Magnesium - Effects on aluminum Brazeability

 

 

 

⊙ Magnesium - Effects on aluminum Brazeability

- The brazing of aluminum alloys in controlled atmosphere furnaces, requires a filler metal and flux.

- The flux acts by melting, spreading and then dissolving the oxide film. Melting starts at 562°C and is completed at 575°C.

- As soon as the flux melts it starts to dissolve the oxide layer, but the solvating process will continue until the oxide is gone, even if the filler alloy has melted.

- For adding strength and machinability, Mg should added on the filler metal. There is a limit to the amount of Mg tolerated in  Flux brazing. Up to 0.5% Mg can be tolerated in furnace brazing while 

around 1% Mg is tolerable for flame brazing.


⊙ Effect of high amount of magnesium on brazing


- Brazing of magnesium containing aluminum alloys involves chemical reactions between the flux and magnesium and produce K2MgF4 and MgF2. These products are stable and will not react with nor dissolved alumina.

However, The reaction of the flux with Magnesium and the spontaneously formed MgO drives the melting point of the flux upwards, which reduces its activity.

The poisoning effect comes from the magnesium consuming flux by producing stable compounds, this means that the amount of flux available for the oxide removal is substantially reduced, therefore, remaining Al or Mg oxide on the brazing sheet will prevent the surface from wetting and that will results in poor brazed joints.

The efficiency of the flux decreased with increasing amount of Mg. The reason was believed to be the decreasing KAlF4 concentration due to the following reaction: 

        KAlF4 + Mg ‡ KAlF4 + KMgF3 + K3AlF6 ‡ KMgF3 + K3AlF6
 
The melting point of the formed KMgF3 is 1,070°C, which also drives the melting point of flux upwards, thereby decreasing the activity of the flux.

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⊙ 마그네슘 - 알루미늄 브레이징 성에 미치는 영향

- 분위기 제어 용광로에서 알루미늄 합금을 브레이징하려면 용가재와 플럭스가 필요합니다.

- 플럭스는 산화막을 녹이고 퍼뜨린 다음 용해시키는 역할을 합니다. 용융은 562°C에서 시작하여 575°C에서 완료됩니다.

- 플럭스가 녹는 즉시 산화물 층이 용해되기 시작하지만 납재 합금이 녹더라도 산화물이 사라질 때까지 용매화 공정이 계속됩니다.

- 강도 및 가공성 추가를 위해 Mg 추가해야 용가재에 플럭스 브레이징에서 허용되는 Mg의 양에는 한계가 있습니다. 용광로 브레이징에서는 최대 0.5%의 Mg가 허용되며 토치 브레이징에서는 약 1%의 Mg가 허용됩니다.

⊙ 브레이징에 대한 다량의 마그네슘 효과

- 브레이징 은 플럭스와 마그네슘 사이의 화학 반응을 포함하고 K2MgF4 및 MgF2를 생성합니다.
이러한 제품은 안정적이며 용해된 알루미나와 반응하지 않습니다.

그러나 마그네슘과 플럭스의 반응 및 자발적으로 형성된 MgO는 플럭스의 녹는점을 상승시켜 플럭스의 활성을 감소시킵니다.

중독 효과는 안정적인 화합물을 생성하여 플럭스를 소모하는 마그네슘에서 발생합니다. 즉, 산화물 제거에 사용할 수 있는 플럭스의 양이 상당히 감소하므로 브레이징 시트에 남아 있는 Al 또는 Mg 산화물은 표면이 젖는 것을 방지하고 브레이징 조인트가 불량해질 수 있습니다.

플럭스의 효율은 Mg의 양이 증가함에 따라 감소합니다. 그 이유는 다음 반응으로 인해 KAlF4 농도가 감소하기 때문인 것으로 생각됩니다.

 KAlF4 + Mg ‡ KAlF4 + KMgF3 + K3AlF6 ‡ KMgF3 + K3AlF6
 
형성된 KMgF3의 녹는점은 1,070°C이며, 이는 또한 플럭스의 녹는점을 상승시켜 플럭스의 활성을 감소시킵니다.

 

※ 알루미늄 강도를 높이기 위하여 Mg을 사용하지만 Mg 함량에 따라 분위기 및 토치 브레이징에 대한

리크 및 젖음성이 떨어져 브레이징이 접합이 어려울 수 있습니다.

 

따라서 최대 0.5% ~ 1% 안에서 사용해야 하며, Mg 제어할 수 있는 Flux  이외에 기능성 원료를 사용하여야 합니다.