KR20190101028A - Dissimilar material brazing method of aluminum alloy and stainless steel applied to vehicle - Google Patents

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KR20190101028A
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김종도
김평수
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한국해양대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a dissimilar material brazing method of an aluminum alloy and stainless steel applied to a vehicle and, more specifically, to a dissimilar material brazing method of an aluminum alloy and stainless steel applied to a vehicle which relates to a characteristic method for joining stainless steel and aluminum applied to a main body and an intake/exhaust system of a vehicle. The method for joining an aluminum alloy and stainless steel in an intake/exhaust system of a vehicle comprises: a washing process of cleaning a surface of the stainless steel and the aluminum alloy; a galvanizing process for a joining portion of the stainless steel; a flux coating process of improving melting of the aluminum alloy by coating flux on a joining portion of the aluminum alloy; a drying process of removing water formed on the flux; and a joining process of bringing the aluminum alloy and the stainless steel into contact with each other to braze the aluminum alloy and the stainless steel.

Description

차량에 적용되는 알루미늄합금과 스테인리스강의 이종재 브레이징 접합방법{Dissimilar material brazing method of aluminum alloy and stainless steel applied to vehicle}Dissimilar material brazing method of aluminum alloy and stainless steel applied to vehicle}

본 발명은 차량에 적용되는 알루미늄합금과 스테인리스강의 이종재 브레이징 접합방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 엔진 흡배기계 및 본체에 적용되는 스테인리스강과 알루미늄의 접합을 위한 특징적인 방법에 관한 차량에 적용되는 알루미늄합금과 스테인리스강의 이종재 브레이징 접합방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for brazing a dissimilar material brazing of aluminum alloy and stainless steel applied to a vehicle, and more particularly, to a vehicle relating to a characteristic method for joining stainless steel and aluminum applied to an engine intake and a body of a vehicle. It relates to a method for brazing dissimilar materials between aluminum alloy and stainless steel.

일반적으로 차량의 무게는 배기가스의 양과 연비의 향상이라는 측면에서 매우 중요한 파라미터로 고려된다. 최근에는 환경오염의 완화와 연료비의 절감이라는 측면에서 차량의 경량화가 이루어지고 있고, 특히 법적으로 배기가스의 양을 규제하는 등의 강제적 조치에 의해 자동차 산업에서 그 필요성이 크게 요구되고 있다.In general, the weight of a vehicle is considered a very important parameter in terms of the amount of exhaust gas and the improvement of fuel economy. In recent years, in the aspect of reducing environmental pollution and reducing fuel costs, vehicle weight has been reduced, and the necessity of the automobile industry has been greatly demanded by mandatory measures such as regulating the amount of exhaust gas.

차량의 경량화를 이루기 위하여, 기존의 강판보다는 경량이면서 만족스러운 강도와 강성을 가지는 알루미늄합금의 이용이 증가하고 있으며, 엔진 흡배기계의 경우에는 고온에서의 작동환경으로 인하여 내산화성, 내식성 및 내열강도가 요구되어 스테인레스강이 많이 사용되고 있다.In order to achieve a lighter weight of the vehicle, the use of aluminum alloys, which are lighter than conventional steel sheets and have a satisfactory strength and rigidity, are increasing. In the case of engine intake and exhaust machines, oxidation resistance, corrosion resistance and heat resistance are high due to the operating environment at high temperatures. Stainless steel is widely used.

즉, 일부 스테인레스강이 적용되는 부분에서는 알루미늄합금과의 접합이 필연적으로 생길 수 밖에 없는데, 스테인레스강과 알루미늄합금은 그 재질이 달라 용접(Welding)이나 브레이징(Brazing)에 의해 접합이 되지 않는다.That is, in the part where some stainless steel is applied, the bonding with the aluminum alloy inevitably occurs, but the stainless steel and the aluminum alloy are different from each other and are not joined by welding or brazing.

종래에는 엔진 흡배기계의 위치에서, 이러한 이종의 재질의 접합을 위하여 알루미늄합금과 스테인레스강의 기계적 결합이 이루어지도록 하고 있었다. 상세하게는, 엔진 흡배기계의 높은 온도에도 견딜 수 있고 알루미늄합금과 스테인레스강의 기계적 결합이 가능하도록 하는 내열고무를 적용하는 방식이 사용되거나, 리벳(Rivet)이나 압입에 의한 접합방식을 사용하였다.Conventionally, in the position of the engine intake and exhaust machine, mechanical coupling between aluminum alloy and stainless steel is made to join the heterogeneous materials. Specifically, a method of applying heat-resistant rubber that can withstand the high temperature of the engine intake and exhaust system and enables mechanical coupling of aluminum alloy and stainless steel is used, or a joining method by riveting or pressing is used.

이러한 기계적 결합은 용접이나 브레이징에 의한 방법에 비하여 결합력이 약한 문제점이 있고, 특히 많이 사용되고 있는 내열고무의 경우에는 내구성과 결합력에 대한 신뢰성이 낮아 교체가 잦은 문제점이 있다.Such mechanical coupling has a problem that the bonding strength is weak compared to the method by welding or brazing, and in particular, in the case of heat-resistant rubber that is used a lot, there is a problem that the durability and the reliability of the bonding force are low and the replacement is frequent.

이러한 기계적 결합 이외에도, 마찰용접이나 폭발용접, 마찰교반용접의 방식을 이용하여 이종재를 접합하는 방법도 있으나, 이는 형상적 제약에 의하여 광범위하게 적용될 수 없는 문제점이 있고, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 이종재가 접합된 별도의 매개모재를 이용하여 이종재를 접합하는 방식이 개발되었으나, 별도의 매개모재를 준비해야하고 이를 다시 양측에 개별 접합해야 하는 등 작업성이 매우 낮은 문제점이 있다.In addition to the mechanical coupling, there is also a method of joining dissimilar materials using a friction welding, explosion welding, friction stir welding, but there is a problem that can not be widely applied due to geometric constraints, in order to solve these problems Although a method of joining dissimilar materials using a separate mediatored base material has been developed, there is a problem in that workability is very low, such as having to prepare separate mediators and separately bonding them to both sides.

KRKR 10-155370810-1553708 B1B1 KRKR 10-178389110-1783891 B1B1

본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위해 발명된 것으로서, 이종재의 양측에 특별한 처리를 함으로써 간단하게 결합이 가능하고, 또한 이종재의 접합이 원활히 이루어질 수 있는 분위기를 조성하여 결합력을 높이는 차량에 적용되는 알루미늄합금과 스테인리스강의 이종재 브레이징 접합방법를 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been invented to solve the above problems, it is possible to simply combine by special treatment on both sides of the dissimilar material, and also to create an atmosphere that can be smoothly bonded to the dissimilar material to be applied to the vehicle to increase the bonding force The object is to provide a method for brazing dissimilar materials of alloy and stainless steel.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The object of the present invention is not limited to the above-mentioned object, and other objects which are not mentioned will be clearly understood from the following description.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량에 적용되는 알루미늄합금과 스테인리스강의 이종재 브레이징 접합방법은 차량의 흡배기계에서 알루미늄합금과 스테인리스강을 접합하는 방법에 있어서, 상기 알루미늄합금과 상기 스테인리스강의 표면을 깨끗하게 하는 세척과정; 상기 스테인리스강의 접합부위에 대한 아연도금과정; 상기 알루미늄합금의 접합부위에 도포되어 알루미늄합금의 용융을 향상시키는 플럭스도포과정; 상기 플럭스에 형성된 수분을 제거하는 건조과정; 및 상기 알루미늄합금과 상기 스테인리스강을 맞대어 브레이징하는 접합과정으로 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.The dissimilar material brazing joining method of the aluminum alloy and stainless steel applied to the vehicle according to the present invention for achieving the above object, in the method of joining the aluminum alloy and stainless steel in the intake and exhaust machine of the vehicle, the surface of the aluminum alloy and the stainless steel Cleaning process to clean; Galvanizing the stainless steel joints; A flux coating process applied to a joint portion of the aluminum alloy to improve melting of the aluminum alloy; A drying process of removing moisture formed in the flux; And a bonding process for brazing the aluminum alloy to the stainless steel.

상기한 구성에 의한 본 발명은 아래와 같은 효과를 기대할 수 있다. The present invention by the above configuration can be expected the following effects.

이종재인 스테인레스강과 알루미늄합금의 결합을 간단하게 함으로써, 종래에 매개모재를 이용하거나, 기계적 결합에 의해 결합하는 방법보다 생산성이 향상된다.By simplifying the joining of the dissimilar stainless steel and the aluminum alloy, productivity is improved compared to the method of using a mediator base material or joining by mechanical bonding.

궁극적으로는 향상된 생산성으로 인하여, 차량에 전방위적으로 적용이 가능하게 되어 차량의 경량화가 이루어져 배기가스 배출 감소와 연비의 향상이 이루어질 수 있다.Ultimately, due to the improved productivity, it is possible to apply the vehicle omnidirectionally, thereby reducing the weight of the vehicle, and reducing the exhaust gas and improving fuel efficiency.

스테인레스강과 알루미늄합금의 결합시 레이저를 이용하여 브레이징전 예열함으로써 결합이 원활하게 되도록 하고, 이에 더해 알루미늄합금측의 플럭스 도포에 의하여 브레이징시 비드의 형성이 넓게 이루어질 수 있어, 견고한 결합이 가능해진다.When the stainless steel and the aluminum alloy are combined, the bonding is smoothed by preheating before brazing by using a laser. In addition, the bead can be widely formed during brazing by flux application on the aluminum alloy side, thereby enabling a firm bonding.

종래에 기계식 결합에 의한 방식인 내열고무나 리벳, 압입의 경우에는, 부식 또는 마모에 의하여 그 결합력이 저하되어 잦은 교체가 이루어져야 하므로, 교체에 따른 자원의 낭비 및 교체 소모 시간, 특히 차량의 경우에는 교체를 위한 입고로 가동률이 떨어지는 문제점이 있었으나, 스테인레스강과 알루미늄합금의 견고한 결합이 가능하여 이러한 문제점이 해결될 수 있다.In the case of heat-resistant rubber, rivets, and press-fitted methods, which are conventionally combined by mechanical coupling, the coupling force must be decreased due to corrosion or wear, and thus frequent replacement is required. There was a problem that the operation rate is lowered due to the receipt for replacement, but this problem can be solved by enabling a solid coupling of the stainless steel and the aluminum alloy.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 차량에 적용되는 알루미늄합금과 스테인리스강의 이종재 브레이징 접합방법의 전체 순서도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 알루미늄합금과 스테인리스강의 브레이징 개념도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 차량에 적용되는 알루미늄합금과 스테인리스강의 이종재 브레이징 접합방법의 접합부위 구성도이다.
1 is an overall flowchart of a method for brazing dissimilar materials of aluminum alloy and stainless steel applied to a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.
Figure 2 is a conceptual diagram of the brazing of aluminum alloy and stainless steel according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a block diagram of the bonding portion of the dissimilar material brazing bonding method of the aluminum alloy and stainless steel applied to a vehicle according to an embodiment of the present invention.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량에 적용되는 알루미늄합금과 스테인리스강의 이종재 브레이징 접합방법를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings a method for brazing dissimilar materials of aluminum alloy and stainless steel applied to a vehicle according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 차량에 적용되는 알루미늄합금과 스테인리스강의 이종재 브레이징 접합방법의 전체 순서도, 도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 알루미늄합금과 스테인리스강의 브레이징 개념도 및 도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 차량에 적용되는 알루미늄합금과 스테인리스강의 이종재 브레이징 접합방법의 접합부위 구성도이다.1 is a complete flowchart of a method for brazing dissimilar materials of an aluminum alloy and a stainless steel applied to a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG. 2 is a conceptual view and diagram of a brazing of an aluminum alloy and a stainless steel according to an exemplary embodiment of the present invention. 3 is a block diagram of the joint portion of the dissimilar material brazing bonding method of the aluminum alloy and stainless steel applied to a vehicle according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량에 적용되는 알루미늄합금과 스테인리스강의 이종재 브레이징 접합방법은 도 2에 도시된 바와 같이 세척과정(S1), 아연도금과정(S2), 플럭스도포과정(S3), 건조과정(S4), 예열과정(S5) 및 접합과정(S6)으로 구성된다.The dissimilar material brazing bonding method of the aluminum alloy and the stainless steel applied to the vehicle according to the preferred embodiment of the present invention, as shown in Figure 2 washing process (S1), zinc plating process (S2), flux coating process (S3), drying It consists of a process (S4), a preheating process (S5) and a bonding process (S6).

먼저, 상기 세척과정(S1)을 살펴본다.First, look at the washing process (S1).

세척과정(S1)은 일반적으로 용접이나 브레이징 등의 접합이 행해지는 경우에 접합성의 개선을 위하여, 이에 영향을 줄 수 있는 먼지나 때, 응축액, 윤활유 및 오일 등을 제거하기 위한 과정이다.Washing process (S1) is generally a process for removing dust or dirt, condensate, lubricating oil and oil that can affect this in order to improve the bonding when welding or brazing, such as bonding is performed.

세척과정(S1)은 일반적인 방법에 따라 행해지되, 바람직하게는 초음파 진동을 주면서 세척을 하게 되는 초음파 산세(Supersonic pickling) 방식을 실시하되, 초음파 산세후에 중화 및 헹굼이 이루어질 수 있다.Washing process (S1) is performed according to a general method, preferably performing an ultrasonic pickling (Supersonic pickling) method to wash while giving an ultrasonic vibration, it may be neutralized and rinsed after ultrasonic pickling.

초음파 산세시에는 세척제의 화학성분의 활성을 통하여 세척력을 향상시키기 위하여, 세척제를 70 내지 90℃로 가열하여 세척을 할 수 있다.In ultrasonic pickling, the washing agent may be heated to 70 to 90 ° C. to improve the washing power through the activity of the chemical component of the washing agent.

세척과정(S1)은 추후 브레이징시 접합면에 존재하는 불순물에 의하여 플럭스의 기능이 저하되어 결과적으로 불완전한 접합이 이루어질 수 있으므로, 접합과정(S6)의 시작 전에 행해지는 것이 바람직하다.The cleaning process S1 may be performed before the start of the bonding process S6 since the function of the flux may be lowered by the impurities present in the bonding surface at the time of brazing, resulting in incomplete bonding.

다음으로, 상기 아연도금과정(S2)을 살펴본다.Next, look at the zinc plating process (S2).

상기 세척과정(S1) 후에는, 스테인레스강의 접합부위 일부에 아연(Zn)을 도금할 수 있다. 아연은 철(Fe)이나 알루미늄(Al)과의 반응성이 좋아, 스테인레스강에 도금되고, 추후 알루미늄합금(10)과의 접합시에 스테인레스강과 알루미늄합금(10)의 접합을 매개하여 주는 역할을 할 수 있다.After the cleaning process (S1), zinc (Zn) may be plated on a part of the joint of stainless steel. Zinc has good reactivity with iron (Fe) or aluminum (Al) and is plated on stainless steel, and later plays a role of mediating the joining of the stainless steel and the aluminum alloy (10) when joining the aluminum alloy (10). Can be.

아연도금은 전기아연도금이나 용융아연도금 등 작업환경에 따라 용이한 것은 어떠한 것이든 가능할 수 있다.Zinc plating may be any thing easy depending on the working environment, such as electro zinc plating or hot dip galvanizing.

아연도금은 상술한 바와 같이, 스테인리스강(20)과 알루미늄합금(10)의 접합을 매개하여주는 역할을 하는 것이므로, 그 도금품질이 매우 중요하다. 특히, 도금두께가 접합품질에 영향을 미치는 파라미터로써, 도금두께를 5 내지 10㎛를 유지하도록 한다.As described above, since the galvanizing serves to mediate the joining of the stainless steel 20 and the aluminum alloy 10, the plating quality is very important. In particular, the plating thickness is a parameter that affects the bonding quality, the plating thickness to maintain 5 to 10㎛.

다음으로, 상기 플럭스도포과정(S3)을 살펴본다.Next, look at the flux application process (S3).

플럭스(Flux)는 용접이나 브레이징시 용해되는 금속표면에 이와 반응하지 않는 얇은 층을 만듬으로써, 용해되는 금속표면이 대기와의 접촉에 의한 산화나 수증기와의 접촉에 의한 수분의 함유를 막아주어 접합력에 영향이 없도록 하여주는 역할을 한다.Flux creates a thin layer that does not react with the metal surface that melts during welding or brazing, thereby preventing the metal surface from melting by oxidizing by contact with the atmosphere or by containing moisture by contact with water vapor. It does not affect the role.

일반적으로 플럭스는 아크용접(Arc welding)의 경우에는 용접봉의 표면에 도포되어 있어, 용접의 진행시 용접봉의 용융과 함께 용융되어 용접 비드(Bead)의 표면에 산화막을 형성하도록 되어 있으나, 후술할 접합과정(S6)에서는 MIG(Metal inert Gas)나 TIG(Tungsten inert Gas)에 의해 브레이징이 이루어지므로, 플럭스의 공급을 위하여 별도의 도포과정이 필요하다.In general, the flux is applied to the surface of the welding rod in the case of arc welding, and is melted together with the melting of the welding rod during the progress of welding to form an oxide film on the surface of the welding bead. In step S6, since brazing is performed by MIG (Metal inert Gas) or TIG (Tungsten inert Gas), a separate coating process is required for supplying the flux.

플럭스의 양이 부족하게 되면, 비드의 형성이 제대로 이루어지지 않을 수 있다. 상세하게는, 알루미늄합금(10)의 용융이 원활히 되어 비드가 넓게 형성이 되어야 하는데, 대기와의 접촉 및 수증기의 침투로 인하여 점(Spot) 또는 좁은 비드가 형성될 수 있다.If the amount of flux is insufficient, beads may not be formed properly. In detail, the aluminum alloy 10 should be smoothly melted so that the beads should be formed widely. Spots or narrow beads may be formed due to contact with the atmosphere and penetration of water vapor.

이러한 불완전한 비드의 형성은 결국 접합력의 저하를 가져오게 되어 본 발명이 추구하는 목적의 달성이 어렵게 된다.Formation of such incomplete beads eventually leads to a decrease in bonding strength, which makes it difficult to achieve the object of the present invention.

바람직하게는, 플럭스의 사용량은 3 내지 8g/㎡의 농도로 사용하여 접합부위의 표면에 균일하게 도포하되, 플럭스통에 침지하거나 스프레이 방식 등의 사용이 가능하고, 알루미늄계인 플럭스를 사용하는 것이 바람직하다.Preferably, the amount of flux is used at a concentration of 3 to 8 g / ㎡ uniformly applied to the surface of the junction portion, it is possible to immerse in a flux barrel or to use a spray method, it is preferable to use an aluminum-based flux. Do.

다음으로, 상기 건조과정(S4)을 살펴본다.Next, look at the drying process (S4).

상기 플럭스도포과정(S3)에서 생길 수 있는 유분이나 수분을 제거하기 위하여 건조과정(S4)이 필요할 수 있다. 상술한 바와 같이, 플럭스의 도포가 용융되는 금속에 불순물이나 수분의 침투를 막기위한 목적인 바, 플럭스 자체가 가지고 있는 유분이나 수분의 제거가 이루어져야 기능을 발휘할 수 있다.Drying process (S4) may be necessary to remove the oil or water that may occur in the flux coating process (S3). As described above, the application of the flux is for the purpose of preventing the penetration of impurities or moisture into the molten metal, so that the flux or the moisture of the flux itself must be removed to function.

건조과정(S4)은 90 내지 100℃의 온도에서 20 내지 30분간 건조가 실시될 수 있다. 100℃이상의 온도에서는 수분의 끓는점을 초과하게 되고, 단시간의 건조도 급격한 상변화를 일으킬 수 있으므로 플럭스의 균일한 도포면에 기공이나 불균형을 일으킬 수 있기 때문에, 끓는점 이하의 고온에서 장시간에 걸쳐 건조가 이루어지는 것이 바람직하다.Drying process (S4) may be carried out drying for 20 to 30 minutes at a temperature of 90 to 100 ℃. At temperatures above 100 ° C, the boiling point of moisture is exceeded, and even a short time of drying can cause rapid phase change, which can cause porosity and imbalance on the uniform coated surface of the flux. Therefore, drying occurs at high temperatures below the boiling point for a long time. It is preferable.

다음으로, 상기 예열과정(S5)을 살펴본다.Next, look at the preheating process (S5).

일반적으로 용접이나 브레이징의 전에 이루어지는 예열은 모재의 용융을 활성화시키거나, 상술한 접합의 매개체인 아연도금이나 플럭스의 활성을 꾀하거나, 저온의 모재에 높은 온도가 급격히 가해지면서 생길 수 있는 균열 등을 방지하기 위하여 이루어진다.In general, preheating prior to welding or brazing activates the melting of the base metal, activates the galvanizing or flux as a medium of the above-mentioned bonding, or cracks that may occur when the high temperature is rapidly applied to the low temperature base material. Is made to prevent.

가스 토치에 의해 접합부위를 가열하거나, 고주파를 이용한 방법, 저온에서 접합을 실시하면서 고온으로 적층하여 접합하는 방법 등이 주로 사용된다.The joining part is heated by a gas torch, the method using a high frequency, the method of laminating | stacking and joining at high temperature, bonding at low temperature, etc. are mainly used.

본 발명에서는 예열을 위하여 레이저(30)(Laser)에 의한 방법이 이용될 수 있다. 레이저(30)는 일반적으로 직진성을 가지는 빛의 성질을 가지고 있어서, 목적하는 위치에 정확한 조사가 가능하다. In the present invention, a method by the laser 30 may be used for preheating. The laser 30 generally has a property of light having a straightness, so that accurate irradiation is possible at a desired position.

그러나, 본 발명에서는 접합부위에 대해 레이저(30)에 의해 집중적인 예열이 되는 경우에는, 오히려 접합의 활성을 위한 예열의 목적보다 모재에 열적 스트레스를 유발할 수 있기 때문에, 의도적으로 디포커싱(defocusing, 촛점흐림)하여 넓은 면적에 레이저(30)가 조사되도록 한다. 상세하게는, 레이저(30)가 조사되는 폭이 포커싱이 되는 경우에는 20 내지 30㎛의 폭을 가지게 되나, 본 발명에서는 레이저(30)가 조사되는 폭이 3 내지 5mm가 되도록 디포커싱할 수 있다However, in the present invention, when intensive preheating is performed by the laser 30 on the junction, rather than the purpose of preheating for the activation of the junction, thermal stress may be induced in the base material, thus intentionally defocusing. Blur) so that the laser 30 is irradiated to a large area. In detail, when the laser beam 30 is focused, the width is 20-30 μm. However, in the present invention, the laser beam 30 may be defocused so as to have a width of 3 mm to 5 mm.

본 발명에서 사용되는 레이저(30)의 전원은 1 내지 2㎾의 용량이 사용되고, 펄스파가 아닌 연속파장의 고체레이저(30)가 사용될 수 있다. 본 발명에서 레이저(30)의 역할을 후술할 접합과정(S6)의 브레이징에 선행하여 접합부위를 예열하는 것으로서, 예열에 의하여 스테인리스강(20)의 아연도금과 알루미늄합금(10)의 젖음성이 개선되어 접합이 용이하게 되도록 할 수 있다.As the power source of the laser 30 used in the present invention, a capacitance of 1 to 2 kHz is used, and the solid-state laser 30 having a continuous wavelength rather than a pulse wave can be used. In the present invention, as the preheating of the bonding portion prior to the brazing of the bonding process (S6) to play the role of the laser 30 to be described later, the wettability of the zinc plating and aluminum alloy 10 of the stainless steel 20 is improved by preheating To facilitate bonding.

마지막으로, 상기 접합과정(S6)을 살펴본다.Finally, look at the bonding process (S6).

상기 접합과정(S6)을 위하여 스테인리스강(20)과 알루미늄합금(10)의 맞대기부위의 형상을 특별히 형성할 수 있다.For the bonding process (S6) it may be specifically formed a shape of the butt portion of the stainless steel 20 and the aluminum alloy (10).

상세하게는, 스테인리스강(20)과 알루미늄합금(10)이 맞대기부위 중 알루미늄합금(10)의 끝단은 단차를 형성하여, 그 단차 상에 스테인리스강(20)의 끝단이 안착될 수 있도록 할 수 있다.Specifically, the end of the aluminum alloy 10 of the butt portion of the stainless steel 20 and the aluminum alloy 10 forms a step, so that the end of the stainless steel 20 can be seated on the step. have.

알루미늄합금(10)은 융점이 600 내지 650℃인데, 스테인리스강(20)은 1,400 내지 1,450℃로서, 두 금속의 접합시 용접이나 브레이징을 이용하게 되면, 융점이 낮은 알루미늄합금(10)의 용융을 통하여 생긴 용융금속(50)에 의하여 스테인리스강(20)이 접합이 되도록 하기 위하여, 알루미늄합금(10)의 끝단에 스테인리스강(20)이 안착되는 구조를 형성하여 접합이 되도록 한다.The aluminum alloy 10 has a melting point of 600 to 650 ° C., and the stainless steel 20 has a melting point of 1,400 to 1,450 ° C. When welding or brazing is used when joining two metals, melting of the aluminum alloy 10 having a low melting point is prevented. In order for the stainless steel 20 to be joined by the molten metal 50 formed therethrough, the stainless steel 20 is formed at the end of the aluminum alloy 10 so as to be joined.

알루미늄합금(10)의 낮은 융점에 맞는 접합방법인 브레이징 방법에 의해 접합이 이루어질 수 있게 되되, 융점이 낮고 변형이 쉬우며, 박판인 알루미늄합금(10)의 성질에 따라 브레이징시 수축변형이나 변질이 적고, 박판에도 적용이 가능한 MIG 또는 TIG 방법이 이용될 수 있다.The joining can be made by the brazing method, which is a joining method for the low melting point of the aluminum alloy 10, but the melting point is low and easy to deform, shrinkage deformation or deterioration during brazing depending on the properties of the thin aluminum alloy (10). MIG or TIG method can be used which is small and applicable to sheet metal.

상세하게는, 단차진 알루미늄합금(10)의 끝단에 스테인리스강(20)의 끝단을 안착시킨 후에, 상기 레이저(30)에 의한 예열과정(S5)이 접합과정(S6)이 진행되는 방향에 선행하여 이루어질 수 있다.In detail, after the end of the stainless steel 20 is seated at the end of the stepped aluminum alloy 10, the preheating process S5 by the laser 30 precedes the direction in which the bonding process S6 proceeds. It can be done by.

예열과정(S5)이 이루어지는 방향에 후행하여 접합과정(S6)인 브레이징이 진행이 될 수 있도록 토치(40)가 위치하게 되는데, 이 때 융점이 낮은 알루미늄합금(10)의 상부단차(11)가 용융되면서 하부단차(13)상에 있는 스테인리스강(20)의 상부에 용융금속(50)이 형성될 수 있다.The torch 40 is positioned so that the brazing, which is the joining process S6, may be performed after the preheating process S5 is performed, and the upper step 11 of the aluminum alloy 10 having a low melting point is While molten, the molten metal 50 may be formed on the upper portion of the stainless steel 20 on the lower step 13.

상술한 바와 같이, 스테인리스강(20)의 표면은 아연도금과정(S2)에 의해 아연도금이 이루어져 있으므로, 아연과 알루미늄의 친(親)결합성에 의해 알루미늄합금(10)과 스테인리스강(20)의 접합이 될 수 있다.As described above, since the surface of the stainless steel 20 is galvanized by the galvanizing process (S2), the aluminum alloy 10 and the stainless steel 20 may be formed by the covalent bonding of zinc and aluminum. It can be a junction.

이 때, 플럭스도포과정(S3)에 의해 알루미늄합금(10)에 도포되어 있는 플럭스가 토치(40)에 의한 브레이징으로 용해되어 상기 용융금속(50)의 표면에 얇은 막을 형성함으로써, 용융금속(50)이 대기 및 수증기와 접촉하지 않도록 하여 접합품질을 향상시킬 수 있다.At this time, the flux applied to the aluminum alloy 10 by the flux application process (S3) is dissolved by brazing by the torch 40 to form a thin film on the surface of the molten metal 50, the molten metal 50 ) Improves the bonding quality by avoiding contact with air and water vapor.

상기한 실시예는 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야에 대한 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양하게 변형된 다른 실시예가 가능하다. The above embodiments are merely exemplary, and those having ordinary skill in the art may have other embodiments modified in various ways.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위에는 하기의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 상기의 실시예뿐만 아니라 다양하게 변형된 다른 실시예가 포함되어야 한다. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should include not only the above embodiment but also various other embodiments modified by the technical spirit of the invention described in the claims below.

S1: 세척과정
S2: 아연도금과정
S3: 플럭스도포과정
S4: 건조과정
S5: 예열과정
S6: 접합과정
10: 알루미늄합금
11: 상부단차
13: 하부단차
20: 스테인리스강
30: 레이저
40: 토치
50: 용융금속
S1: cleaning process
S2: Zinc Plating Process
S3: flux coating process
S4: drying process
S5: Preheating Process
S6: Bonding Process
10: aluminum alloy
11: upper step
13: lower step
20: stainless steel
30: laser
40: torch
50: molten metal

Claims (5)

차량의 흡배기계에서 알루미늄합금과 스테인리스강을 접합하는 방법에 있어서,
상기 알루미늄합금과 상기 스테인리스강의 표면을 깨끗하게 하는 세척과정;
상기 스테인리스강의 접합부위에 대한 아연도금과정;
상기 알루미늄합금의 접합부위에 도포되어 알루미늄합금의 용융을 향상시키는 플럭스도포과정;
상기 플럭스에 형성된 수분을 제거하는 건조과정; 및
상기 알루미늄합금과 상기 스테인리스강을 맞대어 브레이징하는 접합과정으로 구성되는 차량에 적용되는 알루미늄합금과 스테인리스강의 이종재 브레이징 접합방법.
In the method of joining aluminum alloy and stainless steel in the intake and exhaust machine of a vehicle,
A cleaning process for cleaning the surfaces of the aluminum alloy and the stainless steel;
Galvanizing the stainless steel joints;
A flux coating process applied to a joint portion of the aluminum alloy to improve melting of the aluminum alloy;
A drying process of removing moisture formed in the flux; And
The brazing method for dissimilar materials brazing the aluminum alloy and stainless steel applied to the vehicle consisting of a bonding process for brazing the aluminum alloy and the stainless steel.
제1항에 있어서,
상기 건조과정과 상기 접합과정 사이에는 레이저를 이용한 예열과정이 더 포함된 것을 특징으로 하는 차량에 적용되는 알루미늄합금과 스테인리스강의 이종재 브레이징 접합방법.
The method of claim 1,
Dissimilar brazing bonding method of the aluminum alloy and stainless steel applied to the vehicle, characterized in that further comprising a preheating process using a laser between the drying process and the bonding process.
제2항에 있어서,
상기 예열과정은 레이저의 초점을 디포커싱하여 넓은 면적이 예열되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량에 적용되는 알루미늄합금과 스테인리스강의 이종재 브레이징 접합방법.
The method of claim 2,
The preheating process is a method for brazing dissimilar materials of aluminum alloy and stainless steel applied to a vehicle, wherein a large area is preheated by defocusing a focus of a laser.
제1항 있어서,
상기 건조과정은 90 내지 100℃의 온도에서 20 내지 30분간 실시하는 것을 특징으로 하는 차량에 적용되는 알루미늄합금과 스테인리스강의 이종재 브레이징 접합방법.
The method of claim 1,
The drying process is a different material brazing bonding method of the aluminum alloy and stainless steel applied to the vehicle, characterized in that carried out for 20 to 30 minutes at a temperature of 90 to 100 ℃.
제1항에 있어서,
상기 접합과정은 MIG 또는 TIG 브레이징하는 것을 특징으로 하는 차량에 적용되는 알루미늄합금과 스테인리스강의 이종재 브레이징 접합방법.
The method of claim 1,
The bonding process is a different material brazing bonding method of the aluminum alloy and stainless steel applied to the vehicle, characterized in that for brazing MIG or TIG.
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