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접합기술의 핵심 BRAZING
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브레이징 기술 소개

10. Brazing 자동화 방안

  • 등록일 : 2018-02-26
  • 조회수 : 2,617
Brazing 자동화 방안
 
Brazing 자동화의 주요 목적은 생산성 향상, 원가절감, 품질의 안정에 있다.
첫째. 생산성 향상 면에서는 제품 1개당의 작업시간을 짧게 하던가, 일정 작업시간 내에 가능한 제품의 수를 증가 시키던가, 또는 2가지의 상태를 다 만족시켜 생산성 향상을 달성시키기 위하여 착안된다.
둘째. 원가절감 면에서 인건비의 절감이 최대의 이점으로 생각된다. 최근에 특히 기능공 수급의 부족으로 자동화에 많은 관심을 보이고 있다.
셋째. 품질의 안정성에 있어 숙련공의 경험과 육감에 의해 작업하는 것을 배재하고 기계화에 의해서 품질을 안정시킬 필요가 있다. 더구나 근래에 기기 및 부품의 소형화, 정밀화가 증가하고 있어 수작업을 피하는 방향으로 가고 있다.
브레이징 자동화는 비단 자동화 업체뿐 아니라 실수요자가 상호 협조 속에서 최고의 효과를 얻을 수 있다. 따라서 브레이징 자동화 하기 전 아래 사항이 고려되어야 할 것이다.
 
 10-1. 브레이징 해야 할 재질의 특성
  
  
  
 10-2. 용재 및 플럭스의 종류
  
 용재를 어떤 것을 사용하느냐에 따라 장비 및 기구선택은 달라질 것이다. 예를 들어 고온의 용재를 사용 시 Torch를 사용한다는 것은 비경제적이며, 로 브레이징 시 카드뮴등 기화현상이 심한용재를 쓰는 것도 부적절할 것이다.
또한 서서히 가열되는데 사용하는 플럭스를 유도가열과 같은 급작스런 가열이 행해지는 곳에 사용하면 플럭스가 견디지 못하고 타는 경우가 발생할 것이다. 따라서 용재, Flux 등은 장비와 가구에 따라 유동적일 수밖에 없으며, 참고로 용재와 Flux의 종류와 형태를 알아본다.

10-2-1. 봉, 와이어, 판재
봉, Wire, 판재는 다양한 Grade가 있으나 BNi Grade중 몇 종류는 와이어, 판재의 생산이 곤란하며, 분말, 페이스트 등으로 유용하게 쓰이는 경우가 있다.

10-2-2. 페이스트
동, 은 계열 페이스트가 다용되며, 요즈음은 알루미늄 페이스트(토치용, 진공용)가 개발되어 점차 영역을 넓혀 가고 있는 중이다. 이 페이스트도 열 가열방법에 따라 종류가 다양하다.
토치용, 로용 등 다양한 용도에 따라 종류가 각양각색이다. 즉 토치용, 로용 등 다양한 용도에 따라 그 페이스트 조성이 달라진다.

10-2-3. 특수형상
가장 널리 사용되는 것으로 링, 와샤, 스트립 등 다양한 형태로 가능하다.

10-2-4. 각종 브레이징 분말
용도 및 Grade에 따라 다양한 종류가 있다.

10-2-5. 브레이징 Flux
용재와 소재, 열 가열 방법에 따라 다양한 Flux가 있다. 또한 토치용이냐 자동화용이냐에 따라서도 다르다. 또한 형태도 액상, 페이스트상, 분말 등 다양한 형태가 있다. Gas Flux는 화염을 통해서 나오기 때문에 금속표면 산화방지와 Flux역할도 병행하고 있다.
  
 10-3. 브레이징 해야 할 수량
  
 생산수량에 따라 자동이냐 수동이냐를 결정해야 하며, 자동화시 생산수량에 따라 기계사양이 결정 되어야 할 것이다.
  
 10-4. Joint Gap
  
 [표 10]과 같이 기구와 장비에 따라 요구되는 접합간격이 다르다. 만일 원하는 Gap이 이루어 지지 못했을 때 자동화를 이는 분명히 실패할 것이다.
아래 표는 어디까지나 이론적인 규명이며, 제품의 크기와 형태에 따라 달라질 것이다.
  
 
 [표 10] 브레이징 용재와 열 가열 방법에 따른 올바른 접합간격
  
 
AWS사양(용재)접합간격(mm)적용처
 BAlSi Group0-0.05 진공로, Clad Metal의 침지 브레이징
0.05-0.2 6mm 이하 포개진 곳
0.20-0.25 6mm 이상 포개진 곳
 BCup Group0.03-0.13 25mm 이하 접합면 브레이징시
0.18-0.38 25mm 이상접합면 브레이징시
 BAg Group0.05-0.13 플럭스 브레이징
0.00-0.05 분위기 브레이징
 BCu Group0.00-0.05 분위기 브레이징
 BCuZn Group0.05-0.13 플럭스 브레이징
 BNi Group0.05-0.13 플럭스/분위기 브레이징
0.00-0.05 Rree-Flowing Type 분위기 브레이징
  
 10-5. 치수 허용 오차
  
 만일 어떤 Pipe 조립품이 3차원으로 치수가 정확해야 할시 로 브레이징이 된다고 할지라도 Fixture문제 때문에 Gas Brazing기계가 더 적합할 때가 있다. 또한 복잡한 형상을 띠었을 때, 가장 조립이 용이하고 브레이징이 잘 되는 방안을 찾아야 할 것이다.
  
 10-6. 작업자의 능력과 인원
  
 작업자의 능력과 허용된 인원에 따라 기계설계는 달라질 것이다. 예를 들어 Gas Index Brazing 기계를 사고자 하는데, 작업자를 한명으로 하려고 하나 조립, 링 삽입, 플럭스 도포기나 와이어 주입기를 설치할 것인지가 검토 되어야 할 것이다. 또한 작업자의 능력에 따라 기구, 기계 선택이 달라질 수도 있을 것이다.
  
 10-7. 모재의 크기 및 Joint 형태
  
 모재의 크기 및 형태에 따라 기계의 크기 및 선택의 폭이 달라질 것이다. 연속로의 경우 입구의 크기에 따라 물건이 제약을 받을 것이며, 또한 Joint형태에 따라 기계선택이 달라질 수 있을 것이다.
  
 10-8. 사용연료
  
 사용 가능 연료가 전기, 가스, 오일이냐에 따라 달라질 수 있을 것이다. 전기로의 경우 많은 전기가 필요하다. 전기용량이 맞지 않을 시는 승전 등의 조치가 따라야 할 것이다.
  
 10-9. 공장(작업장)의 현장조건
  
 공장용지(기계 설치장소)의 크기에 따라 부대설비 등에 의해 기구 및 장비는 영향을 받을 것이다.
  
 10-10. 제품의 품질 및 특성
  
 만일 고정도의 제품을 원할 시는 로 브레이징이 적합할 것이며, 또한 균일한 고차 관리를 원할 시에는 이에 걸맞는 JIG가 설계 되어야 할 것이다.
또한 브레이징 부위 옆에 타기 쉬운 부품이 붙어 있을 시에는 최대한 열전달을 막으며 빨리 브레이징을 해야 하기 때문에 급열을 가할 수 있는 고주파 유도 가열로가 적합할 것이다.
  
 10-11. 자금관계
  
 허용하는 자금에 따라 기계선택의 폭은 달라질 수 있을 것이다. 상기에서 언급한 이외에도 많은 변수가 있을 수 있으며, 위의 요건 중 어느 한 가지만 중요하다고 할 수 없으며, 기계 및 장비의 선택 시 영향을 줄 것이다.
아무튼 기구 및 장비를 결정할시 상기사항을 고려하여 진정으로 생산성이 향상되고, 원가절감이 가능한 기계 및 기구의 선택이 이루어져야 할 것이다.