KR100859177B1 - 스테인레스강 부분을 포함하는 제품의 가열 납땜 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금속제품, 특히 그 일부분에 스테인레스강제 부품을 포함하는 제품을 연속하여 납땜 가열로로 컨베이어에 의해 반송하고, 그 납땜 가열실 내에서 소정의 납땜 온도로 가열하여 납땜하는 스테인레스강 부분을 포함하는 제품의 가열 납땜 방법에 관한 것으로, 스테인레스강 부품을 포함하는 제품을 연속하여 분위기 내에서 납땜 할 때 저온에서 고온에 이르는 여러종류의 납땜을, 스테인레스강을 환원상태에서 또 동일의 연속로에서 용이하고 안전하게 작업을 달성할 수 있도록 한 것이다.

본 발명은 납땜 가열실을 산등성이 부분과 같이 최상부로 형성하고, 그 전후의 가열실을 옷자락 형상으로 하측으로 연장 형성하며, 그것들의 가열실 내 분위기를 각각 불활성 가스로 하고, 이 가열실을 그라파이트 머플로 구성하여, 비교적 저온의 납땜시에는 그라파이트 머플 내의 분위기에 상당량의 수소를 첨가하고 비교적 고온의 납땜시에는 상기 분위기에 수소를 전혀 첨가하지 않던가 또는 약간 첨가하여 고정시키는 것을 특징으로 한다.

Description

스테인레스강 부분을 포함하는 제품의 가열 납땜 방법{BRAZING METHOD OF PRODUCTS CONTAINING STAINLESS STEEL PARTS}

본 발명은 금속제품, 특히 그 일부분에 스테인레스강제 부품을 포함하는 제품을 연속하여 납땜 가열로로 컨베이어에 의해 반송하고, 그 납땜 가열실 내에서 소정의 납땜 온도로 가열하여 납땜하는 방법에 관한 것이다.

스테인레스강을 비롯하여, 금속제품을 납땜할 때는 제품을 산화시키지 않고, 즉 환원분위기하에서 행하여지는 것이 중요하다. 이 때문에 환원성가스인 수소를 100용량% 분위기로 하여 낮은 산소분압하에서 납땜하는 것은 잘 알려져 있다.

스테인레스강의 산화환원평면산소분압은 그림 3의 그래프에서 표시되어져 있는 바와 같으며, 비교적으로 낮은 온도에서 스테인레스강이 납땜되어질 때는 수소가 사용되어진다.

수소는 공기 중에서의 용적이 4용량%여서 폭발한계가 되기 때문에 그 취급을 신중하게 하여야 한다. 이 때문에 불활성가스인 질소나 아르곤에 4용량% 이하의 수소를 첨가하여 가열로 내의 분위기로 하는 것이 행하여지고 있다. 그러나 이러한 방법은 폭발의 위험성이 없고 특히 질소는 수소보다도 가격이 싸고 경제적이지만 스테인레스강을 포함하는 금속제품의 납땜시에 제품을 환원상태로 두어도 환원하는 것은 어렵다.

그런데 질소 등의 불활성가스를 그라파이트 머플 내에서 가열하면 환원성가스의 CO를 포함한 분위기로 되는 것이 알려져 있고 (일본특개소 60 - 190514호 공보), 이 질소 + CO 분위기를 사용해 스테인레스강을 환원상태로 유지하고 납땜할 수 있다. 이 질소 + CO가스의 산화환원평행산소분압은 도 3의 그래프에 나타나 있는 대로 800℃ 이상의 고온에서는 현저하게 낮고 스테인레스강을 환원상태로 유지한다. 다시 말하면 스테인레스 강철을 800℃ 근방, 안전을 취하려면 800℃이상의 고온으로 가열하고 납땜 할 때에는 이 질소 + CO가 환원성 가스로써 보증하여 사용할 수 있게 된다.

일본특개소 60-190514호 공보

따라서 본 발명은 스테인레스강 부품을 포함하는 제품을 연속해서 분위기 내에서 납땜할 때에, 사용되어지는 납에 따라 다른 납땜 온도로 하지 않고 저온에서 고온에 이르는 넓은 범위에서 당해제품을 환원상태에서 동일한 로를 사용하여 용이하고 경제적이며, 분위기 가스의 폭발의 우려 없이 납땜하는 것을 그 목적으로 하고 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 납땜 가열실을 산등성이 부분과 같이 최상부로 형성하고, 이 가열실의 입구와 출구로 각각 이어져 상기 뒤쪽에서 아래 방향으로 연장되는 앞방향과 뒤방향의 공간을 갖는 연속 납땜 가열로의 상기 납땜 가열실의 머플(간접가열실)을 그라파이트제로 하며, 이 그라파이트제 머플 내의 분위기를 0~99용량%의 수소를 함유하는 불활성가스로 하여, 컨베이어에 의해 연속해서 반송되어 오는 스테인레스강 부분을 포함하는 피납땜제품을 이 분위기에서 소정의 납땜 온도로 가열하고, 또 상기 앞방향과 뒤방향의 실내분위기를 불활성가스로 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 소정의 납땜 온도가 800℃ 이하이고, 가열실의 그라파이트제 머플 내의 불활성가스 분위기에 4용량% 이상의 수소를 포함시키는 스테인레스강 부분을 포함하는 제품의 가열 납땜 방법을 그 특징으로 한다.

또한, 소정의 납땜 온도가 800℃ 이상이고, 가열실의 그라파이트제 머플 내의 불황성가스 분위기에 4이하~0용량%의 수소를 포함시키는 스테인레스강 부분을 포함하는 제품의 가열 납땜 방법을 그 특징으로 한다.

또한, 가열실의 그라파이트제 머플 내의 불활성가스 분위기가 질소 또는 아르곤이고, 앞방향과 뒤방향의 실내 불황성가스가 질소인 스테인레스강 부분을 포함한 제품의 가열 납땜 방법을 그 특징으로 한다.

또한, 앞방향과 뒤방향의 실내 질소가 실온 이하로 유지될 수 있는 스테인레스 강 부분을 포함하는 가열 납땜 방법을 그 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명은 분위기연속가열납땜로의 납땜 가열실을 산등성이 부분과 같이 최상부로 하여 형성하고, 그 전후의 실을 입구 또는 출구가 납땜 가열실보다도 아래방향에 있도록 산비탈처럼 점차 낮아지는 옷자락 형상으로 신장시켜, 이것들의 각실 분위기를 불활성가스로 하고, 납땜가열실을 그라파이트 머플로 만들어 비교적 저온의 납땜 작업 시는 그라파이트 머플 내의 분위기에 상당량의 수소를 공급하며, 비교적 고온의 납땜 작업 시에는 그 분위기에 수소를 전혀 공급하지 않던가 또는 약간 공급한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 방법을 실시하는데 적절한 연속식 납땜 가열로의 일예를 나타낸다.

전체가 도면부호 1로 표시되어 있는 이 연속식 납땜 가열로는 그 전체 구성이 산등성이 형상과 같이 최상부를 이루는 납땜 가열실(3)과, 이 산등성이에서 입구방향과 출구방향으로 각각 이어져 옷자락 형상으로 점차 낮아지며 아래방향으로 신장하는 전실(4)과, 제1냉각실(5), 제2냉각실(6), 후실(7)로 되어 있다.

연속식 납땜 가열로(1) 안을 망벨트(2)가 순환하여 금속제품을 가열로 내로 순차적이고 연속해서 이송한다. 도면부호 8은 로의 운전조작패널이다.

가열로의 최상부를 이루는 납땜 가열실(3)은 도 2의 종단면도로 표시되어 있는 대로 로 표면재(10)의 내주면이 단열재(11)로 둘러싸이고 그 안의 단면이 직사각형인 공간 중앙에는 그라파이트제의 머플(간접가열실, 9)이 로의 길이방향으로 신장되어 있다. 머플(9)의 외측 상하의 공간에는 가열히터(12)가 설치되고, 또 머플(9)의 내부 저면을 따라서는 망벨트(2)가 로의 길이방향으로 이동하도록 설치된다. 또한 도 1과 2에 있어서, 가열실(3)과, 실 4, 5, 6, 7으로의 분위기 가스 도입관의 도시는 생략했다.

상기 연속식 납땜 가열로를 이용하여 하기의 실시예 1~3대로 이 발명의 방법을 실시했다.

< 실시예 1 >

상기의 납땜 가열로를 이용해서 스테인레스강(SUS304)으로 되는 강관의 측벽에 동파이트의 선단을 은납(BAg7)에 의해 납땜했다. 이 때 납땜의 조건은 아래의 내용대로이고, 양호하게 납땜이 되었다.

가열실(3) 내의 분위기 : 질소 + 수소 60용량%

실 4, 5, 6, 7 내의 분위기 : 질소

가열실(3) 내의 납땜 가열온도 : 740 ℃

이 실시예 1의 가열 납땜에 있어서는 동파이프를 스테인레스강에서 저온 납땜했고 연속식 납땜 가열로(1)의 가열실(3) 내 수소의 여유 분위기는 도 3의 그래프에서와 같이 스테인레스 강제 강관을 환원상태로 유지하여 미려하게 납땜했다. 이때 동파이프도 물론 아무런 지장 없이 납땜되었다.

이 실시예 1에서는 수소를 그 폭발한계의 4용량% 이상에서 사용했지만 산등성이와 같이 최상부를 이루는 가열실(3)내의 분위기 수소가스(가스비중 0.069 : 공기 1)는 이 산등성이에서 옷자락 형상의 아래방향으로 신장하는 실 4, 5, 6, 7 내의 질소가스(가스비중 0.977)에 의해서 가열실 내에 저지되고 로의 입구와 출구 주변의 대기에서 완전하게 단절되어 폭발의 위험성은 원천적으로 제거되었다.

< 실시예 2 >

실시예 1과 동일한 스테인레스 강관에 동일한 동파이프를 납땜했다. 단 이 실시예에서는 납재료로서 Cu-Mn납(Cu 52.8%, Mn 38.5%)을 사용했다.

가열실(3) 내의 분위기 : 질소

실 4, 5, 6, 7 내의 분위기 : 질소

가열실(3) 내에서의 납땜 가열온도 : 920℃

동일한 로에 의해 이 실시예에서는 폭발의 위험성이 있는 수소를 사용하지 않고 스테인레스 강을 환원상태에서 미려하게 납땜할 수 있었다. 여기서 가열실(3)의 그라파이트제 머플(9) 내의 질소분위기는 그 질소분압이 이 실시예의 납땜 온도인 920℃에서는 최저라도 10~20이하로 유지되고 스테인레스에 대하여 도 3의 그래프에서와 같이 환원성이 있다. 바람직하게는 필요에 따라 수소를 그 폭발한계 이하의 4용량%까지 혹은 그 이상의 량으로 공급해도 된다.

< 실시예 3 >

실시예 1과 동일한 스테인레스제 강관의 측벽에 같은 조성의 스테인레스(SUS304)파이프를 니켈납(BNi5)으로 동일한 로를 사용하고 납땜했다.

가열실(3) 내의 분위기 : 아르곤가스

가열실 4, 5, 6, 7내의 분위기 : 실온이하의 질소

가열실(3) 내의 납땜 가열온도 : 1200℃

이 실시예는 고온하에서의 납땜에 있어서도 스테인레스 제품은 미려하게 납땜 되었다. 이 실시예에 있어서도 가열실 내의 분위기가 스테인레스에 대하여 환원성이 있는 것은 그림 3의 그래프에서와 같이 명확하다.

본 발명에 따르면 단일의 연속식 납땝로를 사용해서 스테인레스강 부분을 포함하는 제품의 환원상태에서의 납땜을 저온에서 고온의 넓은 범위에 걸쳐 납땜가열실 내의 분위기를 바꿈으로서 용이하고 안전하게 달성할 수 있는 우수한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 방법을 실시하는데 최적인 연속식 납땜 가열로의 일실시예를 나타내는 측면도이다.

도 2는 도 1에 나타낸 납땜 가열로의 가열실 단면도이다.

도 3은 수소분위기 또는 그라파이트 가열 머플 내에 있는 불활성분위기가스와 대비했던 스테인레스강의 산화 환원 평행산소분압을 나타내는 그래프이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 --- 납땜 가열로

2 --- 망벨트

3 --- 가열실

4 --- 전실

5 --- 제1냉각실

6 --- 제2냉각실

7 --- 후실

8 --- 운전조작패널

9 --- 그라파이트 머플(간접 가열실, Muffle)

10 --- 로 표면재

11 --- 단열재

12 --- 가열히터

Claims (5)

1. 납땜 가열실을 산등성이 부분처럼 최상부로 형성하고, 이 가열실의 입구와 출구로 각각 이어져 상기 뒤쪽에서 아래 방향으로 연장되는 앞방향과 뒤방향의 공간을 갖는 연속 납땜 가열로의 상기 납땜 가열실의 머플(간접가열실)을 그라파이트제로 하며, 이 그라파이트제 머플 내의 분위기를 0~99용량%의 수소를 함유하는 불활성가스로 하여, 컨베이어에 의해 연속해서 반송되어 오는 스테인레스강 부분을 포함하는 피납땜제품을 이 분위기에서 소정의 납땜 온도로 가열하고, 또 상기 앞방향과 뒤방향의 실내분위기를 불활성가스로 하는 것을 특징으로 하는 스테인레스강 부분을 포함하는 제품의 가열 납땜 방법.
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4. 제1항에 있어서, 가열실의 그라파이트제 머플 내의 불활성가스 분위기가 질소 또는 아르곤이고, 앞방향과 뒤방향의 실내 불황성가스가 질소인 스테인레스강 부분을 포함한 제품의 가열 납땜 방법.
5. 제4항에 있어서, 앞방향과 뒤방향의 실내 질소가 실온 이하로 유지될 수 있는 스테인레스 강 부분을 포함하는 가열 납땜 방법.