알루미늄 및 알루미늄 합금의 브레이징

1. 브레이징성

알루미늄 및 알루미늄 합금의 납땜 특성은 주로 표면의 산화 피막을 제거하기 어렵기 때문에 열악합니다.알루미늄은 산소에 대한 친화력이 큽니다.표면에 조밀하고 안정하며 융점이 높은 산화피막 Al2O3를 형성하기 쉽습니다.동시에, 마그네슘을 함유한 알루미늄 합금은 또한 매우 안정적인 산화막 MgO를 형성할 것입니다.그들은 땜납의 젖음과 퍼짐을 심각하게 방해할 것입니다.그리고 제거하기 어렵습니다.브레이징 시 적절한 플럭스로만 브레이징 공정을 수행할 수 있습니다.

둘째, 알루미늄 및 알루미늄 합금 브레이징의 작업이 어렵습니다.알루미늄과 알루미늄 합금의 녹는점은 사용되는 납재의 녹는점과 크게 다르지 않습니다.브레이징을 위한 선택적인 온도 범위는 매우 좁습니다.약간의 부적절한 온도 제어는 모재의 과열 또는 용융을 일으키기 쉽고 납땜 공정을 어렵게 만듭니다.열처리에 의해 강화된 일부 알루미늄 합금은 또한 납땜 가열로 인한 과시효 또는 어닐링과 같은 연화 현상을 일으켜 납땜 조인트의 특성을 감소시킵니다.화염 브레이징 중에는 가열 중에도 알루미늄 합금의 색상이 변하지 않기 때문에 온도 판단이 어렵고 작업자의 작업 수준에 대한 요구 사항도 높아집니다.

또한 알루미늄 및 알루미늄 합금 납땜 조인트의 내식성은 용가재 및 플럭스에 의해 쉽게 영향을 받습니다.알루미늄 및 알루미늄 합금의 전극 전위는 솔더의 전극 전위와 상당히 다르므로 특히 연납땜 조인트의 경우 조인트의 내식성을 감소시킵니다.또한 알루미늄 및 알루미늄 합금의 브레이징에 사용되는 대부분의 플럭스는 부식성이 강합니다.브레이징 후에 세척하더라도 조인트의 내식성에 대한 플럭스의 영향은 완전히 제거되지 않습니다.

2. 브레이징 재료

(1) 알루미늄과 알루미늄 합금의 납땜은 납땜용가재와 모재의 조성과 전극전위가 매우 다르기 때문에 드물게 사용되는 방법이며, 이는 접합부의 전기화학적 부식을 일으키기 쉽기 때문입니다.소프트 솔더링은 주로 아연 기반 솔더와 주석 납 솔더를 채택하며, 이는 저온 솔더(150~260℃), 중온 솔더(260~370℃) 및 고온 솔더(370~430℃)로 나눌 수 있습니다. 온도 범위.주석 납 땜납을 사용하고 납땜을 위해 알루미늄 표면에 구리 또는 니켈을 미리 도금하면 접합 계면의 부식을 방지하여 접합의 내식성을 향상시킬 수 있습니다.

알루미늄 및 알루미늄 합금의 브레이징은 필터 가이드, 증발기, 라디에이터 및 기타 구성 요소와 같이 널리 사용됩니다.알루미늄 및 알루미늄 합금의 브레이징에는 알루미늄 기반 용가재만 사용할 수 있으며 그 중 알루미늄 실리콘 용가재가 가장 널리 사용됩니다.구체적인 적용 범위와 납땜 이음의 전단 강도는 각각 표 8과 표 9에 나와 있습니다.그러나 이 땜납의 녹는점은 모재의 녹는점에 가깝기 때문에 모재가 과열되거나 녹는 것을 방지하기 위해 납땜하는 동안 가열 온도를 엄격하고 정확하게 제어해야 합니다.

표 8 알루미늄 및 알루미늄 합금의 납땜 용가재 적용 범위

표 9 알루미늄 실리콘 필러 금속으로 납땜된 알루미늄 및 알루미늄 합금 조인트의 전단 강도

알루미늄 실리콘 솔더는 일반적으로 분말, 페이스트, 와이어 또는 시트 형태로 공급됩니다.어떤 경우에는 알루미늄을 코어로 하고 알루미늄 실리콘 솔더를 클래딩으로 사용하는 솔더 복합 플레이트가 사용됩니다.이러한 종류의 솔더 복합 플레이트는 유압 방식으로 만들어지며 종종 브레이징 부품의 일부로 사용됩니다.브레이징하는 동안 복합 플레이트의 브레이징 용가재는 조인트 갭을 채우기 위해 모세관과 중력의 작용에 따라 용융되고 흐릅니다.

(2) 알루미늄 및 알루미늄 합금 브레이징의 플럭스 및 차폐 가스, 특수 플럭스는 종종 필름을 제거하는 데 사용됩니다.fs204와 같은 트리에탄올아민 기반 유기 플럭스는 저온 연납과 함께 사용됩니다.이 플럭스의 장점은 모재에 대한 부식 효과가 거의 없지만 많은 양의 가스를 생성하여 솔더의 젖음 및 코킹에 영향을 미친다는 것입니다.fs203 및 fs220a와 같은 염화아연 기반 반응성 플럭스는 중온 및 고온 연납과 함께 사용됩니다.반응성 플럭스는 부식성이 높기 때문에 납땜 후 잔류물을 제거해야 합니다.

현재 알루미늄 및 알루미늄 합금의 브레이징은 여전히 ​​플럭스 필름 제거가 지배적입니다.사용되는 브레이징 플럭스는 염화물 기반 플럭스와 불화물 기반 플럭스를 포함합니다.염화물계 플럭스는 산화피막을 제거하는 능력이 강하고 유동성이 좋지만 모재에 대한 부식효과가 크다.납땜 후 잔류물을 완전히 제거해야 합니다.불소계 플럭스는 새로운 유형의 플럭스로 필름 제거 효과가 좋고 모재에 부식이 없습니다.그러나 융점이 높고 열 안정성이 좋지 않아 알루미늄 실리콘 솔더에만 사용할 수 있습니다.

알루미늄 및 알루미늄 합금을 납땜할 때 진공, 중성 또는 불활성 분위기가 자주 사용됩니다.진공 브레이징이 사용될 때, 진공도는 일반적으로 10-3pa 정도에 도달해야 합니다.질소 또는 아르곤 가스를 보호용으로 사용하는 경우 순도가 매우 높아야 하며 이슬점이 -40℃ 미만이어야 합니다.

3. 브레이징 기술

알루미늄 및 알루미늄 합금의 브레이징은 공작물 표면 청소에 대한 요구 사항이 높습니다.좋은 품질을 얻으려면 납땜 전에 표면의 오일 얼룩과 산화 피막을 제거해야 합니다.60~70℃의 온도에서 5~10분간 Na2CO3 수용액으로 표면의 기름때를 제거한 후 깨끗한 물로 헹구어 냅니다.표면 산화막은 20~40℃의 온도에서 2~4분 동안 NaOH 수용액으로 에칭하여 제거할 수 있으며, 이후 뜨거운 물로 세척할 수 있으며;표면의 기름때와 산화피막을 제거한 후 HNO3 수용액으로 2 ~ 5분간 광택 처리를 한 후 흐르는 물에 세척하고 건조합니다.이러한 방법으로 처리된 공작물은 다른 먼지에 접촉되거나 오염되지 않아야 하며 6~8시간 이내에 납땜되어야 합니다.가능하면 즉시 납땜하는 것이 좋습니다.

알루미늄 및 알루미늄 합금의 브레이징 방법에는 주로 화염 브레이징, 납땜 인두 브레이징 및 노 브레이징이 있습니다.이러한 방법은 일반적으로 납땜에 플럭스를 사용하며 가열 온도 및 유지 시간에 대한 엄격한 요구 사항이 있습니다.화염 납땜 및 납땜 인두 납땜 중에 플럭스가 과열 및 고장을 방지하기 위해 열원으로 직접 플럭스를 가열하지 마십시오.알루미늄은 아연 함량이 높은 연납에 용해될 수 있으므로 모재 부식을 방지하기 위해 접합부가 형성되면 가열을 중지해야 합니다.경우에 따라 알루미늄 및 알루미늄 합금의 브레이징은 플럭스를 사용하지 않고 초음파 또는 스크래핑 방법을 사용하여 필름을 제거하는 경우가 있습니다.스크래핑을 이용하여 브레이징용 필름을 제거할 때는 먼저 작업물을 브레이징 온도까지 가열한 다음, 솔더 로드(또는 스크래핑 도구)의 끝으로 작업물의 브레이징 부분을 긁습니다.표면 산화막을 파괴하는 동안 땜납의 끝이 녹아 모재가 젖게 됩니다.

알루미늄 및 알루미늄 합금의 브레이징 방법에는 주로 화염 브레이징, 퍼니스 브레이징, 딥 브레이징, 진공 브레이징 및 가스 차폐 브레이징이 있습니다.화염 브레이징은 주로 소형 공작물 및 단일 부품 생산에 사용됩니다.옥시아세틸렌 화염을 사용할 때 아세틸렌의 불순물과 플럭스의 접촉으로 인한 플럭스의 고장을 피하기 위해서는 모재의 산화를 방지하기 위해 약간의 환원성을 갖는 가솔린 압축 공기 화염을 사용하는 것이 적절하다.특정 브레이징 중에 브레이징 플럭스와 용가재는 브레이징된 장소에 미리 배치되고 공작물과 동시에 가열될 수 있습니다.공작물을 먼저 브레이징 온도로 가열한 다음 플럭스에 담근 솔더를 브레이징 위치로 보낼 수 있습니다.플럭스와 용가재가 용융된 후, 용가재가 균일하게 채워진 후 가열 화염을 천천히 제거해야 합니다.

공기로에서 알루미늄과 알루미늄합금을 납땜할 때 납땜용가재를 미리 설정하고 납땜용 플럭스를 증류수에 녹여 50%~75% 농도의 농후한 용액을 만든 후 코팅하거나 분무한다. 브레이징 표면.적절한 양의 분말 브레이징 플럭스는 브레이징 용가재와 브레이징 표면에 덮일 수 있으며 조립된 용접물은 브레이징 가열을 위해 퍼니스에 배치됩니다.모재가 과열되거나 녹는 것을 방지하려면 가열 온도를 엄격하게 제어해야 합니다.

페이스트 또는 호일 땜납은 일반적으로 알루미늄 및 알루미늄 합금의 딥 브레이징에 사용됩니다.조립된 공작물은 브레이징 전에 온도가 브레이징 온도에 가까워지도록 예열한 다음 브레이징을 위한 브레이징 플럭스에 담가야 합니다.브레이징하는 동안 브레이징 온도와 브레이징 시간은 엄격하게 제어되어야 합니다.온도가 너무 높으면 모재가 용해되기 쉽고 땜납이 손실되기 쉽습니다.온도가 너무 낮으면 솔더가 충분히 녹지 않아 브레이징 속도가 감소합니다.납땜 온도는 모재의 종류와 크기, 용가재의 조성 및 융점에 따라 결정되며 일반적으로 용가재의 액상선 온도와 모재의 고상선 온도 사이입니다.플럭스 수조에 공작물을 담그는 시간은 땜납이 완전히 녹고 흐르도록 해야 하며 지지 시간이 너무 길지 않아야 합니다.그렇지 않으면 땜납의 실리콘 성분이 모재로 확산되어 이음매 근처의 모재가 부서지기 쉽습니다.

알루미늄 및 알루미늄 합금의 진공 브레이징에서 금속 작동 활성제는 종종 알루미늄의 표면 산화막을 수정하고 땜납의 젖음 및 퍼짐을 보장하는 데 사용됩니다.마그네슘은 입자의 형태로 공작물에 직접 사용하거나 증기의 형태로 납땜 영역에 도입하거나 마그네슘을 합금 요소로 알루미늄 실리콘 솔더에 추가할 수 있습니다.복잡한 구조의 공작물의 경우 모재에 대한 마그네슘 증기의 완전한 영향을 보장하고 브레이징 품질을 향상시키기 위해 국부적인 차폐 공정 조치를 취하는 경우가 많습니다. 즉, 공작물을 먼저 스테인리스 스틸 상자(일반적으로 공정 상자로 알려져 있음), 브레이징 가열을 위해 진공로에 배치됩니다.진공 브레이징 알루미늄 및 알루미늄 합금 조인트는 표면이 매끄럽고 브레이징 조인트가 조밀하며 브레이징 후 청소할 필요가 없습니다.그러나 진공 브레이징 장비는 고가이고 마그네슘 증기는 노를 심각하게 오염시키기 때문에 자주 청소하고 유지 관리해야 합니다.

중성 또는 불활성 분위기에서 알루미늄 및 알루미늄 합금을 납땜할 때 마그네슘 활성제 또는 플럭스를 사용하여 필름을 제거할 수 있습니다.마그네슘 활성제를 사용하여 필름을 제거할 때 필요한 마그네슘의 양은 진공 브레이징의 양보다 훨씬 적습니다.일반적으로 w(mg)는 약 0.2% ~ 0.5%입니다.마그네슘 함량이 높으면 접합부의 품질이 저하됩니다.불소 플럭스와 질소 보호를 사용하는 NOCOLOK 브레이징 방법은 최근 몇 년 동안 빠르게 개발된 새로운 방법입니다.불소 플럭스의 잔류물은 수분을 흡수하지 않고 알루미늄을 부식시키지 않기 때문에 납땜 후 플럭스 잔류물을 제거하는 과정을 생략할 수 있습니다.질소 보호하에 소량의 불화물 플럭스 만 코팅하면되고 용가재는 모재를 잘 적실 수 있으며 고품질의 납땜 조인트를 쉽게 얻을 수 있습니다.현재 이 NOCOLOK 브레이징 방법은 알루미늄 라디에이터 및 기타 부품의 대량 생산에 사용되었습니다.

불소 플럭스 이외의 플럭스로 브레이징된 알루미늄 및 알루미늄 합금의 경우 브레이징 후 플럭스 잔류물을 완전히 제거해야 합니다.알루미늄용 유기 브레이징 플럭스의 잔류물은 메탄올, 트리클로로에틸렌과 같은 유기 용액으로 세척하고 수산화나트륨 수용액으로 중화하고 최종적으로 냉온수로 세척할 수 있습니다.염화물은 다음 방법에 따라 제거할 수 있는 알루미늄용 납땜 플럭스의 잔류물입니다.먼저 60~80℃의 뜨거운 물에 10분간 담가두었다가 솔을 이용하여 납땜 이음의 잔여물을 조심스럽게 닦고 찬물로 닦는다.그런 다음 15% 질산 수용액에 30분간 담가두었다가 마지막으로 찬물로 헹굽니다.