실버 브레이징은 비철 합금 필러를 용융 온도까지 가열하여 모세관 현상에 의해 두 개 이상의 밀착 부품 사이에 분산시키는 접합 공정입니다. 이 공정은 일반적으로 "하드 솔더링" 또는 "실버 솔더링"이라고 하며, 금속 접합에 비용 효율적인 방법을 제공합니다. 특히 접합부가 최대 브레이징 효율을 위해 설계되고 고정구가 위에서 설명한 대로 설계될 때 더욱 그렇습니다. 오늘날 제조되는 많은 제품은 제조 비용을 절감하기 위해 브레이징용으로 재설계될 수 있습니다. 은은 비싸지만 전체 제조 비용에서 차지하는 비중은 작습니다.
은납땜 작업을 성공적으로 수행하려면 접합부 준비 및 세척이 필수적입니다. 접합부에는 필러 금속의 접착을 방해할 수 있는 오일, 그리스 또는 기타 오염 물질이 없어야 합니다. 다음 단계는 적합한 필러 금속을 선택하고 플럭스를 도포하는 것입니다. 플럭스는 남아 있는 오염 물질을 제거하고 필러 금속의 흐름을 촉진하는 역할을 합니다. 특정 상황에서는 납땜 공정 후 플럭스 잔여물을 세척해야 합니다.
실버 브레이징은 1145~1650ºF(618~899ºC)의 용융점을 갖는 봉재를 사용하는 저온 브레이징 공정입니다. 이는 구리 합금 브레이징 용가재보다 상당히 낮습니다. 용융된 용가재는 모재의 얇은 층과 상호 작용하여 냉각되면서 매우 강한 접합부를 형성합니다. 실버 브레이징은 이종 금속 접합에 이상적이며 항공우주, 자동차, 의료 산업에서 자주 사용됩니다.
실버 브레이징이란?
은납땜은 비철 합금인 은을 녹는점까지 가열하여 모세관 현상에 의해 두 개 이상의 부품 사이에 균일하게 분산시키는 접합 공정입니다. 이 공정은 경납땜 또는 은납땜이라고도 하며, 다양한 제품 제조에 널리 사용됩니다.
은 브레이징 공정에서 용가재는 800°F(427°C) 이상의 온도로 가열되어 용융되어 모세관 현상에 의해 접합부로 흘러 들어갑니다. 이후 접합부는 냉각되어 응고되어 부품 사이에 견고하고 내구성 있는 접합부를 형성합니다.
은 브레이징의 주요 장점은 고온과 고압을 견딜 수 있는 견고하고 누출 없는 접합부를 형성한다는 것입니다. 또한, 특히 접합부가 최대 브레이징 효율을 발휘하도록 설계되고 고정구가 적절하게 설계될 경우 금속 접합에 비용 효율적인 방법입니다.
은 브레이징 작업을 성공적으로 수행하려면 여러 단계를 거쳐야 합니다. 이 단계에는 접합부 준비 및 세척, 적절한 용가재 선택, 플럭스 도포, 그리고 최종 브레이징이 포함됩니다. 경우에 따라 브레이징 후 플럭스 잔여물을 세척해야 할 수도 있습니다.
다음 표는 은납땜 작업의 주요 구성 요소를 요약한 것입니다.
| 요소 | 설명 |
|---|---|
| 관절 준비 | 접합할 표면에는 먼지, 기름 및 기타 오염 물질이 없어야 합니다. |
| 필러 메탈 | 필러 메탈은 접합되는 금속과 접합부의 원하는 특성에 따라 선택해야 합니다. |
| 유량 | 플럭스는 산화를 방지하고 필러 메탈의 젖음을 촉진하기 위해 조인트에 적용됩니다. |
| 브레이징 | 조인트를 적절한 온도까지 가열한 후, 필러 메탈을 조인트에 추가합니다. |
전반적으로 은 브레이징은 금속을 접합하는 데 있어 다재다능하고 효과적인 방법이며, 항공우주, 자동차, 배관 등 다양한 산업에서 널리 사용됩니다.
은 브레이징 공정
실버 브레이징은 비철 합금으로 흔히 불리는 필러 메탈을 사용하여 두 개 이상의 밀착된 부품 사이에 강하고 내구성 있는 접합부를 만드는 접합 공정입니다. 이 공정은 필러 메탈을 800°F(275°C) 이상의 용융 온도로 가열하여 모세관 현상에 의해 부품 사이로 흐르도록 합니다. 그 결과 기계적, 전기적으로 모두 안전한 접합부가 형성됩니다.
공동 디자인
은 브레이징 공정의 성공은 접합부 설계에 크게 좌우됩니다. 접합부는 브레이징 효율을 극대화하도록 설계되어야 하며, 이는 접합부 간극을 최소화해야 한다는 것을 의미합니다. 부품 간 거리가 가까울수록 모세관 인력이 강해져 브레이징 공정의 성공률이 높아집니다.
필러 메탈
은 브레이징에 사용되는 필러 금속은 일반적으로 은, 구리, 아연, 카드뮴 또는 기타 비철 금속을 포함하는 합금입니다. 필러 금속의 녹는점은 접합되는 부품의 녹는점보다 낮아야 하지만, 강한 결합을 형성할 만큼 충분히 높아야 합니다. 은 브레이징에 가장 일반적으로 사용되는 필러 금속으로는 은-구리-아연 합금, 은-구리-인 합금, 그리고 은-구리-카드뮴 합금이 있습니다.
유량
플럭스는 은 브레이징 공정의 필수 요소입니다. 산화를 방지하고 필러 금속의 습윤 및 흐름을 촉진하는 데 사용됩니다. 또한, 플럭스는 브레이징 공정을 방해할 수 있는 표면 오염 물질을 제거하는 데에도 도움이 됩니다. 은 브레이징에 가장 일반적으로 사용되는 플럭스로는 붕사, 붕산, 불소계 플럭스가 있습니다.
열원
은 브레이징 공정에 사용되는 열원은 접합 대상 부품의 크기와 용도에 따라 달라질 수 있습니다. 토치 브레이징은 가장 일반적인 방법으로 소형 및 중형 부품에 적합합니다. 화염 브레이징은 토치 브레이징과 유사하지만 더 큰 화염을 사용합니다. 유도 브레이징은 전자기장을 사용하여 접합 대상 부품을 가열합니다. 퍼니스 브레이징은 대형 부품에 사용되며, 제어된 분위기에서 부품을 가열합니다. 적외선 브레이징은 적외선을 사용하여 접합 대상 부품을 가열합니다. 가스/공기 브레이징은 가스 화염을 사용하는 저렴한 방법입니다. 오븐 브레이징은 대형 부품에 사용되며, 오븐에서 부품을 가열합니다.
결론적으로, 은 브레이징 공정은 강철, 스테인리스강, 황동 및 기타 비철 금속을 포함한 다양한 금속을 접합하는 데 있어 신뢰성 있고 효과적인 방법입니다. 적절한 접합 설계를 따르고, 적절한 용가재와 플럭스를 선택하고, 적절한 열원을 사용함으로써 견고하고 내구성 있는 접합을 얻을 수 있습니다.
은 브레이징의 장점
은 브레이징은 다른 접합 방식에 비해 여러 가지 장점을 제공합니다. 주요 장점은 다음과 같습니다.
내식성
은 브레이징 접합부는 내식성이 매우 뛰어나 혹독한 환경에서 사용하기에 이상적입니다. 브레이징에 사용되는 은 합금은 모재와 견고한 결합을 형성하여 부식 방지 장벽을 형성합니다. 이는 접합부가 습기, 화학 물질 또는 기타 부식성 물질에 노출되는 경우 특히 중요합니다.
전기 전도도
은은 우수한 전기 전도체이며, 은 브레이징은 높은 전기 전도도를 유지하는 접합부를 생성합니다. 따라서 은 브레이징은 전자 제품 및 전기 장비와 같이 전기 전도도가 중요한 분야에서 널리 사용됩니다.
입자 구조
은 브레이징은 미세 입자 구조를 가진 접합부를 형성하여 접합부의 기계적 특성을 향상시킬 수 있습니다. 미세 입자 구조는 또한 브레이징 공정 중 균열 및 변형 위험을 줄이는 데 도움이 됩니다.
기계적 성능
은납땜 접합부는 높은 강도와 연성을 갖추고 있어 뛰어난 기계적 성능을 제공합니다. 따라서 항공우주, 자동차, 산업 장비 등 접합부에 높은 응력이나 변형이 가해지는 분야에 이상적입니다.
압력 견고성
은 브레이징은 누출에 대한 저항성이 매우 뛰어나 압력 기밀성이 중요한 용도에 적합합니다. 특히 누출이 시스템 고장으로 이어질 수 있는 냉장 및 공조 시스템과 같은 용도에서 이러한 특성은 매우 중요합니다.
열팽창
은 브레이징은 모재와 유사한 열팽창 특성을 가진 접합부를 형성하여 열응력으로 인한 균열이나 변형 위험을 줄여줍니다. 따라서 은 브레이징은 열팽창 계수가 다른 이종 금속을 접합하는 데 널리 사용됩니다.
전반적으로 은 브레이징은 다른 접합 방법에 비해 다양한 장점을 제공하여 다양한 응용 분야에서 인기 있는 선택이 되고 있습니다.
올바른 은 브레이징 합금 선택
적합한 은 브레이징 합금을 선택할 때는 고려해야 할 몇 가지 요소가 있습니다. 사용 온도, 이종 금속, 그리고 카드뮴 무함유 옵션 등이 모두 중요한 고려 사항입니다.
서비스 온도
은 브레이징 합금을 선택할 때 가장 먼저 고려해야 할 사항 중 하나는 사용 온도입니다. 합금마다 녹는점이 다르고, 따라서 견딜 수 있는 온도도 다릅니다. 예를 들어, 아우프하우저(Aufhauser)의 A-54N 은 브레이징 합금은 아연 함량이 낮아 노 브레이징에 적합하며, 최대 700°F(234°C)까지 고온에서 사용할 수 있습니다. 250°F(114°C)의 넓은 용융 온도 범위를 가지고 있어, 틈새가 균일하지 않을 때 유용합니다.
이종 금속
또 다른 중요한 고려 사항은 이종 금속입니다. 은 브레이징은 이종 금속 접합에 이상적입니다. 하지만 작업에 적합한 브레이징 합금을 선택하는 것이 중요합니다. 구리 합금 브레이징 용가재는 구리와 구리의 접합에 적합하며, 비철 용가재는 비철 모재에 더 적합합니다. 철 모재는 브레이징 합금에 더 높은 은 함량이 필요할 수 있습니다.
카드뮴이 없는 은 브레이징 합금
카드뮴 무함유 은 브레이징 합금은 산화카드뮴 증기와 관련된 건강 및 안전 문제로 인해 점점 더 인기를 얻고 있습니다. 카드뮴 함유 합금을 다룰 때는 증기 흡입을 방지하기 위해 개인 보호 장비를 착용하는 것이 중요합니다. 카드뮴 무함유 은 브레이징 합금은 더 안전한 대안이며 저온 옵션을 포함한 다양한 옵션으로 제공됩니다.
적절한 은 브레이징 합금을 선택할 때는 접합부 설계와 모세관 현상도 고려해야 합니다. 적절한 접합부 설계와 준비는 성공적인 브레이징 작업을 보장하며, 모세관 현상은 접합부 내 용가재의 분포를 보장합니다.
전반적으로, 적절한 은 브레이징 합금을 선택하려면 사용 온도, 이종 금속, 카드뮴 무함유 옵션 등 여러 요소를 신중하게 고려해야 합니다. 이러한 요소를 고려하고 적절한 접합부 준비 및 세척 방법을 준수하면 성공적인 브레이징 작업을 달성할 수 있습니다.
브레이징 후 세척 및 검사
은납땜 후, 접합부의 누출 방지를 위해 납땜 후 세척 및 검사를 수행하는 것이 매우 중요합니다. 이 섹션에서는 성공적인 납땜 후 세척을 위해 필요한 접합부 간격, 세척 및 검사 단계에 대해 설명합니다.
조인트 클리어런스
누수 방지 접합을 위해서는 모세관 현상이 제대로 작동할 수 있도록 접합 간극을 확보해야 합니다. 접합 간극은 접합면 사이의 간격입니다. 이상적인 간극은 0.001인치에서 0.005인치 사이입니다. 간극이 너무 크면 모세관 현상이 제대로 발생하지 않고, 너무 작으면 접합부에 브레이징 재료가 막히게 됩니다.
청소
브레이징 후 세척은 은 브레이징에서 잔류 플럭스를 제거하고 청결을 유지하는 데 필수적인 단계입니다. 잔류 플럭스는 부식성이 있어 시간이 지남에 따라 접합부가 손상될 수 있습니다. 다음 표는 플럭스 종류에 따른 다양한 세척 방법을 요약한 것입니다.
| 플럭스 유형 | 세척 방법 |
|---|---|
| 본질적인 | 뜨거운 물, 증기 또는 용제 세척 |
| 무기물 | 뜨거운 물, 증기 또는 산 세척 |
| 신랄한 | 뜨거운 물, 증기 또는 알칼리 세척 |
세척 후에는 조인트를 뜨거운 물로 깨끗이 헹구고 건조시켜야 합니다. 검사 전에 조인트가 완전히 건조되었는지 확인하는 것이 중요합니다.
점검
세척 후에는 접합부의 적합성, 청결도, 그리고 임계 전이 온도를 검사해야 합니다. 적합성은 접합부의 적절한 정렬을 의미하며, 청결도는 잔류 플럭스 및 기타 오염물이 없는 상태를 의미합니다. 임계 전이 온도는 접합부가 고체에서 액체 상태로 전이하는 온도를 의미합니다.
검사 과정에는 육안 검사와 압력 검사가 포함됩니다. 육안 검사는 접합부에 균열이나 기공과 같은 결함이 없는지 확인해야 합니다. 압력 검사는 접합부가 누출 없이 의도된 압력을 견딜 수 있는지 확인해야 합니다.
결론적으로, 은 브레이징에서 누출 방지 접합부를 확보하기 위해서는 브레이징 후 세척 및 검사가 매우 중요한 단계입니다. 접합부 간극 확보, 세척 및 검사는 브레이징 후 세척의 성공에 필수적입니다.
은 브레이징의 응용 분야
실버 브레이징은 압력 기밀성과 높은 접합 강도를 제공하는 비용 효율적인 금속 접합 작업입니다. 자동차, 산업, 항공우주 등 다양한 산업 분야에서 널리 사용됩니다. 이 섹션에서는 이러한 각 산업 분야에서 실버 브레이징의 적용 사례를 살펴보겠습니다.
자동차
자동차 산업에서 은 브레이징은 초경 공구 인서트, 가공 작업, 스테인리스강 하드웨어에 일반적으로 사용됩니다. 브레이징 접합부는 뛰어난 접합 강도와 내압성을 제공하여 자동차 분야에 이상적입니다. 또한, 은 브레이징은 높은 생산 속도를 제공하여 링이나 와셔와 같은 자동차 부품의 대량 생산에 널리 사용됩니다.
산업
산업 분야에서 은 브레이징은 필러 금속 분배, 비철금속 및 철금속, 그리고 경납땜 등 광범위한 분야에 사용됩니다. 은 브레이징은 특히 녹는점이 서로 다른 이종 금속을 접합할 때 유용합니다. 저온 브레이징 공정은 접합되는 금속이 고온으로 인해 취성이 생기지 않도록 보장합니다. 또한, 은 브레이징 합금의 액상선 온도가 다른 브레이징 합금보다 낮아 브레이징 공정 제어가 용이합니다.
항공우주
항공우주 산업에서 은 브레이징은 높은 접합 강도와 압력 기밀성이 요구되는 분야에 사용됩니다. 또한, 전기 전도성이 요구되는 경우에도 은 브레이징이 선호됩니다. 은 브레이징 합금의 입자 구조 상호작용은 접합부의 우수한 전기 전도성을 보장합니다. 은 브레이징은 알루미늄과 같은 비철 금속과 강철과 같은 철 금속의 접합에도 사용됩니다.
결론적으로, 실버 브레이징은 다양한 산업 분야에서 널리 사용되는 다재다능한 금속 접합 기술입니다. 비용 효율성, 접합 강도, 그리고 뛰어난 압력 기밀성 덕분에 다양한 용도에 이상적인 선택입니다. 자동차, 산업, 항공우주 등 어떤 분야에서든 실버 브레이징은 금속 접합 작업에 탁월한 솔루션을 제공합니다.
