알루미늄 합금은 낮은 밀도, 우수한 내식성, 높은 전기 및 열 전도성과 같은 우수한 특성을 가지고 있습니다. 강철을 대체하기 위해 알루미늄 합금을 사용하면 용접 구조물의 무게를 크게 줄일 수 있습니다. 반면에 강철은 용접성과 기계적 성질이 좋습니다. 알루미늄-강 용접 구조물은 자동차, 선박 제조 등의 산업에서 널리 사용되었습니다.
알루미늄의 녹는점은 660도이며, 이는 강철보다 700~900도 낮습니다. 용접 중에 녹는점이 낮은 알루미늄이 먼저 녹고 강철은 녹지 않은 상태로 유지됩니다. 알루미늄과 강철 사이의 상당한 밀도 차이로 인해 용융 풀의 알루미늄은 강철 위에 떠 있는 경향이 있어 냉각 후 용접부의 조성이 고르지 않게 됩니다. 알루미늄과 강철 사이의 선형 팽창 계수의 큰 차이로 인해 용접 조인트에 상당한 잔류 응력이 발생하여 용접 균열이 발생할 수도 있습니다.
안정적인 알루미늄-강 연결을 위해서는 연결 시 알루미늄 및 알루미늄 합금 표면의 산화막에 의한 방해 효과를 극복하고 알루미늄 합금과 강철 사이의 경계면에서 부서지기 쉬운 금속간 화합물의 형성을 방지하거나 줄이는 것이 필요합니다. 기존 용접 방법은 다음과 같습니다.
1. 압접
압접은 용접 공정 중에 작업물에 압력을 가하여 용접을 완료하는 방법입니다. 알루미늄과 강철을 용접할 때 일반적인 방법으로는 폭발 용접, 자기 펄스 용접, 마찰 교반 용접, 확산 용접 등이 있습니다.
2. 융합 브레이징
알루미늄-강 이종 재료의 융합 브레이징은 융합 용접과 브레이징의 특성을 결합합니다. 용접 공정 중에 알루미늄 합금과 용가재가 녹고 응고된 후 서로 결합되어 융합 용접 이음매를 형성합니다. 강철은 녹지 않으며, 녹은 용가재는 모세관 현상에 의해 고체 부품 사이의 틈으로 흡입되어 채워집니다. 액상의 용가재는 강재와 함께 확산, 용해되어 응고된 후 강한 브레이징 접합을 형성하여 이종금속인 알루미늄합금과 강재의 접합이 가능합니다.
3. 브레이징
알루미늄-강 이종 재료의 브레이징에는 용접 부품 사이의 틈에 용가재를 배치하는 과정이 포함됩니다. 가열하면 모재가 녹지 않고 용가재만 녹인다. 액상 용가재가 고형 부품의 틈새로 침투하여 냉각 및 응고되면서 강한 접합부가 형성됩니다.
알루미늄-이종 재료의 세 가지 용접 방법 중에서 압력 용접 및 브레이징 공정은 알루미늄-강 접합을 달성할 수 있지만 가공물의 크기와 모양에 특정 제한이 있고 생산 효율성이 낮습니다. 융합 브레이징은 용가재를 통해 알루미늄과 강철 사이의 부서지기 쉬운 금속간 화합물을 제어할 수 있습니다. 특히, 레이저 와이어-공급형 융착 브레이징은 낮은 열 입력, 높은 용접 속도 및 쉬운 자동화와 같은 특성을 갖고 있어 고품질의 효율적인 융착 브레이징 접합부를 생산할 수 있으며 적용 가능성이 넓습니다.-
