브레이징 및 용접으로 금속 접합

브레이징 및 용접으로 금속 접합

용접, 브레이징 및 납땜을 포함하여 금속 접합에 사용할 수있는 몇 가지 방법이 있습니다. 용접과 브레이징의 차이점은 무엇입니까? 브레이징과 납땜의 차이점은 무엇입니까? 차이점과 비교 이점 및 일반적인 응용 프로그램을 살펴 보겠습니다. 이 토론은 금속 결합에 대한 이해를 심화시키고 응용 분야에 대한 최적의 접근 방식을 식별하는 데 도움이됩니다.

브레이징 작동 원리


A 납땜 조인트 용접 조인트와는 완전히 다른 방식으로 만들어집니다. 첫 번째 큰 차이는 온도입니다. 브레이징은 모재를 녹이지 않습니다. 이는 브레이징 온도가 모재의 융점보다 항상 낮다는 것을 의미합니다. 브레이징 온도는 동일한 비금속의 용접 온도보다 훨씬 낮으며 에너지를 적게 사용합니다.

브레이징이 기본 금속을 융합하지 않으면 어떻게 결합합니까? 그것은 결합되는 두 금속의 표면과 용가재 사이에 야금 학적 결합을 생성함으로써 작동합니다. 이 결합을 생성하기 위해 필러 금속이 조인트를 통해 당겨지는 원리는 모세관 작용입니다. 브레이징 작업에서는 모재에 광범위하게 열을가합니다. 용가재는 가열 된 부품과 접촉하게됩니다. 그것은 모재의 열에 의해 즉시 녹고 모세관 작용에 의해 조인트를 통해 완전히 당겨집니다. 이것이 브레이징 조인트가 만들어지는 방법입니다.

브레이징 애플리케이션에는 전자 / 전기, 항공 우주, 자동차, HVAC / R, 건설 등이 포함됩니다. 예를 들면 자동차 용 에어컨 시스템에서 고감도 제트 터빈 블레이드, 위성 부품, 고급 보석에 이르기까지 다양합니다. 브레이징은 구리 및 강철뿐만 아니라 텅스텐 카바이드, 알루미나, 그래파이트 및 다이아몬드와 같은 비금속을 포함한 이기종 비금속을 결합해야하는 응용 분야에서 상당한 이점을 제공합니다.

비교 이점. 첫째, 브레이징 조인트는 강한 조인트입니다. 적절하게 만들어진 납땜 조인트 (예 : 용접 조인트)는 대부분의 경우 결합되는 금속보다 강하거나 강합니다. 둘째, 조인트는 약 1150 ° F ~ 1600 ° F (620 ° C ~ 870 ° C)의 비교적 낮은 온도에서 만들어집니다.

가장 중요한 것은 비금속이 절대 녹지 않는다는 것입니다. 기본 금속은 녹지 않기 때문에 일반적으로 대부분의 물리적 특성을 유지할 수 있습니다. 이 비금속 무결성은 얇은 단면과 두꺼운 단면 접합을 포함하여 모든 납땜 접합의 특징입니다. 또한 낮은 열은 금속 왜곡이나 뒤틀림의 위험을 최소화합니다. 또한 낮은 온도는 더 적은 열을 필요로하므로 상당한 비용 절감 요소입니다.

브레이징의 또 다른 중요한 장점은 플럭스 또는 플럭스 코어 드 / 코팅 합금을 사용하여 이종 금속을 쉽게 결합 할 수 있다는 것입니다. 결합하기 위해 비금속을 녹일 필요가 없다면 융점이 크게 다른지 여부는 중요하지 않습니다. 강철에서 강철처럼 쉽게 강철을 구리로 납땜 할 수 있습니다. 용접은 비금속을 녹여 융합시켜야하기 때문에 다른 이야기입니다. 즉, 구리 (융점 1981 ° F / 1083 ° C)를 강철 (융점 2500 ° F / 1370 ° C)에 용접하려고하면 다소 정교하고 값 비싼 용접 기술을 사용해야합니다. 기존의 브레이징 절차를 통해 이종 금속을 쉽게 결합 할 수 있다는 것은 용융 온도가 얼마나 다양하든 결합하는 데 문제가 없다는 것을 알기 때문에 어셈블리 기능에 가장 적합한 금속을 선택할 수 있음을 의미합니다.

또한, 납땜 조인트 부드럽고 유리한 외관을 가지고 있습니다. 납땜 조인트의 작고 깔끔한 필렛과 용접 조인트의 두껍고 불규칙한 비드를 밤낮으로 비교합니다. 이 특성은 외관이 중요한 소비자 제품의 조인트에 특히 중요합니다. 납땜 조인트는 마무리 작업없이 거의 항상 "있는 그대로"사용할 수 있습니다.

브레이징은 작업자가 일반적으로 용접 기술보다 빠르게 브레이징 기술을 습득 할 수 있다는 점에서 용접에 비해 또 다른 중요한 이점을 제공합니다. 그 이유는 두 프로세스의 고유 한 차이에 있습니다. 선형 용접 조인트는 열 적용 및 용가재 증착의 정확한 동기화로 추적되어야합니다. 반면에 납땜 된 관절은 모세관 작용을 통해 "자신을 만드는"경향이 있습니다. 실제로 납땜과 관련된 기술의 상당 부분은 조인트의 설계 및 엔지니어링에 뿌리를두고 있습니다. 고도로 숙련 된 작업자 교육의 비교 속도는 중요한 비용 요소입니다.

마지막으로, 금속 브레이징 비교적 자동화하기 쉽습니다. 브레이징 공정의 특성 – 광범위한 열 적용 및 용이 한 용가재 위치 – 문제의 가능성을 제거하는 데 도움이됩니다. 접합부를 자동으로 가열하는 많은 방법, 다양한 형태의 브레이징 용가재 및이를 증착하는 여러 방법이있어 거의 모든 생산 수준에서 브레이징 작업을 쉽게 자동화 할 수 있습니다.

용접 작동 원리

용접은 일반적으로 용접 용가재를 추가하여 금속을 용융 및 융합하여 금속을 결합합니다. 생산 된 접합부는 일반적으로 결합 된 금속만큼 강하거나 더 강합니다. 금속을 융합하려면 관절 부위에 직접 집중 열을가합니다. 이 열은 비금속 (결합되는 금속)과 용가재를 녹이기 위해 고온이어야합니다. 따라서 용접 온도는 모재의 융점에서 시작됩니다.

용접은 일반적으로 두 금속 부분이 상대적으로 두껍고 (0.5”/12.7mm) 단일 지점에서 결합되는 대형 어셈블리를 결합하는 데 적합합니다. 용접 이음의 비드는 불규칙하기 때문에 일반적으로 미용 이음이 필요한 제품에는 사용되지 않습니다. 응용 분야에는 운송, 건설, 제조 및 수리점이 포함됩니다. 예로는 로봇 조립과 압력 용기, 교량, 건물 구조, 항공기, 철도 코치 및 트랙, 파이프 라인 등의 제작이 있습니다.

비교 이점. 용접 열은 강렬하기 때문에 일반적으로 국소화되고 정확하게 표시됩니다. 넓은 영역에 균일하게 적용하는 것은 실용적이지 않습니다. 이 정확한 측면에는 장점이 있습니다. 예를 들어, 단일 지점에서 두 개의 작은 금속 스트립을 결합하려는 경우 전기 저항 용접 방식이 실용적입니다. 이것은 수백 수천 명의 강력하고 영구적 인 관절을 만드는 빠르고 경제적 인 방법입니다.

그러나 관절이 뾰족하지 않고 선형이면 문제가 발생합니다. 국부적 인 용접 열은 단점이 될 수 있습니다. 예를 들어 두 개의 금속 조각을 맞대기 용접하려면 먼저 금속 조각의 가장자리를 경사지게하여 용접 용가재를위한 공간을 확보합니다. 그런 다음 용접하고 먼저 조인트 영역의 한쪽 끝을 용융 온도로 가열 한 다음 조인트 라인을 따라 천천히 열을 이동하여 열과 동기화 된 용가재를 증착합니다. 이것은 일반적인 일반적인 용접 작업입니다. 적절하게 만들어진이 용접 조인트는 적어도 결합 된 금속만큼 강합니다.

그러나이 선형 접합 용접 방식에는 단점이 있습니다. 접합부는 모재와 용가재를 모두 녹일 수있을 정도로 높은 온도에서 만들어집니다. 이러한 높은 온도는 기본 금속의 왜곡 및 뒤틀림 또는 용접 영역 주변의 응력을 포함하여 문제를 일으킬 수 있습니다. 이러한 위험은 접합되는 금속이 두꺼울 때 최소화되지만, 기본 금속이 얇은 부분 일 때는 문제가 될 수 있습니다. 또한 열은 에너지이고 에너지는 비용이 많이 들기 때문에 고온은 비쌉니다. 조인트를 만드는 데 더 많은 열이 필요할수록 조인트 생산에 더 많은 비용이 듭니다.

이제 자동 용접 프로세스를 고려하십시오. 하나의 어셈블리가 아닌 수백 또는 수천 개의 어셈블리를 결합하면 어떻게됩니까? 용접은 본질적으로 자동화에 문제가 있습니다. 단일 지점에서 만들어진 저항 용접 조인트는 비교적 자동화하기 쉽습니다. 그러나 일단 점이 선 (선형 조인트)이되면 선을 다시 추적해야합니다. 예를 들어 가열 스테이션을 지나서 큰 스풀에서 자동으로 필러 와이어를 공급하는 것과 같이 조인트 라인을 이동하여이 추적 작업을 자동화 할 수 있습니다. 이것은 복잡하고 엄격한 설정이지만 동일한 부품을 대량으로 생산하는 경우에만 보증됩니다.

용접 기술은 지속적으로 향상됩니다. 전자빔, 커패시터 방전, 마찰 및 기타 방법을 통해 생산 기반으로 용접 할 수 있습니다. 이러한 정교한 프로세스에는 일반적으로 특수하고 값 비싼 장비와 복잡하고 시간이 많이 걸리는 설정이 필요합니다. 짧은 생산 실행, 어셈블리 구성 변경 또는 일반적인 일상적인 금속 접합 요구 사항에 실용적인지 고려하십시오.

적합한 금속 접합 공정 선택
영구적이고 강한 조인트가 필요한 경우 용접에 대한 금속 접합 고려 사항을 좁힐 수 있습니다. 브레이징. 용접과 브레이징은 모두 열과 용가재를 사용합니다. 둘 다 프로덕션 기반으로 수행 할 수 있습니다. 그러나 유사성은 여기서 끝납니다. 그들은 다르게 작동하므로 다음과 같은 브레이징과 용접 고려 사항을 기억하십시오.

어셈블리 크기
모재 섹션의 두께
스팟 또는 라인 조인트 요구 사항
결합되는 금속
필요한 최종 조립 수량
다른 옵션? 기계적으로 고정 된 조인트 (나사산, 스테이 킹 또는 리벳)는 일반적으로 강도, 충격 및 진동에 대한 저항 또는 누출 방지 측면에서 브레이징 조인트와 비교되지 않습니다. 접착 결합 및 납땜은 영구적 인 결합을 제공하지만 일반적으로 어느 쪽도 기본 금속 자체의 강도와 같거나 더 큰 납땜 접합의 강도를 제공 할 수 없습니다. 또한 일반적으로 200 ° C (93 ° F) 이상의 온도에 저항력을 제공하는 조인트를 생산할 수 없습니다. 영구적이고 견고한 금속 대 금속 조인트가 필요한 경우 브레이징은 강력한 경쟁자입니다.