효율을 높이고 금속 가열의 열 효과를 줄이기 위해 유도 납땜 기술이 제안되었습니다. 이 기술의 장점은 주로 브레이징 조인트에 공급되는 정확한 가열 위치에 있습니다. 수치 시뮬레이션 결과를 바탕으로 원하는 시간에 납땜 온도를 달성하는 데 필요한 파라미터를 설계할 수 있었습니다. 목표는 이 시간을 최소화하여 금속 접합 시 금속에 원치 않는 열 효과를 방지하는 것이었습니다..수치 시뮬레이션 결과 전류 주파수를 높이면 접합된 금속의 표면 영역에서 최대 온도가 집중되는 것으로 나타났습니다. 전류가 증가함에 따라 납땜 온도에 도달하는 데 필요한 시간이 감소하는 것이 관찰되었습니다.
알루미늄 유도 납땜과 토치 또는 화염 납땜의 장점 비교
알루미늄 모재의 낮은 용융 온도와 사용되는 브레이즈 합금의 좁은 온도 공정 창은 토치 브레이징 시 어려운 문제입니다. 알루미늄을 가열하는 동안 색상 변화가 없기 때문에 브레이징 작업자는 알루미늄이 적절한 브레이징 온도에 도달했음을 시각적으로 알 수 없습니다. 브레이징 작업자는 토치 브레이징을 할 때 여러 가지 변수를 고려해야 합니다. 여기에는 토치 설정 및 불꽃 유형, 토치에서 납땜 대상 부품까지의 거리, 접합 대상 부품에 대한 불꽃 위치 등이 포함됩니다.
사용을 고려해야 하는 이유 유도 가열 알루미늄을 납땜할 때 포함됩니다:
- 빠르고 빠른 가열
- 제어되고 정밀한 열 제어
- 선택적(국소적) 열
- 생산 라인 적응성 및 통합
- 향상된 픽스처 수명 및 단순성
- 반복 가능하고 안정적인 브레이징 조인트
- 향상된 안전성
알루미늄 부품의 성공적인 유도 납땜은 설계에 따라 크게 달라집니다. 유도 가열 코일 전자기 열 에너지를 납땜할 부위에 집중시키고 균일하게 가열하여 납땜 합금이 제대로 녹고 흐르도록 합니다. 유도 코일을 잘못 설계하면 일부 영역은 과열되고 다른 영역은 충분한 열 에너지를 받지 못해 불완전한 브레이징 조인트가 발생할 수 있습니다.
일반적인 브레이징 알루미늄 튜브 조인트의 경우 작업자는 알루미늄 튜브에 플럭스가 포함된 알루미늄 브레이징 링을 설치하고 이를 다른 확장 튜브 또는 블록 피팅에 삽입합니다. 그런 다음 부품을 인덕션 코일에 넣고 가열합니다. 일반적인 공정에서는 모세관 작용으로 인해 브레이즈 필러 금속이 녹아 조인트 인터페이스로 흘러 들어갑니다.
왜 인덕션 브레이징과 토치 브레이징 알루미늄 부품을 비교해야 할까요?
먼저, 오늘날 널리 사용되는 일반적인 알루미늄 합금과 접합에 사용되는 일반적인 알루미늄 브레이징 및 땜납에 대한 배경 지식을 소개합니다. 알루미늄 부품 납땜은 구리 부품 납땜보다 훨씬 더 까다롭습니다. 구리는 1980°F(1083°C)에서 녹고 열을 받으면 색이 변합니다. HVAC 시스템에 자주 사용되는 알루미늄 합금은 약 1190°F(643°C)에서 녹기 시작하며 가열 시 색상 변화와 같은 시각적 신호를 제공하지 않습니다.
알루미늄의 용융 및 납땜 온도 차이는 알루미늄 모재, 납땜 용가재, 납땜할 부품의 질량에 따라 달라지기 때문에 매우 정밀한 온도 제어가 필요합니다. 예를 들어, 두 가지 일반적인 알루미늄 합금인 3003 계열 알루미늄과 6061 계열 알루미늄의 고체 온도와 자주 사용되는 BAlSi-4 브레이징 합금의 액체 온도 차이는 20°F로 온도 공정 창이 매우 좁기 때문에 정밀한 제어가 필요합니다. 브레이징되는 알루미늄 시스템에서는 기본 합금의 선택이 매우 중요합니다. 가장 좋은 방법은 함께 브레이징되는 부품을 구성하는 합금의 응고 온도보다 낮은 온도에서 브레이징하는 것입니다.
| AWS A5.8 분류 | 공칭 화학 성분 | 솔리더스 °F(°C) | 액체 °F(°C) | 납땜 온도 |
| BAISi-3 | 86% Al 10%Si 4%Cu | 970 (521) | 1085 (855) | 1085~1120 °F |
| BAISI-4 | 88% aL 12%Si | 1070 (577) | 1080 (582) | 1080~1120 °F |
| 78 Zn 22%Al | 826 (441) | 905(471) | 905~950 °F | |
| 98% Zn 2%Al | 715(379) | 725(385) | 725~765 °F |
아연이 풍부한 영역과 알루미늄 사이에서 갈바닉 부식이 발생할 수 있다는 점에 유의해야 합니다. 그림 1의 갈바닉 차트에서 볼 수 있듯이 아연은 알루미늄에 비해 덜 귀하고 양극성인 경향이 있습니다. 전위차가 낮을수록 부식 속도가 느려집니다. 아연과 알루미늄의 전위차는 알루미늄과 구리 사이의 전위차에 비해 미미합니다.
알루미늄을 아연 합금으로 납땜할 때 발생하는 또 다른 현상은 피팅입니다. 국소 셀 또는 피팅 부식은 모든 금속에서 발생할 수 있습니다. 알루미늄은 일반적으로 산소에 노출될 때 표면에 형성되는 단단하고 얇은 막(알루미늄 산화물)으로 보호되지만, 플럭스가 이 보호 산화물 층을 제거하면 알루미늄의 용해가 발생할 수 있습니다. 필러 금속이 용융된 상태로 오래 남아 있을수록 용해가 더 심해집니다.
알루미늄은 브레이징 중에 거친 산화물 층을 형성하므로 플럭스 사용은 필수입니다. 알루미늄 부품의 플럭스는 브레이징 전에 별도로 수행하거나 플럭스가 포함된 알루미늄 브레이징 합금을 브레이징 공정에 통합할 수 있습니다. 사용되는 플럭스의 유형(부식성 또는 비부식성)에 따라, 브레이징 후 플럭스 잔여물을 제거해야 하는 경우 추가 단계가 필요할 수 있습니다. 브레이징 합금 및 플럭스 제조업체에 문의하여 접합되는 재료와 예상 브레이징 온도에 따라 브레이징 합금 및 플럭스에 대한 권장 사항을 확인하세요.