브레이징의 원리 (젖음성, 모세관 현상)

Brazing은 항공 우주와 자동차와 같은 다양한 산업에서 다양한 종류의 금속과 세라믹 재료를 영구적으로 결합하는 매우 다양한 결합 과정임이 입증되었다.

 

브레이징은 오랜 사용 역사를 가지고 있으며, 고대 이집트 시대로 거슬러 올라가며, 20세기 동안 토르가르싱 뿐만 아니라 특히 잘 관리되고 있는 연속적이고 일괄 처리된 브레이징로의 개발을 통해 대량 생산 기술로 진가를 발휘했습니다. 지난 수십년간, 진공 용해로 기술의 지속적인 증가로 인해 20세기 말까지 브레이징을 수행하는 많은 회사들이 선호하는 방법으로 진공 브레이징을 수행했습니다.

브레이징을 위한 장비를 효과적으로 사용하려면 먼저 브레이징의 정의와 브레이징의 필요성을 이해해야 합니다. 브레이징과 용접 및 납 땜의 비교 방법을 알아야 합니다. 이 기사와 향후 기사에서는 브레이징의 기본 원리와 적용 방법에 대해 설명할 것이며, 이를 통해 브레이징 회사가 직면한 많은 일반적인 문제를 방지하고 생산 속도와 품질을 높이고 전반적인 비용을 절감할 수 있도록 할 것입니다.

그렇다면,"브레이징"이란 무엇일까요?

브레이징은 두개 이상의 금속/재료를 영구적으로 결합하여 450°C(840°F)이상에서 용해되기 시작하는 필러 금속과 함께 가열하여 단일 어셈블리를 형성하는 프로세스입니다. 액체 필러 금속은 모세관 작용에 의해 조인트의 밀착 표면 사이의 틈으로 흡입됩니다.

따라서 브레이징에서는 모재(금속 및/또는 세라믹)가 녹지 않습니다. 브레이징 필러 금속(BFM)만이 액체가 되며, 비융접 모재 표면 사이에서 모세관 작용을 통해 흐릅니다. 여기서 관심 있는 표면은 "표면을 굽는 ", 즉, 접합될 조인트 내부의 표면이라고 합니다.

접합부 외부의 표면은 일반적으로 관련이 없습니다. BFM에 의해 접합부 바깥쪽 가장자리에 형성된 살코기의 경우도 마찬가지입니다. 관절의 강도에는 별로 도움이 되지 않습니다. 따라서 조인트 안쪽에서 발생하는 현상(즉, 표면을 덮는 것 사이에서 발생하는 현상)만 문제는 다음과 같은 문제가 된다는 것입니다. 그리고 그것은 차례로 모세관 현상이 일어나는 능력에 달려 있습니다. 따라서 어떤 변수가 작업을 강화시키거나 방해하는지 이해하는 것이 매우 중요하다.

[모세관 현상]

모세관 현상은 유리 잔에 앉아 있는 빨대로 액체가 솟아오르게 하는 힘 또는 쏟아진 커피가 종이 냅킨에 흡수되게 하는 힘입니다. 모세관 힘은 매우 강합니다. 즉, 적절하게 설계된 조인트 내부의 중력보다 강합니다. 따라서 어셈블리의 방향(수평 또는 수직)에 관계 없이 모든 방향으로 조인트의 팬 표면 사이에 액체 브레이징 필러 금속(BFM)을 그릴 수 있습니다. 그러나 모세관의 힘이 작용하려면 기준 금속과 BFM이 호환되어야 합니다. 즉, 서로 합금할 수 있어야 합니다. 그러면 BFM이 베이스 금속을 " 젖을 "수 있습니다(표면을 따라 퍼짐). 할당의 양이 많을 필요는 없지만, 많은 일이 일어나야 한다.

 

그러나 니켈과 크롬은 철과 잘 합금되므로 니켈 기반의 BFM은 강철을 " 젖은 "상태로 만들어 낮은 습윤 각도를 초래합니다. 습윤 각이 작을수록 더 좋다. 반면에 순수한 은 순수한 철과는 합금이 잘 되지 않습니다. 순수한 은을 강철(철 합금)표면에 용해할 때 둥글게 뭉치는 경향이 있으며, 표면이 마모되지 않은 것을 보여 줍니다. 강철을 " 젖은 "상태가 아니며 큰(불량한)" 젖은 "각도(90°이상)가 있습니다.

 

(1) Wetting (젖음성) → Fillet의 이동 및 침투성과 밀접한 관계 있음

- 용가재가 녹았을 때 젖음성의 정도에 따라 모재와 납재(용가재)의 충진율이 달라짐

 

< 젖음성 >

(2) 모세관 현상 → Fillet 형성률과 밀접한 관계 있음

 

- 모세관 현상은 접합간격(Joint Gap)과 대단히 밀접한 관계가 있으며, 용재의 종류, 점도, 밀도, 접합면의 중력에 대한

  위치, 가열방법 등과도 대단히 밀접한 관계를 가짐.

 

< 모세관 현상 >