브레이징 (brazing)

브레이징 (brazing) 개요

브레이징이란 450 도씨 이상에서 금속 용가재 (filler) 을 용융하여 젖음 현상과 모세관 현상에 의해 접합 간극 (작은 틈새) 에 유입하여 모재를 거의 용융시키지 않고 접합되는 접합방법을 말한다. 450 도씨 이하는 솔더링 (soldering, 연납땜) 이라 한다. 쉽게 말해 고온에서하는 납땜으로 경납땜이라고도 한다. 

원리적으로 모재가 용융되지 않지만 미시적으로는 모재의 용융 삽입 금속이 반응하여 모재의 용해, 합금층의 생성 등과 같은 계면 반응이 일어난다. 

접합간격에 충진되는 금속을 용가재 (filler metal) 또는 삽입 금속 (insert metal) 이라고 하며 모재 (base metal) 의 융점보다 낮으면서 450 도씨 이상되는 융점을 가진다. 

브레이징의 종류로는 토치 브레이징, 로 (furnace) 브레이징, 은 (silver) 브레이징, 진공 (vacuum) 브레이징, 딥 (dip) 브레이징이 있다.

브레이징 장/단점

이종 금속을 접합할 수 있고 여러 개의 이음부를 동시에 접합할 수 있고 자동화가 쉽기 때문에 접합 조립기술로서 생산기술에 널리 이용되고 있다. 용접에 비해 브레이징은 모재를 용융시키지 않으며 열변형을 줄인다. 

브레이징의 단점은 용접에 비해 접합 강도가 약한 점이며 용가재보다는 크나 모재보다는 작다는 것이다. 그러나 적절히 디자인된 접합부는 모재보다 강할수 있다. 

브레이징 접합부 강도

브레이징 접합부의 강도는 조인트 형상, 피접합체 강도, 브레이징 온도, 필러의 양, 필러 적용 방법, 가열율, 브레이징 방법 등에 따라 변한다. 

접합부의 강도를 높이는 방법으로는 단면적 증가 및 모재의 형상변경이 있다. 또한 접합 간극을 가능한 줄이는 방법이 있다. 따라서 접합부의 강도는 제작 업체의 간극 관리 기술과도 관련이 있다. 매우 중요한 부위에 브레이징 용접이 사용되는 경우 매우 높은 안전계수를 사용하여야 한다.

브레이징 접합부 설계

브레이징 설계의 기초적인 법칙은 

1. 접합부 에지를 인장과 굽힘하중이 동시에 가해지는 부위는 피한다. 

2. 접합부가 압축 혹은 순수 전단 혹은 순수 인장 하중을 받도록 한다. 

3. 접합부 에지의 응력 집중을 피한다 (필렛 혹은 약한 멤버에 강도를 높이거나 강한 멤버에 유연성을 부여). 

4. 하중을 전달해주는 모재가 있다. 

5. 단면적을 증가시킨다.

로 브레이징

아래는 로 (furnace) 브레이징 방법의 개요도 이다. 로 브레이징의 경우는 대량 생산이 가능하고 비교적 숙련된 기술자를 필요로하지 않아 산업계에서 널리 사용되는 반자동화된 공정이다. 로안에서 용가재 금속이 녹으면서 접합하고자 하는 두 물체사이의 작은 틈새로 모세관 현상에 의해 자연적으로 스며들게 되고 부근에는 용가재 필렛 (fillet) 이 생성된다. 로 밖으로 나오면서 용가재 금속이 굳어서 접합이 된다.

관련 업체 (기술자료가 잘 정리되어 있음)

국내

비앤씨테크  : 개요 정리

근화진공 : 진공 브레이징 정리

서경 브레이징 : 브레이징 전체에 대한 자료

가와소텍셀 : 이종 금속 브레이징 제품

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