구리 브레이징로의 이상적인 온도는 단일 숫자가 아닙니다. 이는 전적으로 사용하려는 특정 브레이징 충전재(합금)에 의해 결정됩니다. 용광로는 충전재의 액상선(완전히 액체 상태) 온도보다 안전하게 높지만 구리 모재의 녹는점보다는 훨씬 낮은 온도로 설정되어야 합니다. 일반적인 구리-인 합금의 경우, 이는 일반적으로 1500°F ~ 1650°F (815°C ~ 900°C) 범위에 해당합니다.
브레이징의 기본 원리는 접합할 부품이 아닌 충전재를 녹이는 것입니다. 따라서 항상 특정 브레이징 합금의 기술 데이터시트를 참조하고, 적절한 유동성을 보장하기 위해 명시된 액상선 온도보다 50-100°F (30-55°C) 높게 용광로 온도를 설정해야 합니다.
충전재가 온도를 결정하는 이유
성공적인 브레이징은 충전재가 완전히 액체가 되어 모세관 현상을 통해 접합부로 유입될 수 있도록 하는 데 달려 있습니다. 구리 자체의 특성이 아닌 이 충전재의 특성이 용광로 설정의 제어 요소입니다.
액상선 대 고상선 이해
모든 브레이징 합금은 두 가지 온도로 정의되는 용융 범위를 가집니다. 고상선은 합금이 녹기 시작하는 온도이며, 액상선은 완전히 액체가 되는 온도입니다.
충전재가 자유롭게 흐르고 강한 결합을 생성하려면 전체 접합 영역이 액상선 온도 이상으로 가열되어야 합니다.
모세관 현상의 역할
모세관 현상은 용융된 충전재를 두 구리 부품 사이의 좁은 공간으로 끌어들이는 힘입니다. 이 현상은 충전재가 완전히 액체 상태이고 유동적일 때만 효과적으로 작동합니다.
용광로 온도가 너무 낮으면(액상선 미만) 충전재가 끈적하고 두꺼워져 접합부를 완전히 채우지 못하고 빈 공간이 있는 약한 연결을 초래합니다.
일반적인 구리 브레이징 합금
서로 다른 합금은 서로 다른 액상선 온도를 가집니다. 구리-구리 접합의 경우, 인이 플럭스제로 작용하여 별도의 플럭스가 필요 없기 때문에 BCuP(구리-인) 합금이 매우 일반적입니다.
구리를 강철이나 황동과 같은 다른 금속에 접합할 때는 BAg(은 기반) 합금이 사용되며, 이들의 온도 요구 사항은 크게 다를 것입니다. 항상 합금의 사양을 확인하십시오.
용광로 설정: 단순한 숫자 이상
올바른 온도를 달성하는 것은 과정의 일부일 뿐입니다. 성공적인 용광로 브레이징을 위해서는 여러 다른 요소들을 제어하는 것이 중요합니다.
제어된 분위기의 중요성
구리를 대기 중에서 브레이징 온도로 가열하면 심한 표면 산화가 발생합니다. 이 산화층은 충전재가 구리 표면을 "적시는" 것을 방해하여 결합을 불가능하게 만듭니다.
용광로 브레이징은 산소를 제거하고 가열 및 냉각 주기 동안 부품을 깨끗하게 유지하기 위해 보호 분위기(예: 질소, 수소 또는 해리 암모니아)에서 수행되어야 합니다.
침지 시간 및 열 질량
용광로의 온도 표시는 공기의 온도를 나타내며, 부품의 온도가 아닙니다. 부품 자체, 특히 두껍거나 무거운 경우 열을 흡수하는 데 시간이 필요합니다.
이 기간을 침지 시간이라고 합니다. 즉, 부품이 브레이징 온도에서 유지되는 시간입니다. 열 질량이 큰 부품의 경우, 충전재가 흐르는 데 필요한 온도를 접합 영역이 도달하도록 더 긴 침지 시간이 필요합니다.
위험 및 절충점 이해
용광로 온도를 어느 방향으로든 잘못 설정하면 접합 실패로 이어집니다.
과열의 위험
온도를 너무 높게 설정하면 에너지가 낭비되고 위험이 발생합니다. 과도한 열은 구리에 결정립 성장을 유발하여 접합부 근처의 금속을 취약하고 약하게 만들 수 있습니다.
극단적인 경우, 구리 자체의 녹는점(1984°F / 1085°C)에 가까워져 부품이 파손될 수 있습니다.
저온 가열의 문제
저온 가열은 불량한 브레이징 접합의 가장 흔한 원인입니다. 용광로 온도가 충전재의 액상선에 너무 가깝거나 그 미만이면 합금이 제대로 흐르지 않습니다.
이는 불완전한 충전을 초래하여 틈새와 빈 공간을 남기게 되며, 이는 최종 연결의 강도와 무결성을 심각하게 손상시킵니다.
귀하의 응용 분야에 적합한 선택
선택한 충전재의 특성을 용광로 설정의 결정적인 지침으로 사용하십시오.
- 주요 초점이 구리-구리 접합인 경우: BCuP 합금을 사용하고 있을 가능성이 높습니다. 용광로를 합금의 지정된 액상선 온도보다 50-100°F (30-55°C) 높게 설정하여 공정 창을 1500-1650°F (815-900°C) 범위로 맞추십시오.
- 주요 초점이 구리를 다른 금속에 브레이징하는 경우: 다른 합금, 아마도 BAg(은) 합금이 필요할 것입니다. BCuP 합금과는 다른 온도 범위가 필요하므로 해당 데이터시트를 참조해야 합니다.
- 일관성 없는 결과가 발생하는 경우: 먼저 용광로가 보정되어 균일한 열을 제공하는지 확인하십시오. 둘째, 보호 분위기가 순수하고 브레이징 주기 전과 도중에 부품 표면의 산화를 효과적으로 방지하는지 확인하십시오.
용광로 온도와 분위기를 마스터하는 것은 일관되게 강하고 신뢰할 수 있는 브레이징 접합을 생성하기 위한 중요한 첫 단계입니다.
요약표:
| 주요 요소 | 일반적인 범위/요구 사항 | 중요 고려 사항 |
|---|---|---|
| 충전재 유형 | BCuP (구리-인) 또는 BAg (은) | 기본 온도를 결정합니다. 항상 합금 데이터시트를 확인하십시오. |
| 액상선 온도 | 합금의 액상선보다 50-100°F (30-55°C) 높게 | 모세관 현상을 통한 적절한 충전재 흐름을 보장합니다. |
| 일반적인 BCuP 합금 범위 | 1500°F ~ 1650°F (815°C ~ 900°C) | 구리-구리 접합에 이상적입니다. 인이 플럭스 역할을 합니다. |
| 분위기 제어 | 질소, 수소 또는 해리 암모니아 | 적절한 습윤 및 접합을 위해 산화를 방지합니다. |
| 침지 시간 | 부품의 열 질량에 따라 다름 | 전체 접합부가 목표 온도에 도달하도록 보장합니다. |
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