 접합에는 별도의 플럭스가 필요하지 않다는 것입니다.
BCuP-5 합금(은 15%)의 일반적인 예는 브레이징 범위가 705°C ~ 815°C(1300°F ~ 1500°F)입니다.
은 합금(BAg)
이 합금은 구리를 황동, 청동 또는 강철과 같은 다른 금속에 접합하는 데 사용됩니다. 은을 포함하고 있어 흐름성과 연성을 향상시킵니다.
BCuP 합금과 달리 은 합금은 금속을 세척하고 양호한 결합을 보장하기 위해 별도의 플럭스가 필요합니다. 일반적인 BAg 합금의 브레이징 범위는 650°C ~ 760°C(1205°F ~ 1400°F)일 수 있습니다.
피해야 할 일반적인 함정
정확한 온도를 얻는 것은 균형입니다. 너무 많거나 너무 적은 열은 모두 실패한 접합을 초래합니다.
과열의 위험
구리를 합금의 요구 온도보다 훨씬 높게 가열하면 구리 표면에 두껍고 벗겨지기 쉬운 산화물이 생성될 위험이 있습니다. 이러한 산화는 필러 금속이 제대로 결합되는 것을 방해할 수 있습니다. 극단적인 경우에는 구리 부품이 녹거나 손상될 수도 있습니다.
저온 가열의 문제점
합금의 적절한 브레이징 온도에 도달하지 못하는 것이 가장 흔한 실수입니다. 모재가 너무 차가우면 필러 합금이 "뭉쳐서" 흐르지 못합니다. 구리 표면을 적시지 못하여 틈과 공극이 있는 약한 접합이 발생합니다.
균일한 열의 중요성
전체 조인트 영역을 고르게 가열해야 합니다. 한 부분이 뜨겁고 다른 부분이 차가우면 필러 금속은 뜨거운 쪽으로만 흐르게 되어 불완전하고 신뢰할 수 없는 접합이 생성됩니다. 토치를 필러 로드가 아닌 구리 부품에 집중하십시오.
프로젝트에 적합한 온도 결정하기
항상 특정 브레이징 합금에 대한 제조업체의 기술 데이터 시트를 참조하십시오. 그러나 다음 일반적인 지침은 작업에 적합한 재료를 선택하는 데 도움이 될 것입니다.
- 구리 대 구리 접합에 중점을 두는 경우: 인-구리(BCuP) 합금을 선택하고 특정 브레이징 범위를 확인하십시오. 이는 아마도 700°C에서 900°C 사이일 것입니다.
- 구리를 다른 금속에 접합하는 데 중점을 두는 경우: 적절한 플럭스가 있는 은 기반(BAg) 합금을 사용하고 데이터 시트를 참조하여 온도 범위를 확인하십시오. 일반적으로 620°C에서 845°C 사이입니다.
- 합금을 확신할 수 없는 경우: 진행하지 마십시오. 합금을 식별하거나 명확한 기술 데이터 시트가 있는 새 합금을 구매하여 올바른 온도를 사용하고 안전하고 강력한 접합을 만들고 있는지 확인하십시오.
궁극적으로 기술을 선택한 필러 금속의 요구 사항에 맞추는 것이 완벽한 브레이징의 핵심입니다.
요약표:
| 브레이징 합금 유형 | 일반적인 용도 | 일반적인 브레이징 범위 (°C) | 주요 고려 사항 |
|---|---|---|---|
| 인-구리(BCuP) | 구리 대 구리 | 705°C - 815°C | 구리-구리 접합에는 플럭스 불필요 |
| 은 합금(BAg) | 구리 대 기타 금속(예: 강철, 황동) | 650°C - 760°C | 적절한 결합을 위해 별도의 플럭스 필요 |
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