KR20050026918A - 알루미늄제품의 브레이징 방법과 그 로 - Google Patents

알루미늄제품의 브레이징 방법과 그 로 Download PDF

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Abstract

가열로 내에서 알루미늄 제품을 플럭스와 브레이징 용재를 도포하기 전에 알루미늄 제품을 약 500℃ 까지 예열로(6)내에서 예열할 때, 예열로(6)내의 질소 가스 분위기를 팬(15)에 의해 대류해서 가열 효율을 높이는 것과 동시에 예열로(6)내로 외란하여 들어오게 되어도, 팬(15)에 의해 질소 가스 분위기 속에 확산되어진 산소를 탄소질로 변형해, 예열로의 로내벽(11)과 접촉, 반응시켜 CO가 되고 질소가스 분위기의 산소농도를 낮게 유지시키는 것에 의해 알루미늄 제품을 예열로(6)와 가열로(8)를 포함한 연속분위기로에서 가열해 브레이징 할 때에 가열시간을 단축하고 브레이징을 종래보다 경제적으로 실시한다.

Description

알루미늄제품의 브레이징 방법과 그 로{Method for brazing aluminum porducts and Furnace therfore}
본 발명은 알루미늄 합금을 포함하는 알루미늄의 모든 제품, 예를 들면 알루미늄제 열교환기의 브레이징 방법과, 상기 브레이징 방법을 실시하기에 바람직한 연속로에 관한 것이다.
알루미늄제품, 예를 들면 알루미늄제 열교환기의 브레이징의 대다수는, 기술적 또한 경제적으로 뛰어난 연속 분위기로에 의해 행하여졌다.
연속 분위기로 안을 순환하는 매시 벨트에 의해 알루미늄제품은 로내로 반송되어, 순차적으로 수분 건조로, 전실, 예열로, 가열로, 냉각실, 돌풍 냉각실을 통해 브레이징이 완료된다. 가열로에서, 알루미늄제품의 브레이징 되는 부분에 미리 부착되어 있는 브레이징 용재와 플럭스가, 먼저 플럭스, 다음으로 브레이징 용재의 순서로 녹아서, 제품이 브레이징 된다.
제품이 양호하게 브레이징 되기 위해서는 가열로로 반송된 제품 전체가 아주 빨리 균일하게 브레이징 온도를 갖는 것이 긴요(肝要)하다. 그런데 이와 같이, 제품 전체를 균일하게 가열하기 위해서는 제품을 상당 온도하에서 상당 시간 홀딩하지 않으면 안된다. 그렇기 때문에 가열로에서의 브레이징에 앞서서, 제품은 예열로에서 플럭스와 브레이징 용재의 융점의 근방까지 승온된다.
가열로에서의 제품의 가열시간을 짧게 하는 것이, 상술한 대로 긴요(肝要)하지만, 이것에 앞서 예열로에서의 제품의 예가열(豫加熱) 시간을 단축하는 것도, 열 경제상 요구된다.
그런데 산화되기 쉬운 알루미늄제품을, 그 품질에 지장이 없도록 급속하게 예열하는 것은 결코 쉬운 것은 아니다.
알루미늄제품의 브레이징에 이용되는 플럭스는, 불소화합물 또는 불소화합물을 포함하는 알칼리 금속염화물로, 이 융점은 550℃ 전후에서 500℃이다. 또한 상기 브레이징에서 일반적으로 이용되는 Al-Si계의 브레이징 용재의 융점은 500~630℃이다.
즉 알루미늄제품의 브레이징용 연속로의 가열로에서의 가열 영역은, 500~630℃인 한편, 그 예열로에서의 예가열 영역은 500℃까지이다.
500℃이하의 비교적 저온에서의 가열에는, 대류를 주로 하는 가열 방법이, 방사를 주로한 가열보다도 효과적인 것이 알려져 있다. 따라서 가열 영역이 500℃까지인 알루미늄제품의 브레이징용 연속로의 예열로에서도, 대류를 주로 하는 가열 방법이 당연히 채용되어야 한다.
그러나 의외로 알루미늄제품의 브레이징용의 예열로에서, 대류를 주로 하는 가열 방법이 채용되는 것이 없었다. 이것은 이하로 서술하는 이유 때문이다.
알루미늄제품 자체와, 이것을 브레이징 하기 위한 브레이징 용재와, 플럭스가, 승온된 예열로내에서 산화되지 않도록, 또한 공기(대기:大氣)가 로내로 침입되지 않도록, 로내 분위기로서 질소 등의 중성 가스가 예열로내로 연속하여 보내진다. 그런데 산소가 제품에 붙어서, 또는 제품을 반송하는 매시 벨트에 부착되어 자주 로내에 들어오게 된다. 이 때에 예열로가 방사를 주로 하는 가열 방법에 의해 가열되고 있다면, 이러한 산소는 로내 분위기 중에 확산되는 일은 적다.
그러나 예열로내의 분위기가 팬에 의해 생기는 대류에 의해 교반, 가열되고 있다면, 로내에 외란(外亂)으로 침입된 산소까지도 선동되어, 예열로내를 대류하여, 가열로를 더럽히는 것이 된다. 특히 브레이징 시의 환원 융해제로서 작용해야 하는 플럭스가, 가열로내에서의 브레이징에 앞서서, 예열로내에서 그 상당한 부분이 자기 산화되어 버린다. 이렇게 해서는 모처럼 제품이 예열로내에서 급속하게 가열되어도, 그 후의 브레이징에 중대한 지장이 생기게 된다.
그래서 본 발명의 목적은 가열로내에서의 알루미늄제품의 브레이징에 지장이 없도록, 상기 제품을 예열로내에서 대류를 주로 하는 가열방법으로 급속하게 예열할 수 있는 것을 특징으로 하는 알루미늄제품의 브레이징 방법과, 그 로를 제공하는 것에 있다.
바꾸어 말하면, 알루미늄제품을 예열로와 가열로를 포함하는 연속 분위기로에서 가열하여 브레이징 할 때에, 가열 시간을 단축하여 브레이징을 종래보다도 보다 효과적으로 실시하는 것을 본 발명은 과제로 한다.
도 1은 본 발명을 실시하기에 바람직한 연속분위기로의 일예를 그 구성부에 의해 개락하여 도시하는 평면도.
도 2는 도 1 중의 예열로의 설명적인 단면도
본 발명에 의한 알루미늄제품의 브레이징법과 그 로에 있어서는 예열로내에서 라디안트 튜브(radiant tube) 등의 가열수단으로 가열되어, 팬에서 교반되고, 로내를 대류하는 질소 등의 중성로내 분위기 가스를 예열로의 로내벽을 이루는 그래파이트(graphite) 등의 탄소질과 접촉시킨다. 따라서 만약 이 분위기 가스 중에 산소가 외란하여 들어오게 되어도, 상기한 탄소질과 접촉, 반응하여 CO가 되고, 로내 분위기 가스의 산소 농도는 낮아, 중성으로 유지된다. 이하로 본 발명의 방법을 이것을 실시하기에 바람직한 첨부도면으로 도시된 연속분위기 로를 참조하여 더욱 설명한다.
알루미늄제품의 브레이징용 연속 분위기로의 전체의 평면도가, 도 1에서 설명적으로 도시되어 있다.
구동장치(2)와 종동장치(3)에 의해 매시 벨트(1)가 로내를, 화살표 방향으로 순환한다. 브레이징된 알루미늄제품은, 상기 매시 벨트(1)에 의해 반송되어, 순차적으로 수분 건조로(4), 전실(5), 예열로(6), 가열로(8), 냉각실(9), 돌풍 냉각실(10)을 통과한다. 알루미늄제품(미도시)은, 가열로(8)에서 브레이징 되기 전에 예열로(6)에서 약 500℃로 예열된다. 상기 예열로의 설명적인 단면을, 도 2로 나타낸다.
외부와 세라믹 파이버와 벽돌로 단열된 예열로(6)의 로내벽(11)은, 단면이 직사각형으로 그래파이트로 만들어진다. 이 안을 매시 벨트(1)가 주행한다. 로내벽(11) 내에 있는 매시 벨트(1)는 밖으로 가는 길이고, 예열로(6)의 하부방향에 있는 매시 벨트(1)는 들어오는 길이다. 밖으로 나가는 길의 매시 벨트(1)를 덮듯이 스테인레스강제의 배플(12)이 설치되고, 상기 배플(12) 내에 개구하는 질소가스 도입 파이프(13)가 설치되어 있다.
로내벽(11)내에 매시 벨트(1)를 횡단하는 방향으로 상하로 각각 4개, 합계 8개의 라디안트 튜브(14)가 설치되어, 이 중의 상하의 각각 1개가 도 2 에 도시되어 있다. 모터(7)에서 회전되는 팬(15)의 날개(16)는 배플(12)의 상방향에 위치한다. 상기 팬(15)(따라서, 상기 회전용 모터(7))은 로의 길이방향으로 간격을 두고 2개 설치되어 있다.
또한 열전쌍(thermocouple)과 샘플링 파이프가, 그 선단이 각각 로내벽(11)내에 면하도록 설치되어 있는데, 도 2에서는 이것을 도시하는 것은 생략했다.
실시예 :
0.5㎏의 알루미늄제 열교환기를 2㎏의 지그로 단단히 조여 고정하고, 이 알루미늄제품 3개를 매시 벨트(1)의 진행 방향을 횡단하는 방향으로 1열로 늘어 세우고, 이러한 열을 순차로 매시 벨트(1)상에 두고, 상술한 연속 분위기로내로 보낸다. 알루미늄제품의 브레이징해야 하는 부분에는 융점이 540℃의 불소화합물로 이루어진 NOCOLOK(알칸(ALCAN)사의 상품명) 플럭스(flux)와, 융점이 585℃의 Al-Si 계 브레이징 용재를 도포한다.
예열실(6)의 단면이 직사각형의 그래파이트 로내벽(11)내에, 파이프(13)에 의해 침입된 질소 가스는 라디안트 튜브(14)에서 가열되어, 팬(15)의 날개(16)에 의해 교반되고, 로내벽 내를 대류하여 예열실(6)로 반송된 알루미늄제품을 가열했다. 알루미늄제품을 500℃까지 승온시키기에 필요로 하는, 알루미늄제품의 예열실(6)내에서의 체류시간을 재었는데 8분이었다.
비교예:
팬(15)의 회전을 정지하고, 상기의 실시예와 마찬가지로 알루미늄제품이 500℃까지 승온시키기에 필요로 하는, 알루미늄 제품의 예열실(6)내에서의 체류시간을 재었을 때 14분이었다.
상기 실시예와 비교예에서의 예열실 내의 질소가스 분위기의 산소농도를, 계속하여 측정했을 때, 어떤 예에 있어서도 30~50ppm으로, 낮게 유지되었다. 알루미늄제품 자체, 및 이것에 도포된 플럭스와 브레이징 용재가 산화된 형적은, 상기 실시예와 비교예의 어디에서도 확인되지 않았다.
상술한 본 발명의 실시 형태에 있어서는 예열실(6)내의 로내벽(11) 만을 탄소질로 했는데, 팬(15) 및/또는 배플(12)의 전부 또는 일부를 탄소질로 해도 되는 것은 물론이고, 이들은 본 발명의 범위내의 변형예이다.
이상으로 상세하게 서술한 것에서 밝혀진 대로, 본 발명의 방법과 연속 가열로에 의하면 알루미늄제품 브레이징이 종래보다도 단시간에 가능하고, 따라서 경제적으로 유리하고, 또한 확실하게 달성할 수 있는 우수한 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 연속로의 예열로를 통해서 가열로로 운반되는 알루미늄 제품이, 상기 가열로내에서 브레이징 되기 직전에, 상기 예열로내에서 가열되어 대류하고, 또한 탄소질과 접촉하는 중성가스에 의해, 상기 알루미늄제품의 브레이징 온도의 근방까지 미리 승온시키는 것을 특징으로 하는 알루미늄제품의 브레이징 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    중성가스가 질소이고, 팬에 의해 예열로내를 대류하고, 질소 중에 갖고 있는 산소는 질소산과 접촉하여 반응하고, 예열로내의 신소농도가 낮게 계속 유지되는 것을 특징으로 하는 알루미늄제품의 브레이징 방법.
  3. 제 1 항 또는 2 항에 있어서,
    예열로의 로내벽, 팬, 또는 배플의 적어도 일부를 탄소질로 하는 것을 특징으로 하는 알루미늄제품의 브레이징 방법.
  4. 알루미늄제품이 브레이징되는 가열로로 보내기 직전에, 상기 알루미늄제품을 상기 브레이징 온도의 근방까지 승온시키는 예열로의 화로벽, 팬, 또는 배플의 적어도 일부가 탄소질이고, 또한 예열로의 분위기를 이루는 가열된 중성 가스가 상기의 팬에 의해 예열로내를 대류하는 것을 특징으로 하는 알루미늄제품의 브레이징용 연속로.
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