브레이징 프로세스

브레이징 프로세스

 

브레이징은 부품을 840°F이상으로 가열하고 용융 온도가 모재보다 낮은 필러 금속을 도포하여 부품을 접합합니다.

필러 금속은 모세관 인력에 의해 조인트로 흐릅니다.

브레이징에는 여러가지 이점이 있습니다. 이종 금속을 결합할 수 있습니다. 어셈블리는 응력이 없는 상태에서 브레이징 할 수 있으며, 용해 온도가 점진적으로 낮은 필러 금속을 사용하여 복잡한 어셈블리를 여러 단계로 브레이징 할 수 있습니다. 주조 및 가공 금속과 마찬가지로 두께가 다른 재료를 결합할 수 있습니다. 비금속을 코팅하면 금속에 접합할 수 있습니다. 모재에 대한 야금 특성은 심각하게 교란되지 않으며, 브레이징 된 조인트에는 후처리가 거의 또는 전혀 필요하지 않습니다.

브레이징은 일반적으로 토치를 사용하거나 용광로에서 수행됩니다. 다른 방법으로는 딥, 저항 및 유도 브레이징이 있습니다.

토치 브레이징은 브레이징 온도에서 산화되지 않거나 플럭스로 산화되지 않는 재료로 만든 상대적으로 작은 어셈블리와 결합됩니다. 가장 일반적으로 사용되는 필러 금속에는 알루미늄 합금, 실버 베이스 합금 및 구리 아연 합금이 포함됩니다. 보호 대기가 사용되지 않는 한 이 충진재에는 플럭스가 필요합니다. 자기 반사 구리- 인 합금도 사용된다. 토치 브레이징은 공기 중에서 수행되며 가장 일반적인 브레이징 프로세스입니다.

일반적으로 토치 브레이징은 다양한 연료를 사용하는 휴대용 산소 연료 토치로 수행됩니다. 하지만 페이스트, 와이어 또는 심 형태로 사전 적층 된 필러 금속뿐만 아니라 사전 준비된 플럭스(융제)를 사용하는 자동화된 기계도 있습니다. 토치와 기계 브레이징은 일반적으로 0.01~0.25인치 두께의 랩 조인트를 만드는 데 사용됩니다. 조인트는 빠르게 브레이징 할 수 있지만 소재의 두께가 증가함에 따라 속도가 감소합니다.

로 브레이징은 제품이 자가 접착식이거나 사전 조립하여 지그에 넣을 수 있는 경우, 브레이징이 조인트와 접촉할 수 있는 경우, 그리고 부품이 균일한 가열 상태를 유지할 수 있는 경우에 유용합니다. 고로 브레이징은 완전한 브레이징 제작에 적합하며, 고도로 숙련된 작업자가 필요하지 않습니다. 조인트에 미리 도포된 필러 금속이 미리 도포된 사전 주입된 부품은 용해로에서 가열됩니다. 브레이징은 보통 보호 대기가 필요하지만 유동이 있는 공기로에서 수행할 수 있습니다. 필요한 대기 유형은 브레이징 되는 재료와 사용 중인 주입구 금속에 따라 달라집니다.
산화물을 쉽게 환원할 수 있는 기본 금속은 연소된 천연 가스 또는 분해된 암모니아 공기에서 브레이징 할 수 있습니다. 강력한 환원제인 드라이 수소는 대부분의 스테인리스 강과 많은 니켈, 코발트 및 철 합금을 브레이징 하는 데 사용할 수 있다.

상당한 양의 알루미늄 또는 티타늄을 함유하고 있는 내열성, 고강도 합금은 종종 진공에서 브레이징 되어 젖음과 주입 금속의 흐름을 방해하는 산화물의 형성을 방지합니다. 이러한 모재로 제작된 부품은 브레이징 도중 산화를 방지하기 위해 도금할 수 있습니다. 도금된 부품은 진공 또는 제어된 분위기에서 브레이징 할 수 있습니다.

딥 브레이징은 용해된 플럭스(융제)욕조의 온도를 제어할 수 있으므로 알루미늄 어셈블리에 사용됩니다. 용해된 수조는 가열 매체와 플럭스(융제)물질의 역할을 모두 수행합니다. 브레이징 온도에 맞춰 균일한 가열이 신속하게 이루어집니다. 부품은 브레이징 중에 청소, 조립 및 고정 장치에 함께 보관합니다. 부품은 일반적으로 침수 전에 예열되며, 부식을 방지하기 위해 브레이징 후 잔류물을 제거해야 합니다.

생산 속도와 효율성이 우수합니다. 가열 속도가 매우 빠르고 많은 조인트를 한꺼번에 브레이징 할 수 있습니다. 그러나, 몰탈 욕조는 작은(0.005~200인치)와이어, 시트 및 작은 가열식 냄비에 담글 수 있는 피팅에는 사용할 수 없습니다.
저항 브레이징은 접점 홀더에 전기 접점을 브레이징 할 때처럼 작은 부위가 브레이징 되고 조인트 구성 요소의 전기 전도도가 높을 때 사용됩니다. 열은 전류에 대한 조인트 구성 요소의 저항에 의해 생성됩니다. 일반적인 저항 용접 기계가 사용되는 경우가 많습니다. 저항 브레이징은 주변 부품의 과열 없이 국소 부위로 열을 제한해야 하는 특수 조인트에 가장 적합합니다.

유도 브레이징은 금속에 고주파수 전류를 유도하여 공작물을 가열합니다. 이 기술은 전체 어셈블리를 가열해야 할 때 또는 어셈블리의 일부가 열에 의해 부정적인 영향을 받을 때 사용됩니다. 코일에 의해 공작물이 선택적으로 가열되기 때문에 유도 브레이징을 통해 원치 않는 부품 변형이나 풀림을 줄일 수 있습니다. 유도 가열을 통해 조인트가 브레이징 온도에 빠르게 도달할 수 있습니다.

브레이징 가능한 금속:저 탄소 및 저 합금 강철은 은색 또는 구리 기반 필러 금속으로 쉽게 브레이징 됩니다. 니켈 기반 합금은 부식 저항이 더 크거나 접합 강도가 더 높아야 하는 용도로 사용되는 경우가 있습니다.
일부 강철의 경우에는 주입구 금속을 선택할 때 권장되는 열 처리 방법을 고려해야 합니다. 때로는 브레이징과 열 처리가 결합되도록 필러 금속을 선택할 수도 있습니다. 브레이징 도중 저 합금 강철이 과열될 경우 탈탄화 및 입자 성장이 발생할 수 있습니다. 따라서 짧은 브레이징 주기를 사용해야 합니다.

스테인리스 강은 건조한 수소 대기 또는 진공 상태에서 브레이징 할 수 있습니다. 대기 derwoint는 산화 크롬이 형성되는 것을 방지하기 위해 60°F이하로 유지되어야 합니다. 보통의 브레이징 온도에서는 플럭스를 사용할 경우 스테인리스 강을 공기 중에서 토치 브레이징 할 수 있습니다.

오스테 나이트 합금(비가연 AISI200및 300시리즈 스테인리스 강)은 브레이징에 매우 적합합니다. 타입 200스테인리스 강은 은색, 구리 또는 니켈기 필러 금속으로 토치 또는 용해로 용접할 수 있습니다. 1,400°F이상의 고로 브레이징은 일반적으로 건조한 수소 대기에서 수행됩니다. 타입 302및 304와 같이 브레이징 불가능한 등급의 경우 조립을 800~1,500°F의 온도에서 너무 오래 유지하면 입자 경계 내 탄화 수소 침전이 발생할 수 있습니다. 안정화 등급(321,347유형)또는 303L, 316L등의 저탄소 300시리즈 제품을 브레이징 할 때는 이 문제가 발생하지 않습니다.

타입 200스테인리스 강은 수소 대기 중에서 브레이징이 가능하며, 매우 낮은 데보이트를 유지하여 용접성을 저하시키는 망간 산화물의 형성을 방지할 수 있다. 브레이징 중에는 균열을 방지하기 위해 크롬 니켈 합금 강철에 응력을 가해서는 안 됩니다.

일부 실버 기반 합금과 플럭스(융제)로 토치를 용접할 때 페라이트 스테인리스 강이 계면 부식에 문제를 일으킬 수 있습니다. 소량의 니켈이 함유된 실버 기반 필러 금속을 사용하면 이러한 부식을 방지할 수 있습니다.

마텐 자이트계 스테인리스 강은 브레이징이 용이합니다. 브레이징 주기가 필요한 열 처리와 호환되도록 필러 금속을 선택해야 합니다. 이러한 강철은 브레이징 후 또는 브레이징 사이클의 일부로 열 처리되어야 합니다.

침전 강화 스테인리스 강은 합금에 상당한 양의 알루미늄 또는 티타늄이 포함되지 않을 경우 건조한 수소 대기에서 브레이징 할 수 있다. 그렇지 않을 경우 진공 상태에서 브레이징 작업을 수행하거나 조인트 구성 요소의 표면을 전기 도금하여 온도 브레이징 작업을 수행해야 합니다.

알루미늄 합금은 일반적으로 브레이징 할 수 있습니다. 용접 온도가 브레이징 합금보다 약간 높을 뿐이므로 주의해야 합니다. 용해로, 유도 또는 딥-브레이징 장비는 10°F이내의 정확한 제어 장치가 있어야 합니다. 토치 브레이징을 사용할 수 있지만 상당한 작업자의 기술이 필요합니다.

알루미늄 실리콘 필러 금속으로 브레이징 할 수 있는 알루미늄 합금으로는 EC, 1100, 3003, 3004, 5005, 5050, 6061, 6063, 6951이 있습니다. 주조 합금 43,356,406, A612및 C612도 이러한 필러로 브레이징 할 수 있다.

대부분의 2000및 7000시리즈 가공 합금과 많은 주조 합금은 용해 온도가 상용 필러 금속보다 낮기 때문에 브레이징 할 수 없습니다.

망간 함량이 높은 알루미늄 합금(5086,5154,5456)은 젖지 않기 때문에 브레이징이 어렵습니다. 다이 캐스팅을 위한 알루미늄 합금은 브레이징 사이클 열을 받을 때 블리스터가 되기 때문에 브레이징 할 수 없습니다.

알루미늄에 대해 지정된 주의 사항을 적용할 경우 마그네슘 합금을 성공적으로 브레이징 할 수 있습니다. 조인트 간격은 조인트의 오버랩의 양에 따라 최대 0.010인치가 될 수 있지만 0.002인치가 가장 바람직합니다.

토치 또는 딥 브레이징에는 합금 BMg-1이 권장됩니다. 합금 BM-1및 BM-2a는 AZ10A, K1A및 H10A합금에 사용되며, AZ31B및 ZE10A마그네슘 기반 합금은 BM-2a필러 금속으로 브레이징 할 수 있습니다. 모든 경우 부식을 방지하기 위해 플럭스(융제)를 사용하고 브레이징 후 잔류물을 제거해야 합니다.

구리 및 구리 합금은 대부분의 일반적인 브레이징 프로세스에 의해 많은 필러 금속으로 쉽게 브레이징 됩니다. 필러 금속에는 구리-인산, 구리-아연 및 실버-베이스 합금이 포함됩니다. 구리 합금은 보통 제어되지 않는 알루미늄 용해로에서 브레이징을 수행할 때 평활화됩니다. 그러나 구리 선 필러 금속은 구리 선을 브레이징 하는 데 사용할 때 자체적으로 오버레이 됩니다. 브레이징 구리용 조인트 간극은 필러 금속의 조인트 유형 및 흐름 특성에 따라 0.001~0.005인치 범위에 있습니다.

순수 구리, 특히 산소가 없는 등급은 비교적 브레이징이 간단합니다. 산소를 함유한 구리를 소량의 수소가 함유된 환경에서 브레이징 하면 수소 경화가 발생할 수 있습니다. 이러한 이유로 산소를 함유하는 동전은 낮은 용융 지를 사용하여 빠르게 납 땜해야 한다.

실리콘, 인광 및 알루미늄 청동은 응력이 없는 상태에서 브레이징 해야 합니다. 이러한 합금은 젖음과 주입 금속의 흐름을 방해하는 산화물의 형성을 방지하기 위해 특수 플럭스가 필요할 수 있습니다. 구리 니켈 합금은 쉽게 브레이징 할 수 있지만 브레이징 전에 응력을 줄여야 합니다. 구리-인산 필러 금속은 일반적으로 이러한 모재 브레이징에는 권장되지 않지만 90-10Cu-Ni용으로 사용할 수 있습니다. 구리-아연 합금은 어려움 없이 브레이징 할 수 있습니다. 하지만, 놋쇠는 응력 균열에 노출될 수 있고 점차적으로 가열되어야 합니다. 베릴륨-구리 합금은 일부 실버 기반 필러 금속으로 브레이징 할 수 있습니다. 브레이징 범위가 열 처리 사이클에 적합한 필러 금속으로 열을 처리하는 동안 브레이징을 수행해야 합니다.

니켈 합금은 필러 금속의 산화 및 부식 방지 특성이 모재와 동일한 경우 브레이징에 적합한 대부분의 필러 금속으로 브레이징 할 수 있습니다.

고압 합금은 용해된 필러 금속이 있는 경우 응력 부식 균열의 영향을 받습니다. 부품은 브레이징 전에 응력을 줄여야 하며 응력이 없는 상태로 조립해야 합니다.

코발트 기반의 슈퍼 악당들은 쉽게 브레이징 할 수 있습니다. 이 과정은 니켈 기반의 주입구 금속 또는 은, 금 또는 팔라듐을 사용하여 건조한 수소 대기(또는 진공)에서 수행됩니다. 높은 브레이징 온도와 긴 브레이징 주기에 의해 코발트 베이스 합금(및 철 및 니켈 베이스 슈퍼 레일)의 특성이 악영향을 받을 수 있으므로 필러 금속 및 브레이징 주기를 주의 깊게 선택해야 합니다.

철과 니켈 기반의 슈퍼 모델은 니켈 기반의 필러 금속 또는 귀금속을 기반으로 한 필러 금속을 사용하여 진공에서 가장 성공적으로 브레이징 됩니다. 이 합금들은 또한 건조한 수소에서 니켈 도금과 브레이징이 가능하지만, 접합 강도는 일반적으로 진공 브레이징 접합부보다 낮습니다. 이러한 슈퍼 모델을 브레이징 하는 데 사용되는 필러 금속과 사이클은 모재와 필러 금속 사이의 과도한 야금 반응을 방지하기 위해 선택되어야 합니다.

물리적 특성이 현저하게 다른 이종 금속의 브레이징은 적절한 접합 설계, 필러 금속 및 브레이징 주기를 선택하여 최소화할 수 있습니다. 예를 들어 내화성 금속은 연성 필러 금속을 사용하여 강철에 브레이징 할 수 있으며 장력이 아닌 압축 상태를 유지하도록 설계되어 있습니다.

이종 금속의 금속 간 호환성과 관련된 문제는 보다 심각하며 브레이징 중에 발생하는 반응을 철저하게 이해하는 것이 중요합니다. 예를 들어 알루미늄 또는 티타늄은 금속과 금속성으로 호환되지 않는다. 브레이징 중에 발생하는 반응으로 인해 바람직하지 않은 이종 금속 화합물이 생성될 수 있습니다.

필러 금속이 조인트로 흘러 들어가고 플럭스(융제)가 걸리지 않도록 조인트 간격이 관대해야 합니다(0.006~0.025인치).
GeneralElectricCo.에서 개발한 Fluxless알루미늄 브레이징은 비분진 대기에서 마그네슘 작용에 대한 접합 영역의 노출을 포함합니다. 진공 용해로는 일반적으로 사용되지만, 브레이징은 질소 또는 아르곤 대기에서도 수행할 수 있습니다.
마그네슘을 포함한 특수 피복 합금은 다른 형태의 마그네슘을 첨가할 필요가 없다. 수정하지 않고 마그네슘 브레이징을 포함하는 특정 알루미늄 합금. 플럭스(융제)가 사용되지 않기 때문에 공기 및 수질 오염 문제가 제거되고 헹굼 주기가 완전히 제거되어 물이 보존됩니다.