브레이징 조립품의 품질 검사

냉동 기기는 밀폐된 시스템 내에 냉매를 봉입하고 순환시켜 사용하므로 브레이징 접합부의 품질 보증은 10년 ~ 15년에 걸쳐서 냉매가 세지 않는다는 것을 보증하여야 한다. 이 때문에 완성품은 냉매를 봉입 밀폐하고 할로겐 리크 검출기에 의해 기밀 검사를 전제품의 브레이징부 모두에 대해서 실시하여 품질 보증을 실시하고 있다.

 

검출기는 냉매 봉입량의 200g/대 이면 15년간에서 봉입량의 10% 이하의 리크량 즉 1gr/년을 검출시킬 수 있는 감도를 지녀야 한다. 또한 냉매 압축기, 열교환기 등의 주요 부품에 대해서는 각각 제품 별로 기밀 검사를 행하고 있고 그 방법은 수조 시험, He리크 시험 장치를 사용하고 있다.

 

항공우주분야에 있어서 일반적인 제조공정과 브레이징 접합부의 품질관리에 대한 검토항목은 아래와 같다.

 

1) 소재 : 소재검사 Data, size의 check (화학조성, 열처리 상태, 인장시험, 초음파 검사)

2) 소재 절단 및 기계가공 : 표면조도, 평행도, 평면도 크기, 접합면의 흠집

3) 전처리(세정) : 세정, 도금, 연마, 청정 보관

4) Retor 장입 봉착

5) 접합 : 온도분포, 온도 이력, 가압력, 전공도, 분위기

6) 접합후 검사 : 비파괴(외관, 크기, 판두께 감소율, 초음파 탐상), 파괴검사(단면시험, 인장시험, 충격시험)

7) 마무리 가공 : 기계가공 마무리 검사와 동시에 실시

8) 침투탐상 검사 

 

브레이징 부품의 품질관리는 MIL, AMS 등의 공용 규격 및 항공기 회사의 사내 규격에 각각 규정되어 있다.

 

모든 브레이징 부품은 양산에 앞서 시제품을 제조하고 그 품질을 조사하여 불량이 발생하면 제조공정 및 설계상의 검토를 행하며 양산품의 불량 발생을 방지책과 더불어 신뢰성을 확인한다. 실시하는 검사항목 및 기준은 표면에 있어서 균열 및 Blister의 발생 유무, 기공, 보이드 발생 유무, 집중 상황을 형광 탐사 검사법에 의해 확인한다. 브레이징 결함률 및 단일 결함의 크기 등의 내부 검사는 X선 검사를 행한다. 주요 검사방법은 다음과 같다.

 

* 육안 검사 : 접합부 전체의 삽입금속 분리(절단), 유해한 결함

* 형광자분탐상시험 : 균열 및 기공의 유무

* RT(방사선 검사) : 넓은 접합 면적을 가지는 중첩 이음부의 결함

* UT(초음파 탐상시험) : 내부 결함 유무

 

[브레이징 접합부의 결합검사와 결합 허용 기준]

 

1. 외부 결함

 

  1) 과잉삽입금속 :

 

- 완성조립품의 기능을 해치지 않는 범위에서 허용. 단, 브레이징에 의해 형성된 필렛은 완만하고 균일한 색깔을 나타내어야 하고 미용해를 표시하는 흔적이 있으면 안 된다.

 

  2) 외부 기공 (pin hole) :

 

- 허용 최대 직경 : 0.4mm

- 허용 최대 깊이 : 브레이징 깊이의 10%

- 최대 허용 직경을 가지는 핀홀의 개수는 브레이징 길이 25mm 당 1개 이하

- 브레이징 길이가 25mm 이하인 경우 1개 이하

 

 3) 집중된 표면 기공

 

- 허용 최대 깊이 : 이 영역에서 각 기공 직경의 합이 0.4mm 넘지 않으면 필렛 폭의 50%

- 최대 크기를 가지는 집중기공의 개수는 25mm당 1개 이하

 

 4) 선상 표면 기공 (선상으로 집중한 기공)

 

- 길이는 5mm 이하로 pin hole 직경의 합이 0.4mm 넘지 않을 것

- 개수는 25mm 당 1개 이하

 

 5) Blister (모재 과열) → 있으면 안 된다

 

 6) 플럭스의 잔류 유무 → 있으면 안 된다

 

 7) Under-cut (모재의 Errosion) → 재질의 5% 이하

 

 8) 삽입금속의 침투 : 외관상 틈 사이에 삽입금속이 잘 침투하고 삽입금속의 양 끝단에 흘러내리는 경우

 

2. 내부 결함

 

 1) 불완전 브레이징 면적 합계 (기공, 보이드, 플럭스 포함)

 

- 1급(Grade A) : 접합면의 15% 이하

- 2급(Grade A) : 접합면의 35% 이하

 

 2) 단인 균열 : 균열의 크기는 접합 중첩 거리의 15% 이하

 

 3) 모재의 탈탄 (철강재료) : 침탄(질화) 깊이가 0.075mm 이하이어야 한다.

 

* 출처 - 대한용접-접합학회지 학술논문 / 브레이징 불량 (Brazing Defect) / 저자 강정윤