5-6. 기타 브레이징 방법

기타 브레이징 방법은 레이저 (Laser)를 이용한 레이저 브레이징 방법, 플라즈마 아크를 이용한 플라즈마 아크 브레이징, 확산을 이용한 확산 접합 방법이 최근 활발히 개발되고 있다.  아래 그림 2-152)는 플라즈마 아크를 이용한 장비 사진이다.  확산접합의 경우 고상 확산 접합법 (diffusion bonding)과 액상 확산 접합법 (transient liquidphase bonding)으로 나눌 수 있다. 고상 확산 접합은 전부 고상 상태에서 진행되지만 액상 확산 접합은 가열하여 접합온도에 도달하였을 때 용가재가 용융한다.  브레이징의 경우 용가재가 용융상태가 되면 곧 냉각되지만, 액상 확산 접합의 경우 접합 온도에서 그대로 유지되며 용가재 중의 융점강하 원소를 모재 중에 확산시켜 접합부를 등온 응고 시킨다.

액상 확산 접합은 확산 브레이징이라고 부르며, 등온 접합부이기 때문에 브레이징 온도에 도달하여도 접합부가 다시 용융되지 않는다. 이것이 브레이징법과 가장 큰 차이점이며, 결국 액상 확산 접합법은 브레이징부가 고온에서 강도가 약화되는 단점을 보완한 접합법이다.

그림 2-153)는 액상 확산접합 과정을 보인 것이다. 이 접합 과정은 접합온도에서 용가재를 용융시킨 후, 그 온도에서 그대로 유지하면, 용가재 중의 융점 저하 원소가 모재 중으로 확산되면서 접합 온도에서 응고가 일어난다. 즉, 동일한 온도에서 액체가 고체가 바뀌는 등온응고가 일어나게 된다. 등온 응고된 접합부를 그 온도에서 더욱 장시간 유지하면 모재와 용가재 금속의 일반 원소들도 상호 확산하여 균일한 조성에 도달하는 조성 균일화가 이루어진다. 액상 확산접합법은 내열합금 등 고온재료나 고신뢰성이 요구되는 부품의 접합에 사용된다.

그림 2-154)의 경우 접합시간에 따른 접합계면층의 미세 조직을 나타낸 것이다.

아래의 그림 2-155)은 국내에서 생산되는 확산 접합 제품의 사진들을 보인 것이다.

최근에는 레이저 브레이징(Laser Brazing)의 중요성이 증가되고 있다. 특히 자동차 및 전자산업을 중심으로 급속히 확산되고 있는 추세이다. 아래 그림 2-156)은 레이저 브레이징 장면을 나타낸 것이다. 철과 철을 레이저를 사용하여 브레이징 접합한 경우로 고에너지이기 때문에 철판의 변형이 거의 없고 기존공정과 비교하여 그라인딩 등 후처리가 필요없다.

아래 그림 2-157)는 아연도 강판과 알루미늄판을 레이저를 사용하여 접합한 단면을 확대사진 촬영한 경우이다. 특히 레이저를 사용하여 알루미늄과 철의 접합이 자유로워짐에 따라 자동차 차체경량화를 위한 레이저 브레이징의 응용에 대한 관심이 증폭되고 있으며 상당부분 실용화가 진행되고 있다.