브레이징 접합 핸드북(양장본 HardCover)

인류의 발전에 바탕이 된 기술, 브레이징

브레이징(brazing)이란 금속재료나 비금속재료의 접합방법의 하나로서 450℃ 이상, 접합하고자 하는 모재(base metal)의 용융점 이하의 온도에서 모재를 가열하여 모재는 녹이지 않고 용가재만을 녹여서 양 모재를 접합하는 기술이다.



일반인에게는 낯설지만 브레이징은 인류가 불을 발견한 이래 6,000년이 넘도록 단단한 금속을 원하는 대로 가공할 수 있게 도와준 아주 오래된 접합기술이다. 인류의 역사 중 청동기 시대부터 그 기원을 찾을 수 있는데 해외에서는 이집트, 그리스 등의 유적에서 가장 오래된 브레이징의 흔적을 찾을 수 있고 국내에서는 백제나 신라 시대의 부장품에서 현재의 기술과는 다르지만 유사한 브레이징의 흔적을 찾을 수 있다.



브레이징은 지난 수십 년 동안 급변하는 산업의 발달 과정에서 매우 중요한 접합기술로 생각되어 왔다. 1차, 2차 세계 대전을 겪으며 비약적으로 발전한 브레이징은 국내외에서 자동차, 조선 등을 비롯하여 항공우주, 전기 및 전자뿐만 아니라 액세서리, 주방용품, 백색 가전에 이르기까지 산업 전반에 있어서 필수 불가결한 접합기술로 관심의 대상이 되어 왔다. 최근에는 산업에 적용되는 부품이 보다 정밀화 되고 여러 기능이 요구됨에 따라 산업계에서 브레이징의 중요성은 더욱 커질 전망이다.



브레이징의 더욱 큰 발전을 위해

하지만 이런 관심과 전망에도 그간 국내에는 이를 정리하고 발전시킨 전문서적이 많이 없던 상황이었다. 매 번 국내의 많은 엔지니어들이 외국 서적이나 논문을 찾아봐야하는 상황을 보며, 신영식 공학박사는 우리나라 엔지니어들에게 도움이 되길 희망하며, 브레이징 전문서적 '브레이징 접합 핸드북'을 출간하게 된 것이다.



따라서 본 저서는 저자의 현장 경험과 연구 자료를 바탕으로 하여, 브레이징 기술에 대해 최대한 쉽고 간결하게 정리했다. 또 가능한 많은 사진과 그림을 실어서 독자들이 더욱 브레이징 현장과 공정을 쉽게 이해할 수 있도록 하여, 전문적인 기술에 목마른 엔지니어라면 큰 도움을 얻을 수 있을 것이다.



브레이징의 주요 적용 아이템들

1. 자동화 부품

출입문, 다양한 히터&제습 분야, 라디에이터 분야, 냉방 부속품 분야, 연료선 분야, 브레이크&작동선 분야, 연료탱크와 많은 기타 아이템들

2. 냉방장치&냉장장치

열교환기 U-Bend, 압축기 분야, 냉방 분야, 축전지 분야, 건조기 분야, 서비스 밸브, 솔레노이드 밸브, 사로밸브, 다양한 튜브장치들

3. 항공 우주&비행기 관련 분야

4. 전기, 전자 관련 분야

5. 다양한 공구 분야

6. 기타 수도배관부품, 농기구, 다양한 액세서리 분야, 보일러부품, 압축게이지, 점화토치 분야, 주방설비 분야, 의료기기 분야 등이다.

머리말 04



제1장_브레이징의 개요

1. 브레이징의 정의 13

1-1. 온도에 따른 접합 분류 방법 13

1-2. 접합 메카니즘에 의한 분류 방법 13

1-3. 에너지 종류에 따른 접합 분류 방법 13



2. 브레이징의 역사 19



3. 브레이징의 접합원리 23



4. 브레이징의 기초이론 25

4-1. 금속간의 결합 25

4-2. 젖음현상 34

4-3. 모세관현상 38

4-4. 확산과 합금층의 형성 40

4-5. 모재의 용해와 용식 43



5. 브레이징의 특징 44

5-1. 이종금속 부품 접합 44

5-2. 크기가 다른 부품의 접합 44

5-3. 강한 접합 강도 45

5-4. 미려하고 정교한 접합부 46

5-5. 기밀성 등 다양한 특성 46

5-6. 수동 및 자동화 용이 47

5-7. 다양한 형태의 용가재 47

5-8. 기 타 49



제2장_브레이징 작업 공정

1. 설계 및 제작 52

1-1. 부품 설계시 고려사항 53

1-2. 브레이징 설계시 고려사항 71



2. 모재 세척 76

2-1. 동 및 그 합금의 화학적 세척액 77

2-2. 스테인리스강의 전처리 77

2-3. 탄소강과 저합금강의 전처리 78

2-4. 알루미늄 및 그 합금의 전처리 78

2-5. 티타늄합금의 전처리 78



3. 제품 조립 및 안착 79

3-1. 올바른 고정을 위한 고려사항 80

3-2. 올바른 고정을 위한 부품의 설계 방법 80

3-3. 제품 고정 시 기타 고려사항 81

3-4. 고정대의 실제 적용 예 82



4. 플럭스와 분위기 89

4-1. 브레이징 플럭스 89

4-2. 브레이징 분위기 103



5. 가열방법에 따른 브레이징 방법 108

5-1. 가스 토치 브레이징 방법 108

5-2. 로 브레이징 방법 155

5-3. 유도 브레이징 방법 179

5-4. 침지 브레이징 방법 182

5-5. 저항 브레이징 방법 183

5-6. 기타 브레이징 방법 187



6. 브레이징 후의 세척 방법 191



제3장_브레이징 합금

1. 브레이징 합금의 주요 원소 특성 194



2. 주요 브레이징 합금의 특징 198

2-1. 은계 브레이징 합금 198

2-2. 인 함유 브레이징 합금 202

2-3. 금/팔라듐계 브레이징 합금 204

2-4. 알루미늄계 브레이징 합금 206

2-5. 동계 브레이징 합금 207

2-6. 니켈계 브레이징 합금 207

2-7. 세라믹 브레이징을 위한 합금 208



3. 브레이징 합금 선택 시 기술적 고려사항 209

3-1. 모 재 210

3-2. 브레이징 방법 210

3-3. 브레이징 원가 211

3-4. 브레이징 합금 형상 212

3-5. 브레이징 합금의 융점 219

3-6. 합금의 용융 범위 220

3-7. 모재와의 친화력 220

3-8. 브레이징부의 강도 221

3-9. 브레이징 합금 원소의 증기압 222

3-10. 기 타 223



제4장_주요 모재의 브레이징 방법

1. 철강 재료 226

1-1. 순철 227

1-2. 탄소강 230

1-3. 철강재료의 브레이징 방법 242

1-4. 철강재료에 많이 사용되는 브레이징 합금 248



2. 스텐인리스강 재료 250

2-1. 스테인리스강의 종류 252

2-2. 스테인리스강의 브레이징 방법 242

2-3. 스테인리스강용 주요 브레이징 합금 248



3. 동과 황동 264

3-1. 동의 개요 264

3-2. 동합금의 개요 271

3-3. 황동의 개요 273

3-4. 동과 황동의 브레이징 285



4. 알루미늄 및 알루미늄 합금 293

4-1. 알루미늄의 개요 293

4-2. 알루미늄 합금의 종류 296

4-3. 알루미늄 합금의 브레이징 방법 304

4-4. 알루미늄 용가재의 종류 324

4-5. 알루미늄 브레이징 용가재 형태 326



제5장_브레이징 시험과 검사

5-1. 퍼짐성 시험 331

5-2. 브레이징부의 전단 및 인장 시험 332

5-3. 방사선 투과 시험 336

5-4. 초음파 탐상 시험 336

5-5. 침투 탐상 시험 338

5-6. 누설 시험 338

5-7. 현미경 사진 분석 방법 339

5-8. 기타 시험 342



참고 문헌 344

신영식