브레이징(brazing), 브레이징 종류, 브레이징 방법

브레이징이란?

 

1. 브레이징

 

1) 브레이징 정의

동일한 종류의 금속 또는 이종의 금속을 접합시키려고 할 때, 접합할 모재는 용융시키지 않고 모재보다 용융 점이 낮은 금속 또는 그들의 합금을 용가재로 사용하여 두 모재간의 모세관 현상을 이용하여 금속을 접합하는 방법 

원자 상호간의 거리를 좁혀 원자간의 인력을 이용하여 접착을 함. 브레이징성은 용접 모재인 고체와 땜납인 액체가 어느 만 큼의 친화력을 가지고 서로 접촉될 수 있느냐에 달려있음. 땜납의 용융온도에 따라 솔더링과 브레이징으로 구분됨

 솔더링은 우리가 흔히 아는 납땜으로, 인두로 롤형태로 감긴 솔더를 녹이면서 실시하고, 브레이징은 황동 용접봉 등을 토치로 녹이면서 실시함 

- 솔더링 : 융점이 450도 이하인 용가재 (납 솔더 183도, 무연 솔더 217도) 
- 브레이징 : 융점이 450도 이상인 용가재 (은납, 황동ㄴㅂ, 알루미늄 580도, 구리 735도, 은 745도)

용접과 브레이징의 차이, HRD

 

 

2) 브레이징의 원리 

접합의 난이도는 용해된 떔납재와 고체 상태의 모재 사이의 흡착력 에 따라 결정됨.
흡착력이 좋을수록 쎼타 값이 작아지며(더 착 붙어있음) 90도 이상이 되면 접착을 할 수 없는 것으로 알려져 있음
흡착력은 땜납재의 모재에 대한 접착성을 의미하며, 용융납이 모재의 표면에 넓게 퍼지기 쉬운 것을 흡착성이 양호하다고 하며,흡착성의 적부는 용융납이 모재와 부착되는 정도를 비교한 것임 

① 표면 준비 

모재의 표면을 깨끗이 정리하고 산화물을 제거

 

② 필러 금속 배치

필러 금속(용가재)를 접합될 부분에 배치 

 

③ 가열 

가열하여 필러금속을 용융시키고 모재 사이에 침투하게 함 
주로 토치 등을 이용해 용융시킴 

 

④ 냉각 및 결합

가열을 멈추고 냉각시켜 필러 금속이 응고하면 결합이 완성됨 

 

땜납의 흡착력, 접촉각, HRD

 

3) 브레이징의 특징

• 모재를 융접까지 가열할 필요가 없어 모재의 열적 영향이 적음 
• 모재가 열화되기 어려움 
• 모재보다 녹는점이 낮아 재가열로 쉽게 제거할 수 있음 
• 접착제에 의한 접착과 다르게 전기전도성이 있음 
• 조인트 형상을 고려하여 모재에 필적하는 강도의 조인트 제작이 가능함 

 

4) 브레이징의 구분 

가스브레이징, 노내브레이징, 유도가열브레이징, 저항브레이징, 담금브레이징 등이 있음 

① 가스브레이징 (토치브레이징) 
가스화염을 통한 브레이징, 연료가스는 아세틸렌 혹은 프로판가스일 수 있음. 
쉽게 자동화될 수 있으며 투자비가 적게 드는 장점 

토치 납땜은 플럭스를 사용해야 함 

 

② 유도가열브레이징 

유도에 따른 맴돌이 전류 형성으로 브레이징 (열은 코일에서 공작물로 유도되는고주파 전류/ 급속한 교류에 의해 생성) 

[용접] 고주파 용접 (High Frequency Welding), 제관

 

③ 저항 브레이징

공작물을 포함하는 회로에 흐르는 전류에 대한 저항열로 브레이징  (전기저항열)

전기저항용접(Electric Resistance Welding)

 

④ 노내 브레이징

노 안에서 브레이징 

 

⑤ 담금 브레이징 

가열된 염욕에 침지

 

좌측부터 저항 브레이징, 유도가열브레이징, 노내 브레이징

 

5) 브레이징 로드 재료 (땜납재, 용제(flux))

모재보다 용융점이 더 낮아야하고, 유동성이 좋아야하고, 금속과 친화력이 있어야하고, 표면장력이 적어 모재의 표면에 더 잘 퍼져야하고, 접합강도가 우수해야함, 강인성, 내식성, 내마멸성, 화학적 성질 등이 사용 목적에 적합해야함

브레이징에는 납, 은납, 구리납, 황동납, 청동납, 알루미늄납 등이 있음

① 구리, 구리합금 (황동, 청동) : 구리 인 브레이징 용접봉

② 합금강, 스테인리스강, 니켈합금, 주철, 텅스텐카바이드 : 니켈, 은 브레이징 용접봉 

③ 주철, 아연도금, 니켈 등 : 청동 브레이징 용접봉 

④ 알루미늄 : 알루미늄 브레이징 용접봉 

여러 재질에 대한 브레이징

용제(flux)

용제의 조건 : 모재 산화피막 등의 불순물 제거, 유동성이 좋아야하고 산화를 방지시켜야함. 모재와 친화력이 높고(땜납의 표면 장력을 낮춰줌) 납땜 후 슬래그 제거가 용이해야하며 부식 작용이 최도여야함 

브레이징 용제 : 분말상, 페이스트상, 액상 등이 있으며 붕소 합금 (BAI, BMg, BAq) 등이 많이 사용

 

브레이징 용접봉 중 이렇게 내부에 Flux가 포함되어있는것도 있다

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