구리관 브레이징에 수소-질소 가스를 사용하는 이유는 무엇인가요? 환원 분위기로 누출 없는 접합부 달성

수소-질소 혼합물은 주로 브레이징 중 활성 "환원 분위기"를 조성하기 위해 사용됩니다. 질소만으로는 산소를 밀어내어 새로운 산화를 방지하지만, 수소를 첨가하면 구리 표면의 기존 미량 산화물과 실제로 반응합니다. 이러한 화학적 복원은 필러 금속이 원활하게 흐르도록 보장하여 더 깨끗하고 강하며 누출 없는 접합부를 만듭니다.

표준 불활성 가스는 산화를 방지할 뿐이지만, 수소 혼합물은 실제로 산화를 되돌립니다. 수소는 표면 산화물을 화학적으로 환원함으로써 습윤성을 크게 개선하고 개재물을 줄여 더 높은 품질의 브레이즈 접합부를 만듭니다.

환원 분위기의 작동 원리

단순한 치환을 넘어서

표준 브레이징에서 질소와 같은 불활성 가스는 산소를 작업물에서 밀어내는 데 사용됩니다. 이는 가열 과정에서 금속이 타거나 더 산화되는 것을 방지합니다.

그러나 질소만으로 차폐하는 것은 수동적인 조치입니다. 이는 가열이 시작되기 전에 구리관 표면에 이미 존재하는 잔류 미량 산화물을 해결하지 못합니다.

수소의 역할

수소는 차폐 공정에 화학적 활성을 도입합니다. 브레이징 온도에서 수소는 환원제로 작용합니다.

금속 표면에 존재하는 산화물과 반응하여 산소를 제거합니다. 이는 효과적으로 표면을 순수 금속으로 복원하여 필러 재료 준비를 합니다.

접합부 품질 개선

습윤성 향상

브레이즈 접합부가 강하려면 액체 필러 금속이 모재에 고르게 퍼져야 합니다. 이 특성을 습윤성이라고 합니다.

산화물은 액체 필러를 밀어내어 퍼지는 대신 뭉치게 하는 장벽 역할을 합니다. 이러한 산화물을 제거함으로써 수소 혼합물은 필러가 구리 표면에 쉽게 퍼지도록 보장합니다.

개재물 감소

산화물이 제거되지 않으면 응고된 브레이즈 심 안에 갇힐 수 있습니다. 이러한 갇힌 입자를 개재물이라고 합니다.

개재물은 접합부를 약화시키고 누출 경로를 만들 수 있습니다. 수소 강화 분위기는 이러한 결함을 최소화하며, 이는 고품질의 누출 없는 접합부를 얻는 데 중요한 요소입니다.

절충점 이해

농도 제한

업계에서는 일반적으로 저농도 수소 혼합물, 예를 들어 5% 수소를 사용합니다.

순수 수소 대신 혼합물을 사용하면 환원 분위기의 이점을 누리면서 안전 문제를 관리할 수 있습니다. 화학적 효과와 공정 안전성 간의 균형을 맞춥니다.

목표에 맞는 올바른 선택

특정 응용 분야에 수소-질소 혼합물이 필요한지 여부를 결정하려면 품질 요구 사항을 평가하십시오.

주요 초점이 절대적인 접합부 무결성이라면: 수소-질소 혼합물을 사용하여 습윤성을 극대화하고 중요 시스템의 누출 위험을 가능한 한 낮게 보장하십시오.
주요 초점이 기본적인 산화 방지라면: 순수 질소는 새로운 스케일을 방지하지만 기존 미량 산화물의 표면을 적극적으로 청소하지는 않는다는 점을 인식하십시오.

궁극적으로 수소를 도입하면 차폐 가스가 수동적인 장벽에서 표면 복원을 위한 능동적인 도구로 변환됩니다.

요약 표:

특징	순수 질소 차폐	수소-질소 혼합물
기능	수동 (산소 치환)	능동 (표면 산화물 환원)
산화물 제거	없음 (새로운 산화만 방지)	금속 표면을 화학적으로 복원
습윤성	표준	크게 향상됨
접합부 품질	기본 무결성	최대 무결성 (누출 없음)
일반적인 비율	100% N2	일반적으로 5% H2 / 95% N2

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