2026-01-26
열 싱크에 대한 진공 브레이징 공정은 부품 정밀도와 매개변수 제어에 대한 매우 높은 요구 사항을 부과합니다. 또한 용접 이음매가 길기 때문에 100% 용접 자격률을 달성하는 것은 매우 어렵습니다. 국부적인 누출 지점의 경우, 보수 용접 공정을 사용하여 개선할 수 있습니다. 아래에서는 "알루미늄 진공 브레이징 열 싱크 누출에 대한 TIG 보수 용접"이라는 특정한 까다로운 공정에 초점을 맞춰 체계적이고 상세한 소개를 제공합니다. 이것은 단순한 용접이 아니라 정밀 보수 기술입니다.
먼저, 다음을 명확히 하는 것이 중요합니다. 진공 브레이징은 모재(예: 알루미늄-실리콘 계열)보다 용융점이 낮은 필러 금속을 사용하여 진공로에서 균일하게 가열하여 모세관 작용을 통해 틈을 채우는 접합 공정입니다. 특징으로는 균일한 전체 가열, 최소한의 변형, 매끄러운 용접 이음매 등이 있습니다. 반대로, TIG 보수 용접은 국부적인 용접 보수 공정으로, *응력 집중, 변형, 관통, 2차 누출*과 같은 문제를 쉽게 야기할 수 있습니다. 따라서 보수 용접의 목표는 다음과 같습니다. 밀봉 및 강도 요구 사항을 충족하면서 원래의 건전한 영역에 대한 열적 영향을 최소화하는 것입니다.
I. 용접 전 준비
1. 결함 위치 파악 및 평가
알코올 또는 아세톤으로 의심되는 부위를 세척하고 고배율 확대경 또는 산업용 보어스코프를 사용하여 균열 또는 누출 지점을 주의 깊게 검사합니다.
평가: 누출 지점이 조밀한 수로 또는 주요 하중 지지 리브에 있는 경우, 보수 용접은 연쇄 누출 또는 심각한 변형을 유발할 수 있습니다. 보수가 가치가 있는지에 대한 평가가 이루어져야 합니다.
2. 표면 세척
기계적 세척: 스테인리스강 와이어 브러시를 사용하여 금속 광택이 나타날 때까지 용접 부위에서 산화막, 스케일 및 오염 물질을 완전히 제거합니다. 파일과 앵글 그라인더를 사용하여 모재의 과도한 제거를 피하십시오.
화학적 세척: 탈지를 위해 아세톤 또는 특수 알루미늄 세척제를 사용합니다. 끈질긴 산화막의 경우, 순한 알칼리성 세척제를 사용한 다음 깨끗한 물로 철저히 헹구고 건조시킵니다.
즉시 용접: 새로운 산화막(Al₂O₃)의 과도한 형성을 방지하기 위해 세척된 부위는 2시간 이내에 용접해야 합니다.
3. 그루브 준비
균열의 경우, 마이크로 밀, 소형 연삭 휠 또는 스크레이퍼를 사용하여 그루브를 만들어야 합니다.
그루브 유형: 그루브 루트의 완전한 노출을 보장하고 침투 및 가스 보호를 용이하게 하기 위해 U-그루브 또는 V-그루브를 권장합니다.
스톱 홀: Φ1-2mm 드릴 스톱 홀 용접 중 균열 전파를 방지하기 위해 눈에 보이는 균열의 양쪽 끝에
4. 재료 및 장비 준비
필러 와이어 선택
모재와 일치하는 등급에 우선 순위를 두어야 합니다. 일반적인 열 싱크 재료는 3003/6063/6061 알루미늄 합금이며, ER4043(일반적인 사용성, 우수한 유동성, 균열 방지) 또는 ER5356(더 높은 강도, 더 큰 경도, 약간 더 낮은 유동성)이 일반적으로 선택됩니다.
필러 와이어는 전용 와이어 상자에 보관하고 깨끗하고 건조하게 유지해야 합니다.
장비:
AC/DC 사각파 TIG 용접기(AC TIG): 필수. 알루미늄 용접에는 교류를 통해서만 달성할 수 있는 산화막을 제거하는 "음극 세척" 효과가 필요합니다.
고순도 아르곤 가스 (순도 ≥99.99%), 건조 가스 라인 포함.
텅스텐 전극: 세륨 텅스텐(WC-20)을 권장합니다. 직경은 전류에 따라 선택됩니다(일반적으로 1.6mm 또는 2.4mm).
가스 렌즈: 표준 세라믹 노즐을 대체하여 알루미늄 용접에 매우 중요한 보다 층류적이고 효과적인 아르곤 차폐 가스 층을 제공합니다.
5. 예열
전체 예열: 더 크거나 구조적으로 복잡한 열 싱크의 경우, 200°C 오븐에서 전체 예열을 권장합니다. 이렇게 하면 용접 열 투입량이 크게 줄어들고, 열 차동 응력이 최소화되며, 핫 크래킹을 방지하고, 수소 배출을 돕습니다.
국부 예열: 가스 토치 또는 열총을 사용하여 보수 부위 주변을 부드럽게 예열할 수 있습니다. 원래 브레이징 조인트의 성능을 손상시키지 않도록 250°C를 초과하지 마십시오.
II. TIG 보수 용접 공정 매개변수 및 작동 필수 사항
1. 매개변수 참조(일반적인 2-3mm 두께의 예)
전류: AC 모드를 사용합니다. 전류 범위는 약 80-120A이며, 특정 위치 및 열 방산 조건에 따라 미세 조정이 필요합니다. 원칙: 융합을 보장하면서 가능한 최소 전류와 최고 속도를 사용합니다.
주파수: 최신 용접기는 주파수 조정을 허용합니다. 권장 설정: 80-120Hz. 더 높은 주파수는 아크를 집중시켜 열 영향부(HAZ)를 줄입니다.
세척 폭(균형): AC에서 "세척"(전극 양극) 비율을 65-75%로 설정하여 충분한 음극 세척 작용을 보장할 수 있습니다.
아르곤 유량: 8-15L/min, 가스 렌즈를 통해 전달됩니다.
텅스텐 연장 길이: 차폐를 강화하기 위해 약 3-5mm로 가능한 짧게 유지합니다.
필러 와이어 직경: 일반적으로 Φ1.6mm 또는 Φ2.0mm.
2. 작동 기술
자세: 토치, 필러 와이어 및 공작물의 안정적인 각도를 보장합니다. 전진(좌향) 기술이 일반적으로 사용됩니다.
아크 시작 및 종료: 접촉 시작으로 인한 오염을 방지하기 위해 고주파 시작 또는 리프트 시작을 사용합니다. 크레이터를 채우고 크레이터 균열을 방지하기 위해 아크 종료 시 용접기의 전류 감쇠 기능을 사용합니다.
열 투입 제어: 간헐적인 태킹 용접 또는 빠른 분할 용접을 사용합니다. 작은 섹션(10-20mm)을 용접하고 즉시 중지하여 열을 발산시키고, 손등으로 만질 수 있는 수준(약 50-60°C)으로 온도가 떨어질 때까지 기다린 다음 다음 섹션을 용접합니다. 이것이 변형 및 관통을 방지하는 핵심 전략입니다!
용접 풀 관찰: 알루미늄 용접 풀의 색상 변화는 뚜렷하지 않습니다. 표면 장력 및 가장자리 습윤의 형성을 관찰합니다. 모재가 밝고 유동적인 풀을 형성한 후에만 필러 와이어를 추가합니다.
필러 와이어 공급: 필러 와이어는 항상 아르곤 차폐 구역 내에 있어야 합니다. "태핑" 또는 "연속 공급" 방식으로 부드럽고 균일한 움직임으로 추가합니다.
III. 용접 후 처리 및 검사
1. 용접 후 세척: 스테인리스강 브러시를 사용하여 용접 표면에서 산화 변색 및 스패터를 제거합니다.
2. 누출 테스트:
압력 누출 테스트: 열 싱크의 모든 포트를 밀봉하고, 필요한 제품 압력으로 압축 공기(또는 질소)를 도입하고, 물에 담그고, 기포가 있는지 관찰합니다. 이것이 가장 직접적인 테스트 방법입니다.
압력 유지 테스트: 가압 후 일정 시간 동안 방치하고 압력 게이지 판독값이 떨어지는지 관찰합니다.
형광 침투 또는 헬륨 질량 분석 누출 테스트: 매우 높은 요구 사항의 응용 분야에 사용됩니다.
3. 비파괴 검사(선택 사항): 중요한 영역의 경우, 표면 균열을 확인하기 위해 염료 침투 검사(PT)를 사용할 수 있습니다.
4. 교정(필요한 경우): 사소한 변형이 발생한 경우, 프레스의 금형을 사용하여 냉간 교정이 허용됩니다. 해머링을 피하십시오.
IV. TIG 보수 용접 중 일반적인 문제 및 대책
| 일반적인 보수 용접 문제 | 가능한 원인 | 수정 조치 |
|---|---|---|
| 용접 붕괴 또는 관통 | 과도한 전류, 장시간 체류 시간, 그루브가 너무 얇음 | 전류 감소, 이동 속도 증가, 열 방산을 위해 구리 백킹 바 추가. |
| 검은색, 다공성 용접 표면 | 불충분한 차폐 가스, 불순한 가스, 통풍, 깨끗하지 않은 와이어/모재 | 가스 라인 확인, 유량 증가, 방풍 설치, 철저한 세척. |
| 균열(핫 크랙) | 높은 구속 응력, 재료 불일치, 부적절한 아크 종료 | 엄격한 예열 및 분할 용접, ER4043 필러 사용, 전류 감쇠 활용. |
| 거친 용접 비드, 융합 부족 | 전류가 너무 낮음, 불충분한 세척, 산화막이 제거되지 않음 | 적절하게 전류 증가, 세척 비율 증가, 와이어 브러시로 다시 세척. |
| 용접 중 "팝핑" | 재료 내부의 잔류 수분 또는 브레이징 매개변수의 내부 결함/산화 | 공작물을 완전히 건조시키고, 그루브가 완전히 건조되었는지 확인합니다. 브레이징 결함이 의심되는 경우 보수 가능성을 평가합니다. |
| HAZ의 심각한 연화 | 과도한 열 투입, 장시간 용접 | 핵심 전략: 저전류, 분할 용접, 강제 냉각(예: 뒷면에 젖은 구리 블록). |
V. 보수 용접에 대한 특별한 주의 사항 및 권장 사항
1. 안전 제일: 알루미늄 용접은 더 강한 자외선을 생성합니다. 어두운 보호 렌즈(≥ #12), 장갑 및 난연성 의류를 착용하십시오. 알루미늄 연기를 흡입하지 않도록 환기를 잘 유지하십시오.
2. 사고방식: 알루미늄 열 싱크의 TIG 보수 용접은 "정밀하고 자수와 같은" 작업입니다. 한 번의 패스로 용접을 완료하는 것을 목표로 하지 마십시오. 인내심과 세심한 준비가 용접 행위 자체보다 더 중요합니다.
3. 대체 솔루션 평가: 매우 작은 누출의 경우, 열적 영향과 변형이 적은 저온 알루미늄 브레이징 필러(토치 브레이징) 또는 특수 에폭시를 사용하여 밀봉하는 것을 고려하십시오. 그러나 작동 조건에 따라 강도와 내구성을 평가해야 합니다.
4. 기록 보관: 결함 위치, 용접 매개변수 및 작동 순서를 문서화하여 경험 요약을 용이하게 합니다.
결론: 진공 브레이징 알루미늄 열 싱크에 대한 TIG 보수 용접은 정밀한 재제조 기술입니다. 성공은 매우 어려운 용접 기술에 의존하는 것이 아니라 세심한 용접 전 준비, 극도로 엄격한 열 투입 제어 및 체계적인 검사 프로세스에 의존합니다. 고가치 열 싱크의 경우, 조건이 허락하는 경우 숙련된 전문 기술자에게 작업을 위탁하는 것이 더 신중한 선택입니다.
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