알루미늄 브레이징 플럭스 선택: 안정적인 접합을 위한 부식성 대 비부식성

갓 브레이징된 알루미늄 코어 배치가 접합부 주위에 흰색 가루가 나타나기 전까지 2주 동안 창고에 보관되었습니다. 확대해 보면 필렛 근처 영역에 구멍이 생겼습니다. 납땜 합금은 정확했고 용광로 프로필은 사양과 일치했지만 어쨌든 부품이 고장났습니다. 원인은 플럭스였습니다. 생산 팀은 더 나은 습윤성을 위해 공격적인 염화물 기반 플럭스를 선택했고, 코어에 폐쇄된 채널이 있어 청소를 신뢰할 수 없게 만들었기 때문에 온수 헹굼을 건너뛰었습니다. 그 결정은 성공적인 브레이징을 부식 ​​실패로 바꾸었습니다.

알루미늄 브레이징 플럭스를 선택할 때 가장 먼저 대답해야 할 질문은 가격이나 브랜드가 아닙니다. 이는 완성된 부품 내부에 플럭스 잔류물이 허용될 수 있는지 여부입니다. 부식성 플럭스와 비부식성 플럭스는 브레이징 주기 후에 매우 다르게 행동하며, 그 차이에 따라 부품에 브레이징 후 세척 라인이 필요한지, 잔여물을 그대로 둘 수 있는지, 조인트가 사용 중에 유지되는 기간이 결정됩니다. 이 기사에서는 이러한 차이점을 설명하고 생산을 위한 플럭스를 선택하고 인증하기 위한 실질적인 기준을 제공합니다.

부식성 플럭스와 비부식성 플럭스: 실제 변화

부식성 플럭스와 비부식성 플럭스는 서로 다른 두 가지 생산 철학을 나타냅니다. 잔류물이 제거될 것이라고 가정합니다. 다른 하나는 잔여물이 그대로 유지될 것이라고 가정합니다.

브레이징이 발생하기 전에 플럭스는 모재 금속의 산화알루미늄 층을 뚫고 나와야 합니다. 산화알루미늄은 안정적이고 녹기 어려우며 깨끗한 알루미늄 표면에 거의 즉각적으로 형성됩니다. 산화막이 제거되거나 파괴될 때까지 어떤 필러 금속도 모재 금속을 적실 수 없습니다. 플럭스는 브레이징 온도에서 산화물을 화학적으로 공격하여 용융된 필러가 흐르고 필렛을 형성하도록 함으로써 이를 수행합니다.

부식성 플럭스는 일반적으로 염화물 염을 기반으로 합니다. 이 제품은 산화알루미늄을 용해하는 데 적극적이며 더 넓은 범위의 용광로 조건에서 작동할 수 있습니다. 그러나 잔여물은 공기 중 수분을 흡수하여 전도성 전해질을 형성하고 시간이 지남에 따라 알루미늄 기본 금속을 공격합니다. 이는 모든 납땜 부품을 납땜 후 일반적으로 뜨거운 물에서 교반하면서, 때로는 화학 첨가물을 사용하여 철저하게 세척해야 함을 의미합니다. 틈새, 닫힌 채널 또는 좁은 핀 간격에 잔류물이 남아 있으면 부식이 시작됩니다.

비부식성 플럭스는 플루오로알루미늄산 칼륨 화합물을 기반으로 합니다. 그 잔류물은 물에 녹지 않고, 수분을 흡수하지 않으며, 일반적으로 사용 중인 알루미늄과 상용성이 있습니다. 염화물 플럭스보다 덜 공격적이므로 더 깨끗한 표면과 더 통제된 로 분위기가 필요합니다. 그러나 브레이징 주기가 완료되면 즉각적인 부식 위험 없이 잔여물이 그대로 유지될 수 있습니다.

다음 표에는 실질적인 차이점이 요약되어 있습니다.

알루미늄 열 교환기에서 플럭스 선택이 중요한 이유

알루미늄 판-핀 열 교환기의 경우 부품 형상으로 인해 잔류물 제거가 거의 불가능하므로 비부식성 플럭스가 기본 선택입니다.

플레이트-핀 열 교환기 코어는 작은 수력학적 직경과 좁은 흐름 통로를 갖춘 교대로 편평한 플레이트와 주름진 핀으로 구성됩니다. 코어가 납땜되면 해당 통로가 여러 면에서 밀봉됩니다. 핀 간격 내부에 갇힌 염화물 플럭스 잔류물은 확실하게 씻어낼 수 없습니다. 시간이 지남에 따라 냉각 루프 내부의 습기가 잔류물에 응축되어 전해질을 형성하고 구멍이 생기기 시작합니다. 그러면 부식 생성물이 벗겨져 흐름 경로를 막고 냉각되는 유체를 오염시킵니다.

이것이 오늘날 대부분의 납땜 알루미늄 열교환기 생산에서 비부식성 불소 플럭스 공정을 사용하는 이유입니다. 플럭스는 수성 슬러리로 핀 스톡에 적용되거나 건식 코팅으로 도포된 후 코어가 조립되고 섭씨 약 590~615도의 질소 분위기에서 납땜되어 잔여물이 그대로 남아 있습니다. 부식을 유발하지 않으므로 제거할 필요가 없습니다. 추가 보호가 필요한 애플리케이션의 경우 부식 방지 알루미늄 플레이트 핀 라디에이터 이 프로세스는 사용 수명 연장을 위해 설계된 재료 선택 및 표면 처리와 결합됩니다.

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냉각 장비의 부품 사양을 평가하는 경우 플럭스 선택과 장기 부식 저항 사이의 연관성은 직접적입니다. 부식성 플럭스와 불완전한 세척으로 브레이징된 부품은 배송 시 완벽해 보이지만 6개월 후에는 고장날 수 있습니다. 부식성 환경에 대한 재료 및 프로세스 선택에 대한 자세한 내용을 보려면 당사 실용적인 내식성 플레이트 핀 라디에이터 선택 가이드 주요 매개변수를 살펴봅니다.

부식성을 넘어서는 플럭스 선택 기준

부식성/비부식성 결정이 내려지면 플럭스 선택은 플럭스 창을 모재 금속, 용가재 및 용광로 분위기에 맞추는 엔지니어링 작업이 됩니다.

온도 창

플럭스는 브레이징 온도에서 완전히 활성화되어야 하며, 플럭스의 유효 범위는 용가재의 용융 범위와 겹쳐야 합니다. Al-Si 합금과 같은 일반적인 알루미늄 브레이징 필러는 섭씨 575도 정도에서 녹기 시작합니다. 필러가 완전한 유동성에 도달하기 전에 플럭스가 녹아 퍼져야 합니다. 플럭스가 너무 늦게 활성화되면 필러가 젖지 않습니다. 너무 일찍 활성화되면 조인트가 형성되기 전에 플럭스가 건조될 수 있습니다.

비부식성 플루오로알루미늄산 칼륨 플럭스의 경우 일반적인 활성 범위는 대략 섭씨 560~620도입니다. 이는 대부분의 알루미늄 브레이징 응용 분야에 적용되지만 사용 중인 특정 합금 조합에 대해 확인하십시오.

분말 입자 크기 및 캐리어

플럭스는 종종 슬러리, 페이스트 또는 사전 코팅된 층으로 적용됩니다. 분말 입자 크기는 도포 균일성과 가열 중 코팅의 거동에 영향을 미칩니다. 거친 분말은 다루기가 쉽지만 고르지 않게 자리잡을 수 있습니다. 미세한 분말은 더욱 균일한 코팅을 제공하지만 혼합 및 제어가 더 어려울 수 있습니다. 캐리어 시스템도 중요합니다. 수성 슬러리는 일관된 건조가 필요한 반면, 용제 기반 시스템은 다른 처리가 필요할 수 있습니다. 좁은 간격으로 핀 어셈블리를 브레이징하는 경우 균일하고 얇은 플럭스 층이 일반적으로 최대 플럭스 활성보다 더 중요합니다.

용광로 분위기

비부식성 플럭스는 건조하고 불활성인 대기, 일반적으로 질소에서 가장 잘 작동합니다. 산화물 재성장을 방지하려면 대기가 건조해야 하며 이슬점은 일반적으로 섭씨 영하 40도 이하여야 합니다. 퍼니스의 산소 및 수분 수준은 플럭스 효율에 직접적인 영향을 미칩니다. 대기가 열악한 경우 플럭스는 브레이징을 활성화하는 대신 산화물과 싸우면서 자체적으로 소비되어 조인트가 고갈됩니다. 부식성 플럭스는 대기 품질에 더 잘 견디며, 이는 수동 및 토치 브레이징 응용 분야에 계속 사용되는 이유 중 하나입니다.

생산 전 플럭스 검증

잔류물 거동 테스트를 포함하는 소규모 배치 시험 없이는 어떠한 플럭스도 연속 생산에 들어가서는 안 됩니다. 화학 사양만으로는 세척 및 조립 공정과 함께 용광로, 핀 형상에서 플럭스가 어떻게 작동하는지 알려주지 않습니다.

실제 자격 부여 단계에는 다음이 포함됩니다.

• 활성 함량 및 불순물에 대한 분석 인증서를 확인하십시오. 지정된 한도를 초과하는 철, 구리 및 아연 수준은 접합 품질 및 부식 거동에 영향을 미칠 수 있습니다.
• 배치 간 일관성을 확인하세요. 브레이징 온도는 좁은 범위이며 10도 더 높게 활성화되는 플럭스 배치는 전체 생산 실행에서 불완전한 필렛을 유발할 수 있습니다.
• 보관 조건을 제어합니다. 플럭스 파우더는 포장이 열려 있으면 습기를 흡수합니다. 수분은 덩어리를 유발하고 활동을 감소시킵니다. 밀봉된 용기를 사용하고 유통기한을 확인하세요.
• 생산에 사용될 동일한 기본 금속, 필러, 플럭스 로딩 및 분위기를 사용하여 소규모 배치 브레이징을 실행하십시오. 필렛 형성, 잔여물 모양 및 채널 청결도를 검사합니다.
• 완성된 브레이징 샘플에 대해 습도 노출 테스트를 수행합니다. 지정된 기간 동안 샘플을 따뜻하고 습한 환경에 노출시키고 부식 생성물이 있는지 검사하십시오. 이는 플럭스와 프로세스 조합이 안전한지 확인하는 가장 직접적인 방법입니다.

소모성 재료의 경우 이러한 단계가 무거워 보일 수 있지만 플럭스는 우수한 브레이징 공정을 현장 신뢰성 문제로 바꿀 수 있는 주요 변수입니다. 자체 제조의 경우 특히 열 교환기가 유압 냉각 또는 파워트레인 열 관리와 같은 까다로운 응용 분야에 사용될 경우 제품 설계 검토의 일부로 플럭스 인증을 처리합니다.

플럭스 선택은 소모품 비용 결정이 아니라 신뢰성 결정입니다.

알루미늄 브레이징에서는 용가재와 용광로 프로파일이 가장 큰 관심을 받지만 플럭스는 조인트가 서비스 첫해를 견딜 수 있는지 여부를 결정합니다. 비부식성 불소 플럭스는 가장 큰 위험을 제거합니다. 습기를 흡수하고 내부에서 조인트를 부식시키는 갇힌 잔류물입니다. 열교환기 코어 및 기타 폐쇄형 구조의 경우 이는 올바른 기본 선택입니다. 플럭스를 조달할 때 온도 창, 대기 요구 사항 및 잔류물 거동을 확인한 다음 실제 생산 시험을 통해 검증하십시오.

납땜 알루미늄 냉각 제품을 설계하거나 소싱하는 경우 알루미늄 판-핀 쿨러 통제된 비부식성 플럭스 프로세스로 구축된 것이 기대되는 기준선입니다.

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