금속접합[ ]

용접의 개념1.

특수저온 인동 용접재2.

특수저온 은 용접재3.

은용접재의 특징4.

특수 플럭스5.

금속접합▶용융점이 이상 이고 모재보다 낮은 비철금속 또는 그 합금을 용가재로 사용하며450℃

모재는 용융하지 않고 접합시키는 방법을 경납땜 혹은 브레이징이라 하며 융점이

이하의 용가재를 사용하여 접합시키는 방법을 연납땜 혹은 솔더링이라 구분하여450℃

부른다.

이러한 방법으로 접합시킨 예는 수도꼭지 양식용 칼 안경테등 우리의 일상생활용, ,

물품에서부터 자동차 부품과 같은 공산품 그리고 항공기 엔진용 날개의 용접까지

광범위하게 쓰이며 이 방법의 장점은 신뢰성 높은 용접제품과 낮은 생산원가 그리고

이것은 용접부분이 급가열 되므로 인한 표면 산화와 뒤틀림이 없는 미려한 외관으로

별도의 끝맺음 작업이 없다는 점이다.

그림 브레이징 접합의 기본 방식[ - ]

또한 브레이징이나 솔더링은 이를 납땜인두나 가스불을 사용하여 용융 시키려면 초30

가 걸리는 것을 고주파 가열은 단 초에도 가능하다 이것은 대량생산을 가능케하는1,2 .

또 하나의 큰 장점이다.

그리고 이방법은 비철금속을 포함한 모든 금속에 적용할수 있다.

그 이유는 융점이 낮은 합금을 사용하므로 히스테리시스손이 없는 오나전류손만의

가열로도 용가재의 용융은 가능하기 때문이다.

그러므로 브레징에 사용되는 설비의 발진 주파수는 대체로 높은 정도이며 출력500KHz

은 규모가 많이 쓰이고 있다10 ~ 100Kw .

모든 용가재는 각기 다른 최적의

접합간격이 있다.

그림 은 은납과 납의 용가재16-13

별 전단강도 차를 보여주며 이것은

모재 접합간격에 따라 많은 차이가

있으며 또한 이것은 모재의 접합

간격이 클수록 약해짐을 알수있다.

그림 접합강도와 전단강도[ 16-13 ]

- 53 -

브레이징시 용가재의 위치와 용융 침투되어 접합된 상태 고주파 가열용 솔더링 용가재의변화[ ]

- 54 -

브레이징 전 브레이징 후 비 고

작업전에 모재는 충분한

탈지세척이 필요함.

용가재의 선택은 신중해야하며

사용량도 적당해야 한다.

가열조건은 샘플작업후 검사해서

작업표준서에 의하여 작업자

교육이 필요하고 양산 품질

향상을 위해 서는 노력이

필요하다.

용접의 개념1.

용접재를 사용하여 모재의 고상선 이하의 조건에서 가열용접되는 공정으로 정의된다.

이때 용접재는 이상의 용융점을 갖고 있어야 하며 용접온도 범위는 용접재의450℃

고상선 이상과 액상선 이하에서 시작 된다.

용접재의 선택은 모재의 기계적 성질보다는 화학적 성분 즉 모재의 합금재질로 결정

되어진다.

공 정 도▶

용접재의 형상▶

- 55 -

종 류 선 경 및 두 께 길이 또는 폭 내경,

봉 재 사각Ø1.0 ~ Ø4.0 , 500ℓ

선 재 Ø0.1 ~ Ø4.0 -

판 재 이상0.15 W0.6mm

Preform 등Ring Washer, Disc , Angle , Square

브레이징 접합의 설계 참고 사항▶

기계적 성질 전기적 성질 도전성 화학적성질 기밀 유밀 수밀 내식성 모재의, ( ), , , , , ,

종류 플럭스 및 분위기 부품의 형상 치수 수량 가열방법에 따라 최적의 용접재를, , , , ,

선택한다.

증기압 작업방법과 사용조건 환경에 관련되는 특성이다 즉 은 용접재의 성분의: , . ,①

카드늄 아연등은 증발하기 쉽기 때문에 진공브레이징 작업 전자관 진공기, , ,

기 등의 브레이징의 경우에는 이 특성을 중시하지 않으면 안된다.

내식성 브레이징 접합의 부식은 용접자체보다도 모재와 함께 혹은 플럭스의 잔량:②

및 사용환경등 부식성 물질과 공존 조건에 의해서 일어날 가능성이 많다.

따라서 용접재의 선정외에 부식의 원인을 제거해야 한다.

일반적인 은 용접 이음은 내식성이 좋다.

빛 깔 주로 장식품의 브레이징에서 고려해야할 특성이다 모재의 색조와 대비해: .③

서 선정되어야 합니다.

경제성 은 용접재의 경우 주성분으로 은의 량이 적은 용접재를 선정하는 쪽이:④

경제적인 것으로 보이지만 작업조건과 브레이징 특성 등을 생각하면 결코

그렇지만은 않다 은 의 량이 많은 것은 접합의 크리어렌스가 좁아도 좋다.

는 자료도 있어 종합적인 견해로 경제성을 평가하지 않으면 안된다.

융 점 브레이징 작업에서 가장 중요한 선택항목입니다 용접재의 종류에 따라: .⑤

많이 다르기 때문에 모재의 열영향 가열조건 작업방법 등을 고려해서, ,

선정하여야 한다.

용융온도 범위 용접재의 종류에 따라 다르기 때문에 액상돈도와 고상온도의 차를:⑥

참고로 선정한다 가열조건 작업방법에 적합한 온도범위의 것을. ,

선정할 필요가 있다.

유동성 작업면에서 큰 특성이 있다 젖음성 퍼짐성과 관련이 있지만 용접재의: . ,⑦

종류외에 모재의 종류 표면상태 브레이징온도 이음의 형상 특히 접합, , (

크리어렌스 플럭스 종류 등에 관계된다), .

강 도 브레이징 접합의 특성으로서 중요한 항목이지만 용접의 결점이 없고:⑧

이음의 형상 브레이징 조건 사용환경 등에 의해서도 좌우된다, , .

따라서 용접재의 선정에는 종합적인 견해로 선정해야 된다.

강도에는 인장강도 전단강도 그리프강도 등이 있다, , .

- 56 -

특수저온 인동 용접재2.

의 원 합금에 은을 첨가하여 가공성 전연성 퍼짐성 등을 개선한 것이 의Cu-P 2 , , Ag-Cu-P

원 합금이며 또 을 첨가 융점의 저하와 유동성을 향상시킨 것도 개발하여 생산되3 Sn ,

어 지고있다 인동 용접재는 기계적 강도도 높고 내식성도 좋아 조선 열교환기 전자. , ,

전기관계등 동합금 브레이징에 널리 사용되어진다.

인동 용접재 규격표 일본규격( )▶

인동 용접재 규격표 신생금속공업( )▶

인동 용접재의 특성 신생금속공업( )▶

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종 류화 학 성 분 (%) 용 접 온 도 ( )℃

P Ag Cu 녹는 개시 온도 녹 는 온 도

BCuP - 1 4.8 ~ 5.3 잔 710 925

BCuP - 2 6.8 ~ 7.5 잔 710 795

BCuP - 3 5.8 ~ 6.8 4.8 ~ 5.2 잔 640 805

BCuP - 4 6.8 ~ 7.7 5.8 ~ 6.2 잔 643 690

BCuP - 5 4.8 ~ 5.3 14.5 ~ 15.5 잔 640 815

BCuP - 6 6.8 ~ 7.2 1.8 ~ 2.2 잔 630 790

종 류화 학 성 분 (%)

기 타용 접 온 도 ( )℃

P Ag Cu Sn 녹는개시온도 녹느온도

BuP Ⅱ 6.8 ~ 7.5 잔 이하0.2 710 795

BuP SⅡ 7.0 ~ 7.5 0 잔 6.5 ~ 7.5 이하0.2 665 685

BuP 1Ⅲ 6.5 ~ 7.5 0.8 ~ 1.2 잔 “ 이하0.2 695 890

BuP 2Ⅲ 6.5 ~ 7.5 1.8 ~ 2.2 잔 이하0.2 680 805

BuP 2SⅢ 6.5 ~ 7.5 1.8 ~ 2.2 잔 6.5 ~ 7.5 이하0.2 660 700

BuP 3Ⅲ 6.5 ~ 7.5 2.8 ~ 3.2 잔 “ 이하0.2 645 785

BuP Ⅲ 5.8 ~ 6.8 4.8 ~ 5.2 잔 “ 이하0.2 640 805

BuP Ⅴ 4.8 ~ 5.3 14.5~15.5 잔 “ 이하0.2 640 815

BuP Ⅵ 4.8 ~ 5.3 19 ~ 21 잔 0 이하0.2 630 790

종 류작 업 온 도

특 징 용 도TORCH FURNACE

BuP Ⅱ 700~740 700~820

유동성 확관이 용이하고 작업성이 우수함, .․의 틈용이며 특히 링이나0.025mm~0.075mm․

밴드등 용으로 많이 사용된다Pre-form .

동 및 동합금의 용접 모터부품,․냉 온방기기 열교환기 및 배관용접, ,․

BuP 2Ⅲ 650~700 650~815와 거의동일함 경제성이 가장우수함BCuP-3 . .․ ․보다 연성이 좋음CCuP-2 .․

동 및 동합금의 용접에 사용함.․전기부품 냉방기기 열교환기 난방용,․동 배관용접에 적합함.BuP Ⅲ 620~700 720~760

의 틈용으로 적당함0.051~0.127mm․작업온도가낮고 유동성이 양호함․용접 간격이 넓어도 용접이 용이함.․열전도 전기 전도가 양호함 직접간접 용접이 용이함.․ ․밴드용 링이나 용으로 많이 사용된다Pre-form .․

BuP Ⅴ 620~780 780~840

의 틈용 작업온도가 낮음0.051~0.38mm․ ․유동성양호 용접 간격이 넓어도 용접이 용이함.․ ․열전도 전기 전도가양호함 직접간접 용접이 가능함.․ ․

동 및 동합금의 용접․냉 난방기 냉한기 주물 안경테, , , ,․

특수저온 은 용접재3.

화학성분 은 용접재는 은을 함유하는 합금으로서 대부분의 경우 와 의 두 성분을: Ag Cu

주체로 하고 여기에 또는 등을 첨가한 원소 또는 다원소의Zn, Sn, Ni 2

합금으로서 극히 다종류이며 사용목적에 따라 적정한 금속성분의 용접재를

선택한다.

용 도 은 용접재는 스텐레스 철합금 비철금속 내열금속 귀금속 및 세라믹에: , , , ,

이르는 각종 금속접합에 사용된다.

은 용접재 규격표 일본규격( )▶

은 용접재 규격표 신생금속공업( )▶

- 58 -

종 류화 학 성 분 (%) 용접온도 ( )℃ 인장강도

Kg/㎟

비 중

g/㎤Ag Cu Zn Cd Ni Sn Li Pb+Fe 개시온도 작업온도

BAg-1 44~46 16~18 14~18 23~25 - - - 이하0.15 605 620 40~50 9.3

BAg-1A 49~51 14.5~16.5 14.5~18.5 17~19 - - - “ 625 635 50~60 9.4

BAg-2 34~36 25~27 19~23 17~19 - - - “ 605 700 35~40 9.1

BAg-3 49~51 14.5~16.5 13.5~17.5 15~17 2.5~3.5 - - “ 630 690 45~55 9.5

BAg-4 39~41 29~31 26~30 - 1.5~2.5 - - “ 670 780 45~50 8.8

BAg-5 44~46 29~31 23~27 - - - - “ 675 745 45~50 9.2

BAg-6 49~51 33~35 14~18 - - - - “ 690 775 45~50 9.4

BAg-7 54~56 21~23 15~19 - - 4.5~5.5 - “ 620 650 50~60 9.1

BAg-8 71~73 27~29 - - - - - “ 780 780 45~55 10.1

BAg-8A 71~73 잔부 - - - - 0.15~0.3 “ 759 759 45~55 10.1

제품번호화 학 성 분 (%) 용접온도 ( )℃ 인장강도

Kg/㎟

비 중

g/㎤JIS

Ag Cu Zn Cd 기 타 개시온도 작업온도

SBA45 44~46 14~16 14~18 23~25 - 605 620 45~50 9.3 BAg-1

SBA50 49~51 14.5~16.5 14.5~18.5 17~19 - 625 635 50~60 9.4 BAg-1A

SBA35 34~36 25~27 19~23 17~19 - 605 700 35~40 9.1 BAg-2

SBA50N 49~51 14.5~16.5 13.5~17.5 15~17 Ni2.5~3.5 630 690 45~55 9.5 BAg-3

SBA40N 39~41 29~31 26~30 - Ni1.5~2.5 670 780 45~50 8.8 BAg-4

SBA45S 44~46 29~31 23~27 - - 675 745 45~50 9.2 BAg-5

SBA50S 49~51 23~35 14~18 - - 690 775 45~50 9.4 BAg-6

SBA55S 54~56 21~23 15~19 - Sn4.5~5.5 620 650 50~60 9.1 BAg-7

SBA72 71~73 27~29 - - - 780 851 55~65 10.1 BAg-8

SBA40 39~41 15~18 15~19 25~27 - 595 630 45~50 8.8

SBA30 29~31 27~29 19~23 20~23 - 60 690 38~47 9.2

SBA25 24~26 34~36 20~24 17~19 - 605 710 36~38 8.9

SBA20 19~21 38~42 23~27 14~16 - 605 760 35~43 8.8

SBA15 14~16 44~46 32~34 45~65 - 660 800 35~42 8.6

SBA13 12~14 46~48 33~35 45~75 - 675 815 35~70 8.5

SBA12 11~13 50~52 35~39 - - 780 830 35~43 8.2

SBA10 9~11 48~51 34~36 4~7 - 720 780 34~40 8.1

SBA-9 8~10 49~52 35~37 3~5 - 750 850 34~40 8.1

SBA-6 5~7 54~56 37~41 - - 790 850 34~40 8.1

은 용접재의 특징4.

이 용접재는 은 용접재중에서 유동성이 가장 좋고 일반적인 브레징BAg-1,BAg-1A :①

에 적당하지만 용접재의 용융온도 범위가 좁다 브레이징후의 후의.

색은 맑은 황색이다 은 보다 은이 적기 때문에 경제적이. BAg-1 BAg-1A

지만 두 종류 모두 를 함유하기 때문에 식품공업에는 적합하지Cd

않다(BAg1 ~ BAg3,BAg-1A)

는 과 같이 유동성이 좋고 일반적인 브레이징에 적합하다 용융온BAg-2 : BAg-2 BAg-1 .②

도 범위가 비교적 넓기 때문에 불균일한 틈새의 브레이징에는 용이하지만

가열은 가능한 급속히 해야한다 브레이징후의 색깔은 맑은 황색이다. .

은 내식성이 좋은 의 브레이징에 쓰인다 또 을 함유하기 때문에BAg-3 : BAg-3 STS . Ni③

텅스텐 카바이드 등의 절삭공구의 브레이징에 쓰인다 용융온도 범위는.

넓지만 유동성은 썩좋지 않다 브레이징후의 색깔은 황백색이다. .

와 같이 카바나이드 팁의 브레이징에 쓰이지만 보다 유동성이BAg-4 : BAg-3 BAg-3④

좋다 브레이징후의 색깔은 맑은 황색이다. .

전기기기의 브레이징에 주로 사용된다 이 없어 식품공업 유업등에BAg-5,BAg-6 : . Cd ,⑤

쓰여진다 는 넓은 용융온도 범위를 가지지만 보다. BAg-6 BAg-1,BAg-2

유동성은 좋지 않다 가열은 가능한 급속히 하고 이음의 틈새는 약간.

큰것과 덧살붙임 등을 필요로하는 경우에 좋다 브레이징후의 색깔은.

보다 약간 백색이다BAg-4 .

저온 용접재로 을 함유하지 않은 것이 특징으로 일반용이다 식품공업등BAg-7 : Cd .⑥

의 기물에 쓰이며 특히 브레이징 및 에 적합하다 브레이징후의 색깔은STS .

백색을 띈다.

진공용해한 것은 전자관 등에 사용되며 유동성은 좋지만 철강재에는 좋지BAg-8 :⑦

않다 브레이징후의 색깔은 맑은 황색이다. .

석출 경화형 및 기타 강을 에서 브레이징 할 때 좋다BAg-8A : STS STS 760 ~ 870⑧ ℃ ℃

브레이징 작업은 건조되고 순도 높은 분위기에서 하느 것이 좋다.

브레이징이 곤란한 금속 및 합금에 리디움은 친화력을 촉진해 유동성도

개선된다 소량의 을 함유한 재료에 적합하다. Ti,Al .

- 59 -

은 용접재의 특성 신생금속공업( )▶

각종 모재에 대한 용접재의 대표적 사용예▶

- 60 -

종 류 비 중인장강도

(Kg/ )㎟

전기전도도

(IACS %)

용 접 온 도 ( )℃

용 도

TORCH FURNACE

BAg-1 9.3 45~50 16~18 580~600 650~680 전기통신 냉온방기 계기 공구 배관 라디에타, , , ,

BAg-1A 9.4 50~60 24~26 600~620 650~670 전기기기 계기 제어기기 벨로즈, , ,

BAg-2 9.1 35~40 25~27 580~710 750~800 전재 공구류 제어기기 철, , ,Cu Alloy,

BAg-3 9.5 45~55 24~26 690~800 800~850 탄소강 공구강 초경공구 스텐강, , , ,Carbide Tip

BAg-4 8.8 45~50 13~15 660~770 800~830 고탄소강 합금강 공구강 초경 일반바이트 커터류, , , , ,

BAg-5 9.2 45~50 13~15 670~750 780~830 식기류 전기기기 대형접점 콤푸레샤 부품, , ,

BAg-6 9.4 45~50 22~26 775~820 820~870 전기기기 통신기 계기류 전기계기, , ,

BAg-7 9.1 50~60 11~13 600~620 670~700 식품 의료기 광학기계 제어기기, , ,

BAg-8 10.1 45~55 89~93 750~800 800~850 전기기기 전자관 진공관 통신기 계기류( , ), ,

모 재동 및

동합금

및AL

합금AL

및Mg

합금Mg

및Ni

합금Ni탄소강 스텐레스강 주 철

고탄소강

및공구강내열합금강

티탄 및

티탄합금강

동 및

동합금

BAg

BCuP

BCuZn

BAg

BCuZn

BAg

BCuZn

BAg

BCuZn

BAg

BCuZn

및AL

합금AL

BAI

(BAI Si)․및Mg

합금MgBMg

및Ni

합금NiBAg

탄소강BAI

(BAISi-4)

BAg

BCuZn

BAg

BCuZn

스텐레스강BAg

BCuZn

BAg

BCuZn

BAg

BCuZn

주 철BAg

BCuZn

BAg

BCuZn

BAg

BCuZn

BAg

BCuZn

고탄소강

및공구강

BAg

BCuZN

BAg

BCuZn

BAg

BCuZn

BAg

BCuZn

BAg

BCuZn

내열합금BAg

BCuZn

BAg

BCuZn

BAg

BCuZn

BAg

BCuZn

BAg

BCuZn

BAg

BCuZn

BAgMn

티탄 및

티탄합금강BAg BAg BAg BAg BAg BAg BAg

각종 용접재의 사용온도 범위▶

특수 플럭스5.

역할 동 철 등의 금속은 실온에서도 공기중의 산소 오염물 습기 등과 화학반응을: , , ,▶

한다 용접재도 같은 모양으로 화학반응을 일으킨다. .

브레이징 온도에 도달하는 동안에 용접재와 모재금속도 급속하게 표면이

산화합니다 이와 같이 생긴 산화막은 브레이징의 장해가 되기 때문에 이것.

을 제거해 다시 산화막이 생기지 않고 금속면을 공기와 접촉시키지 않도록

하는 것이 플럭스의 역할이다.

종류 저온용 이상의 온도로서 산소 프로판 등 직접열로 용접시: - 600 ,▶ ℃

고온용 이상의 온도로서 전기스포트 고주파 용접시- 600 ,℃

인동용 이상의 온도로서 직접가열시 동 및 동합금용- 600 ( )℃

사용상 주의점 용접표면의 기름 도료 등을 세척을 한다: , .▶

용접후 잔류 플럭스를 제거한다.

특징 용접표면의 산화물을 용해 제거하는 세척작용:▶

용접중 모재의 산화방지 작용

친화력을 상승시키므로 용착효과를 증가 시켜줌.

영향 플럭스와 분위기의 선정불량은 모재에 영향을 미치며 용접재의 퍼짐성에:▶

큰 영향을 준다.

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